國內(nèi)道路平整度檢測技術(shù)

1、國內(nèi)道路平整度檢測技術(shù)來源:科技信息日期:2009-8-1 11:21:45 姬戰(zhàn)勇 （洛陽市交通基本建設(shè)質(zhì)量檢測監(jiān)督站，河南  洛陽  471000）摘  要：平整度是道路建設(shè)、管理活動中質(zhì)量監(jiān)控的重要指標(biāo)，該指標(biāo)的好差直接關(guān)系到路面的的使用壽命乘客的舒適。本文對國內(nèi)平整度檢測技術(shù)的原理和方法進行了介紹。關(guān)鍵詞：道路  平整度  檢測  技術(shù)    平整度是路面施工質(zhì)量與服務(wù)水平的重要指標(biāo)之一,它是指經(jīng)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)量程,間斷地或連續(xù)地量測道路表面的凹凸情況,即不平整的指標(biāo)。路面的平整度

2、與路面各結(jié)構(gòu)層次的平整度狀況有著一定的聯(lián)系，即各層次的平整效果將累積反映到路面表面上，路面面層由于直接與車輛接觸，不平整的表面將會增大行車阻力，將使車輛產(chǎn)生附加振動作用。這種振動作用會造成行車顛簸，影響行車的速度和安全及駕駛的平穩(wěn)和先進乘客的舒適。同時，振動作用還會對路面施加沖擊力，從而加劇路面的汽車機件損壞和輪胎的磨損，并加大油耗，而且不平整的路面會積滯雨水，加速路面的破壞。因此，平整度的檢測與評定是公路工程施工、養(yǎng)護過程中各級質(zhì)量管理部門控制路面質(zhì)量的一個非常重要的環(huán)節(jié)。1、 現(xiàn)行規(guī)范中平整度的檢測指標(biāo)    公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)（土建工程）（JTG F8

3、0/12004）中規(guī)定，對各級道路的各結(jié)構(gòu)層的平整度指標(biāo)的檢驗以國際平整度指數(shù)IRI(m/km)、平整度儀測定的標(biāo)準(zhǔn)差(mm)和三米直尺與路面的最大間隙h（mm）為標(biāo)準(zhǔn)進行檢驗。    國際平整度指數(shù)IRI(即International  Roughness  Index的縮寫)是由世界銀行推薦使用的標(biāo)準(zhǔn)平整度測試指標(biāo)，并在其46號報告里發(fā)表了IRI的標(biāo)準(zhǔn)計算程序，采用1/4車模擬（類似于單輪拖車），以80km/h的速度在已知斷面上行駛時，計算一定行駛距離內(nèi)懸掛系統(tǒng)的累積位移量；    平整度儀測定的標(biāo)準(zhǔn)差即采用連

4、續(xù)式平整度儀測定后，按每10cm間距采集的位移值計算到每100m計算區(qū)間的平整度標(biāo)準(zhǔn)差；    米直尺與路面的最大間隙h定義為三米直尺基準(zhǔn)面距離路表面的最大間隙。    基于以上三個指標(biāo)的檢測，國內(nèi)出現(xiàn)了多種不同機理的平整度的測試設(shè)備和檢測方法。2 、 平整度的測試設(shè)備的分類    平整度的測試設(shè)備分為斷面類和反應(yīng)類兩大類。斷面類是實際測定路面凹凸情況的，如最常用的三米直尺及連續(xù)式平整度儀；還可用精確測定高程得到，國際平整度指數(shù)便是以此為基數(shù)建立的。反應(yīng)類是利用路面凹凸引起的車輛的振動顛簸，測得

5、駕馭員和乘客直接感受到的平整度指標(biāo)，因此它實際上得到的是舒適性能的指標(biāo)，最常用的是車載式顛簸累積儀。3 、 平整度檢測方法    3.1  三米直尺法    本辦法是傳統(tǒng)的平整度檢測方法，是以三米直尺基準(zhǔn)面距離路表面的最大間隙表示路基路面的平整度，適用于測定壓實成型的路面各結(jié)構(gòu)層表面的平整度，也可用于路基表面成型后的施工平整度檢測。    檢測要點：當(dāng)為瀝青路面施工過程中的質(zhì)量檢測時，測試地點應(yīng)選在接縫處，以單杠測定評定；除高速公路以外，可用于其他公路路基路面工程質(zhì)量檢查驗收或進行路況

6、評定，每200m測2處，每處連續(xù)測量10尺，測量時應(yīng)以行車道一側(cè)車輪輪跡（距車道線0.8-1.0m）作為連續(xù)測定的標(biāo)準(zhǔn)位置。對舊路已形成車轍的路面，應(yīng)取車轍中間位置為測定位置。    計算：單杠檢測路面的計算，以三米直尺與路面的最大間隙為測定結(jié)果，連續(xù)測定10尺時，判斷每個測定值是否合格，根據(jù)要求計算合格百分率，并計算10個值的平均值。    三米直尺有兩種形式：一種兩端帶有高1cm的墊腳，一種無墊腳。有墊腳的三米直尺，在兩端0.75m處有一刻線，用于等距離（1.5m）連續(xù)測定，計算標(biāo)準(zhǔn)差。它的平整度測定與三米連續(xù)式平整度儀測定的路面

