第五章路面平整度檢測(cè)課件

第五章路面平整度檢測(cè)第一節(jié)概述路面平整度是反映路面功能性和舒適性的重要指標(biāo)，也是路面評(píng)價(jià)及路面施工驗(yàn)收中的一個(gè)重要指標(biāo)。路面的平整度與路面各結(jié)構(gòu)層的平整狀況有著一定的聯(lián)系，即各層的平整效果將累積反映到路面表面上，平整度必須通過(guò)路基、基層、面層各個(gè)層的精確施工方能得以保證。第五章路面平整度檢測(cè)第一節(jié)概述1路面面層由于直接與車(chē)輛及大氣接觸，不平整的表面將會(huì)增大行車(chē)阻力，并使車(chē)輛產(chǎn)生附加振動(dòng)作用。這種振動(dòng)作用會(huì)造成行車(chē)顛簸，影響行車(chē)的速度和安全及駕駛的平穩(wěn)和乘客的舒適。同時(shí)，振動(dòng)作用還會(huì)對(duì)路面施加沖擊力，從而加劇路面和汽車(chē)機(jī)件損壞和輪胎的磨損，并增大油耗。因此，平整度的檢測(cè)與評(píng)定是公路施工與養(yǎng)護(hù)的重要環(huán)節(jié)。路面面層由于直接與車(chē)輛及大氣接觸，不平整的表面將2路面平整度儀的檢測(cè)設(shè)備分為斷面類(lèi)和反應(yīng)類(lèi)兩大類(lèi)。斷面類(lèi)是測(cè)定路面表面凹凸情況的一種儀器，如3m直尺及連續(xù)式平整度儀器。國(guó)際平整度指數(shù)就是以此為基準(zhǔn)建立的，這是平整度對(duì)基本的指標(biāo)。路面平整度儀的檢測(cè)設(shè)備分為斷面類(lèi)和反應(yīng)類(lèi)兩大類(lèi)。3反應(yīng)類(lèi)檢測(cè)設(shè)備是測(cè)定由于路面表面凹凸引起車(chē)輛顛簸的情況，這是司機(jī)和乘客直接感受到的平整度指標(biāo)。因此，它實(shí)際上是舒適性能指標(biāo)。最常用的是車(chē)載式顛簸儀。常見(jiàn)幾種平整度測(cè)試方法有3m直尺、連續(xù)式平整度儀和顛簸累積儀測(cè)定法。反應(yīng)類(lèi)檢測(cè)設(shè)備是測(cè)定由于路面表面凹凸引起車(chē)輛顛簸的情4第二節(jié)3m直尺測(cè)定平整度

3m直尺測(cè)定法有單尺測(cè)定最大間隙及等距離（1.5m）連續(xù)測(cè)定兩種。單尺測(cè)定時(shí)要計(jì)算出測(cè)定段的合格率，等距離連續(xù)測(cè)試要算出標(biāo)準(zhǔn)差，用標(biāo)準(zhǔn)差來(lái)表示平整程度。3m直尺有兩種型式，一種兩端帶有高1cm的墊腳，一種無(wú)墊腳。有墊腳的3m直尺，在兩端0.75m處有一刻線，用于等距離（1.5m）連續(xù)測(cè)定，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差，這種3m直尺不適于單尺測(cè)定最大間隙，必須用無(wú)墊腳的3m直尺。第二節(jié)3m直尺測(cè)定平整度5

路基路面的平整度可以用3m直尺測(cè)定距離路表面的最大間隙來(lái)表示，以mm計(jì)。該法適用于測(cè)定壓實(shí)成型的路面各層表面的平整度，以評(píng)定路面的施工質(zhì)量及使用質(zhì)量，也可以用于路基表面成型后的施工平整度檢測(cè)。