7、平整度有較好的相關(guān)性。    三米直尺法測量比較簡單，容易操作，但人為因素大，多用于低等級公路的質(zhì)量檢測。    3.2  精密水準(zhǔn)儀法    該方法是世界銀行技術(shù)文件規(guī)定的對各種平整度檢測儀器進行標(biāo)定的方法，可按規(guī)定程序直接計算相關(guān)路面的IRI值。    檢測要點：以精密水準(zhǔn)儀作為標(biāo)準(zhǔn)工具，分別測量標(biāo)定路段兩個輪跡的縱斷高程，要求采樣間隔為250mm，高程測試精度為0.5mm，然后用IRI標(biāo)準(zhǔn)計算程序?qū)γ總€輪跡的縱斷面測量值進行模型計算  &#

8、160; 平整度的測試設(shè)備分為斷面類和反應(yīng)類兩大類。斷面類是實際測定路面凹凸情況的，如最常用的三米直尺及連續(xù)式平整度儀；還可用精確測定高程得到，國際平整度指數(shù)便是以此為基數(shù)建立的。反應(yīng)類是利用路面凹凸引起的車輛的振動顛簸，測得駕馭員和乘客直接感受到的平整度指標(biāo)，因此它實際上得到的是舒適性能的指標(biāo)，最常用的是車載式顛簸累積儀。3 、 平整度檢測方法    3.1  三米直尺法    本辦法是傳統(tǒng)的平整度檢測方法，是以三米直尺基準(zhǔn)面距離路表面的最大間隙表示路基路面的平整度，適用于測定壓實成型的路面各結(jié)構(gòu)層表面的平整度，

9、也可用于路基表面成型后的施工平整度檢測。    檢測要點：當(dāng)為瀝青路面施工過程中的質(zhì)量檢測時，測試地點應(yīng)選在接縫處，以單杠測定評定；除高速公路以外，可用于其他公路路基路面工程質(zhì)量檢查驗收或進行路況評定，每200m測2處，每處連續(xù)測量10尺，測量時應(yīng)以行車道一側(cè)車輪輪跡（距車道線0.8-1.0m）作為連續(xù)測定的標(biāo)準(zhǔn)位置。對舊路已形成車轍的路面，應(yīng)取車轍中間位置為測定位置。    計算：單杠檢測路面的計算，以三米直尺與路面的最大間隙為測定結(jié)果，連續(xù)測定10尺時，判斷每個測定值是否合格，根據(jù)要求計算合格百分率，并計算10個值的平均值。

10、60;   三米直尺有兩種形式：一種兩端帶有高1cm的墊腳，一種無墊腳。有墊腳的三米直尺，在兩端0.75m處有一刻線，用于等距離（1.5m）連續(xù)測定，計算標(biāo)準(zhǔn)差。它的平整度測定與三米連續(xù)式平整度儀測定的路面平整度有較好的相關(guān)性。    三米直尺法測量比較簡單，容易操作，但人為因素大，多用于低等級公路的質(zhì)量檢測。    3.2  精密水準(zhǔn)儀法    該方法是世界銀行技術(shù)文件規(guī)定的對各種平整度檢測儀器進行標(biāo)定的方法，可按規(guī)定程序直接計算相關(guān)路面的IRI值。  

11、  檢測要點：以精密水準(zhǔn)儀作為標(biāo)準(zhǔn)工具，分別測量標(biāo)定路段兩個輪跡的縱斷高程，要求采樣間隔為250mm，高程測試精度為0.5mm，然后用IRI標(biāo)準(zhǔn)計算程序?qū)γ總€輪跡的縱斷面測量值進行模型計算 ，得到該輪跡的IRI值，兩個輪跡的IRI平均值即為該路段的IRI值。    該方法缺點是比較麻煩、速度慢、測量儀器精度要求高，不適宜作為工程現(xiàn)場檢測和質(zhì)量檢查驗收，優(yōu)點是準(zhǔn)確性高，多作為行業(yè)管理部門對其它相關(guān)儀器進行標(biāo)定。    3.3  手推式斷面儀法    該儀器是一種精密的高質(zhì)量測試儀器，測試

12、精度較高，可測量出道路的真實縱斷面，并能直接輸出國際平整度指數(shù)IRI，較為常用的有澳大利亞公路運輸研究所ARRB生產(chǎn)的手推式斷面儀。測試時用此設(shè)備在檢測路段上推過就可得到檢測路段的相對高程和IRI值。    因國際平整度指數(shù)是以精密水準(zhǔn)儀測量計算結(jié)果為準(zhǔn)的，其它任何一種設(shè)備，都必須將其測定結(jié)果與其建立相應(yīng)的換算關(guān)系，但又由于精密水準(zhǔn)儀法工作量太大，通常先用精密水準(zhǔn)儀法對手推式斷面儀進行標(biāo)定，再用手推式斷面儀作為對其它平整度檢測設(shè)備標(biāo)定的替代工具。    該類儀器檢測速度慢，不適合較大規(guī)模的路面檢測活動，多作為行業(yè)管理部門標(biāo)定使用。&#