6一、檢測(cè)器具和材料1、3m直尺2、楔形塞尺3、其他等。一、檢測(cè)器具和材料7二、方法與步驟1、準(zhǔn)備工作（1）按要求選擇測(cè)試路段（2）在測(cè)試路段路面上選項(xiàng)測(cè)試地點(diǎn)在測(cè)試路段路面上選擇測(cè)試地點(diǎn)。當(dāng)為施工過(guò)程中質(zhì)量檢測(cè)需要時(shí)，測(cè)試地點(diǎn)根據(jù)需要確定，可以單桿檢測(cè)；當(dāng)為路基、路面工程質(zhì)量檢查驗(yàn)收或進(jìn)行路況評(píng)定需要時(shí)，應(yīng)首尾相接連續(xù)測(cè)量10尺。二、方法與步驟8除特殊需要外，應(yīng)以行車(chē)道一側(cè)車(chē)輪輪跡（距車(chē)道線80~l00cm）帶作為連續(xù)測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)位置。對(duì)舊路面已形成車(chē)轍的路面，應(yīng)取車(chē)轍中間位置為測(cè)定位置，用粉筆在路面上作好標(biāo)記。。（3）清掃路面測(cè)定位置處的污物除特殊需要外，應(yīng)以行車(chē)道一側(cè)車(chē)輪輪跡（距車(chē)道92、測(cè)試步驟（1）在施工過(guò)程中檢測(cè)時(shí)，按需要確定的方向，將3m直尺擺在測(cè)試地點(diǎn)的路面上。（2）目測(cè)3m直尺底面與路面之間的間隙情況，確定間隙為最大的位置。（3）用有高度標(biāo)線的塞尺塞進(jìn)間隙處，量記最大間隙的高度，精確至0.2mm。2、測(cè)試步驟10（4）施工結(jié)束后檢測(cè)時(shí)，按現(xiàn)行《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》JTJF80/1的規(guī)定，每1處連續(xù)檢測(cè)10尺，按上述步驟測(cè)記10個(gè)最大間隙。（4）施工結(jié)束后檢測(cè)時(shí)，按現(xiàn)行《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》J113m直尺檢驗(yàn)平整度3m直尺檢驗(yàn)平整度12三、數(shù)據(jù)處理與評(píng)定1、數(shù)據(jù)處理單尺檢測(cè)路面的平整度計(jì)算，以3m直尺與路面的最大間隙為測(cè)定結(jié)果。連續(xù)測(cè)定10尺時(shí)，判斷每個(gè)測(cè)定值是否合格，根據(jù)要求計(jì)算合格百分率，并計(jì)算10個(gè)最大間隙的平均值。合格率=合格尺數(shù)/總測(cè)尺數(shù)×100三、數(shù)據(jù)處理與評(píng)定合格率=合格尺數(shù)/總測(cè)尺數(shù)×10013第三節(jié)連續(xù)式平整度儀測(cè)定法1、連續(xù)式平整度儀器連續(xù)式平整度儀測(cè)定平整度的試驗(yàn)方法是通過(guò)量測(cè)路面的不平整度的標(biāo)準(zhǔn)差，以表示路面的平整度，以mm計(jì)。適用于測(cè)定路表面的平整度，評(píng)定路面的施工質(zhì)量和使用質(zhì)量，但不適用于在已有較多坑槽、破損嚴(yán)重的路面上測(cè)定。第三節(jié)連續(xù)式平整度儀測(cè)定法14在國(guó)外連續(xù)式平整度儀的種類(lèi)很多，長(zhǎng)度和結(jié)構(gòu)各不相同，同樣是3m，有4輪、8輪、16輪式多種，使用最多的是3m平整度儀。我國(guó)目前使用和測(cè)試規(guī)程規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)儀器僅限于長(zhǎng)度3m的8輪式連續(xù)式平整度儀，構(gòu)造如下圖。中間為一個(gè)3m長(zhǎng)的機(jī)架，機(jī)架可縮短或折疊，前后各有4個(gè)行走輪，前后兩組輪的軸間距離為3m。在國(guó)外連續(xù)式平整度儀的種類(lèi)很多，長(zhǎng)度和結(jié)構(gòu)各不相15機(jī)架中間有一個(gè)能起落的測(cè)定輪。機(jī)架上裝有蓄電源及可拆卸的檢測(cè)箱，檢測(cè)箱可采用顯示、記錄、打印或繪圖等方式輸出測(cè)試結(jié)果。測(cè)定輪上裝有位移傳感器，自動(dòng)采集位移數(shù)據(jù)時(shí)，測(cè)定間距為l0cm，每一計(jì)算區(qū)間的長(zhǎng)度為100m，100m輸出一次結(jié)果。機(jī)架頭裝有一牽引鉤及手拉柄，可用人力或汽車(chē)牽引。機(jī)架中間有一個(gè)能起落的測(cè)定輪。機(jī)架上裝有蓄電源及16連續(xù)式平整度儀連續(xù)式平整度儀17連續(xù)式平整度儀構(gòu)造圖1－腳輪；2－拉簧；3－離合器；4－測(cè)架；5－牽引架；6－前架；7－縱斷面繪圖儀；8－測(cè)定輪；9－縱梁；10－后架連續(xù)式平整度儀構(gòu)造圖18連續(xù)式平整度儀連續(xù)式平整度儀19連續(xù)式平整度儀連續(xù)式平整度儀20一、檢測(cè)器具1、連續(xù)式平整度儀2、牽引車(chē)3、皮尺或測(cè)繩一、檢測(cè)器具21二、測(cè)試步驟1、準(zhǔn)備工作（1）選擇測(cè)試路段；（2）選擇路面測(cè)試地點(diǎn)；（3）清掃檢測(cè)位置處的路面（4）檢測(cè)儀器各部分是否完好、靈敏，并將各連接接妥，安裝記錄設(shè)備二、測(cè)試步驟222、測(cè)試步驟（1）將連續(xù)式平整度測(cè)定儀置于測(cè)試路段路面起點(diǎn)上；（2）在牽引汽車(chē)的后部，將平整度的掛鉤掛上后，放下測(cè)定輪，啟動(dòng)檢測(cè)器及記錄儀，隨即啟動(dòng)汽車(chē)，沿道路縱向行駛，橫向位置保持穩(wěn)定，并檢查平整度檢測(cè)儀表上測(cè)定數(shù)字顯示、打印、記錄的情況。如檢測(cè)設(shè)備中某項(xiàng)儀表發(fā)生故障，即停車(chē)檢測(cè)。牽引平整度儀的速度應(yīng)均勻，速度宜為5km/h，最大不得超過(guò)l2km/h。2、測(cè)試步驟23在測(cè)試路段較短時(shí)，可用人力拖拉平整度儀測(cè)定路面的平整度，但拖拉時(shí)應(yīng)保持勻速前進(jìn)。在測(cè)試路段較短時(shí)，可用人力拖拉平整度儀測(cè)定路面的24三、檢測(cè)數(shù)據(jù)的處理與評(píng)定（1）連續(xù)式平整度測(cè)定儀測(cè)定后，可按每l0cm間距采集的位移值自動(dòng)計(jì)算l00m計(jì)算區(qū)間的平整度標(biāo)準(zhǔn)差，還可記錄測(cè)試長(zhǎng)度、曲線振幅大于某一定值（3、5、8、l0mm等）的次數(shù)、曲線振幅的單向（凸起或凹下）累計(jì)值及以3m機(jī)架為基準(zhǔn)的中點(diǎn)路面偏差曲線圖，并打印輸出。當(dāng)為人工計(jì)算時(shí)，在記錄曲線上任意設(shè)一基準(zhǔn)線，每隔一定距離（宜為1.5m）讀取曲線偏離基準(zhǔn)線的偏離位移值d。三、檢測(cè)數(shù)據(jù)的處理與評(píng)定25每一計(jì)算區(qū)間的路面平整度以該區(qū)間測(cè)定結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)差表示，按下式計(jì)算：