13、160;   3.4  連續(xù)式平整度儀法    該儀器中間為一個三米的基架，機架可縮短或折疊，前后各有4個行走輪，前后兩組輪的軸間距為3m，機架中間有一個能起落的測定輪。測定輪上裝有位移和距離傳感器，測定時沿路面某一縱向位置以一定間距測得3m直線中點的單向垂直位移值。    檢測要點;用機動車或人力（檢測路段短時）牽引，速度應(yīng)保持勻速，速度宜為5km/h，最大不得超過12km/h，檢測時沿道路縱向行駛，橫向位置保持穩(wěn)定。檢測完成后，按一定間距（自動采集時間距為10cm，人工采集間距為1.5m）采集的位移值

14、自動計算得到每100m計算區(qū)間的平整度標(biāo)準(zhǔn)差（mm）。    本方法操作簡便，且計算結(jié)果符合公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)（土建工程）（JTG F/12004）中規(guī)定，在工程中有較多使用，但不適用于在已有較多坑槽，破損嚴(yán)重的路面上測定。    3.5  車載式顛簸累積儀法    本方法規(guī)定用車載式顛簸累積儀測量車輛在路面上通行時后軸與車廂之間的單向位移累積值VBI表示路面的平整度以cm/km表示。工作原理：測試車以一定的速度在路面上行駛，由于路面上的凹凸不平狀態(tài)，引起汽車的激振，通過機械傳感器可測量后

15、軸同車廂之間的單向位移累積值VBI值，VBI越大，說明路面平整度越差，人乘坐汽車時越不舒服。    檢測要點：1、測試車輛在正常狀態(tài)下行駛超過20000km、標(biāo)定的時間間隔超過一年或減振器、輪胎等發(fā)生更換、維修等情況時應(yīng)進行儀器與國際平整度指數(shù)的相關(guān)標(biāo)定；2、測試車輛輪胎的氣壓以及車上載重、人數(shù)和分布應(yīng)與相關(guān)標(biāo)定試驗時一致；3、測試速度應(yīng)控制在30-80km/h。    因車載式顛簸累積儀測出的是累積顛簸值VBI，與公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)（土建工程）（JTG F80/12004）中規(guī)定三個指標(biāo)不一致，因此要通過對比試驗建立VBI與平

16、整度標(biāo)準(zhǔn)差和國際平整度指數(shù)IRI的相關(guān)關(guān)系，進而對工程檢測質(zhì)量進行評定。公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程（JTG E602008）中對該方法測值與國際平整度指數(shù)IRI的相關(guān)關(guān)系的標(biāo)定進行了規(guī)定。    顛簸累積儀是較早進入國內(nèi)的高效率路面檢測設(shè)備，目前國內(nèi)已研制出了同類產(chǎn)品，造價適宜，該方法已成為目前國內(nèi)普及率最高的快速、高效、科學(xué)的平整度檢測方法，各級質(zhì)量監(jiān)督站和大型的施工、監(jiān)理單位均不同程度進行了采用。    3.6  車載式激光平整度檢測儀法    車載式激光平整度檢測儀是一臺裝備有激光傳感器、加

17、速度計和陀螺儀的測試車，它同時具有先進的數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)，可在30-100km/h時速下連續(xù)采集路段平整度數(shù)據(jù)。工作原理：測試車以一定的速度行駛，固定在汽車底盤的一排激光傳感器通過測試激光束反射回讀數(shù)器的角度來測試路面，這個距離信號同測試車上裝的加速度計信號進行互差，消除測試車自身的顛簸，輸出路面真實斷面信號。信號處理系統(tǒng)將來自激光傳感器的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)值信號并記錄下來，隨著汽車的先進，每隔一定間距，采集一次數(shù)據(jù)。通過數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，可顯示打印國際平整度指數(shù)IRI等平整度檢測結(jié)果。激光平整度儀在使用前也應(yīng)按有關(guān)程序?qū)ζ錅y試值進行與國際平整度指數(shù)IRI相關(guān)關(guān)系的比對試驗。  

18、;  該方法檢測速度快，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，但過去因為多依賴進口、價格昂貴難以全面推廣，現(xiàn)在國內(nèi)已有廠家研制出同類產(chǎn)品，正逐步向國內(nèi)市場推廣。公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程（JTG E602008）中已對該方法進行平整度指標(biāo)的檢測進行了規(guī)定。4、結(jié)語    長期以來，在道路工程的建設(shè)和質(zhì)量考核中，路基路面的平整度一直是倍受關(guān)注的指標(biāo)。隨著道路建設(shè)規(guī)模的加大，機械化程度的提高，大型攤鋪機、平地機及高性能壓實機具的使用，以及先進、高效、科學(xué)的檢測設(shè)備的廣泛應(yīng)用，目前我國的新建路面平整度有了大幅提高，平整舒適的各等級道路正為國家的經(jīng)濟建設(shè)發(fā)揮著重要的作用。參考文獻：    1 姚祖康.路面（第三版）.北京.人民交通出版社.2006    2