—各計(jì)算區(qū)間的平整度計(jì)算值，mm；—以l00m為一個(gè)計(jì)算區(qū)間，每隔一定距離（自動(dòng)采集間距為10cm，人工采集間距為1.5m）采集的路面凹凸偏差位移值，mm；每一計(jì)算區(qū)間的路面平整度以該區(qū)間測(cè)定結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)差26—采集的路面凹凸偏差位移值的平均值

—計(jì)算區(qū)間用于計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差的測(cè)試數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)—采集的路面凹凸偏差位移值的平均值27（3）計(jì)算一個(gè)評(píng)定路段內(nèi)須計(jì)算各區(qū)間平整度標(biāo)準(zhǔn)差的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)。記錄表格如表5-5所示（3）計(jì)算一個(gè)評(píng)定路段內(nèi)須計(jì)算各區(qū)間平整度標(biāo)準(zhǔn)差的平均值、標(biāo)28第四節(jié)平整度檢測(cè)新技術(shù)一、車(chē)載式顛簸累積儀

顛簸累積儀有車(chē)載式與拖式兩種。下面介紹車(chē)載式顛簸累積儀測(cè)定平整度的方法

車(chē)載式顛簸儀的特點(diǎn)：測(cè)定速度快，價(jià)格低廉，操作簡(jiǎn)單?？捎闷錂z測(cè)結(jié)果評(píng)定路面的施工質(zhì)量和使用期的舒適性。

第四節(jié)平整度檢測(cè)新技術(shù)29車(chē)載式顛簸累積儀安裝示意圖拖式顛簸累積儀安裝示意圖1－測(cè)試車(chē)；2－數(shù)據(jù)處理器；3－電瓶；4－后橋；5－掛鉤；6－底板；7－鋼絲繩；8－顛簸累積儀傳感器車(chē)載式顛簸累積儀安裝示意圖30

原理：測(cè)試車(chē)以一定的速度在路面上行駛，由于路面上的凹凸不平狀況，引起汽車(chē)的激振，通過(guò)機(jī)械傳感器可測(cè)量后軸同車(chē)廂之間的單向位移累積值VBI，以cm/km計(jì)。VBI越大，說(shuō)明路面平整性越差，舒適性也越差。

31用車(chē)載式顛簸累積儀測(cè)量車(chē)輛在路面上通行時(shí)后軸與車(chē)廂之間的單向位移累積值VBI表示路面的平整度，以cm/km計(jì)。適于測(cè)定路面表面的平整度，以評(píng)定路面的施工質(zhì)量和使用期的舒適性。但不適用于已有較多坑槽、破損嚴(yán)重的路面上測(cè)定。用車(chē)載式顛簸累積儀測(cè)量車(chē)輛在路面上通行時(shí)后軸與321、檢測(cè)器具1）車(chē)載式顛簸累積儀車(chē)載式顛簸累積儀由機(jī)械傳感器、數(shù)據(jù)處理器及微型打印機(jī)組成，傳感器固定安裝在測(cè)試車(chē)的底板上，如圖所示。儀器的主要技術(shù)性能指標(biāo)的要求如書(shū)上所示2）測(cè)試車(chē)包括旅行車(chē)、越野車(chē)或者小轎車(chē)1、檢測(cè)器具33車(chē)載式顛簸累積儀安裝示意圖1－測(cè)試車(chē)；2－數(shù)據(jù)處理器；3－電瓶；4－后橋；5－掛鉤；6－底板；7－鋼絲繩；8－顛簸累積儀傳感器車(chē)載式顛簸累積儀安裝示意圖34用車(chē)載式顛簸累積儀測(cè)定的平整度，與由3m平整度儀測(cè)定的平整度在概念是有區(qū)別的，這是因?yàn)樗粌H取決于路面的平整度，還與測(cè)定車(chē)的性能有關(guān)，它反映的是舒適性。用車(chē)載式顛簸累積儀測(cè)定的平整度，與由3m平整度35由于對(duì)每一輛測(cè)定車(chē)來(lái)說(shuō)，它與平整度儀或國(guó)際平整度指數(shù)之間可以建立相關(guān)關(guān)系，故國(guó)際上也常用于平整度測(cè)定。由于車(chē)輛的顛簸與車(chē)速關(guān)系很大，故保證測(cè)定時(shí)車(chē)輛的行駛速度很重要，車(chē)輛行駛速度應(yīng)為32km/h，由于測(cè)定時(shí)的條件，有時(shí)不可能固定為32km/h，允許有3km/h的誤差，但必須與標(biāo)定時(shí)的速度一致，如標(biāo)定時(shí)采用32km/h有困難，可在30~50km/h范圍內(nèi)選擇，一般不宜超過(guò)40km/h。由于對(duì)每一輛測(cè)定車(chē)來(lái)說(shuō)，它與平整度儀或國(guó)際平整度36車(chē)載式顛簸累積儀安裝示意圖1－測(cè)試車(chē)；2－數(shù)據(jù)處理器；3－電瓶；4－后橋；5－掛鉤；6－底板；7－鋼絲繩；8－顛簸累積儀傳感器車(chē)載式顛簸累積儀安裝示意圖37位移傳感器位移傳感器382、準(zhǔn)備工作1）儀器安裝2）儀器檢查及準(zhǔn)備3、檢測(cè)步驟1）車(chē)子停在測(cè)點(diǎn)前300~500米處，打開(kāi)電源。2）輸入測(cè)試年月日并打印3）輸入測(cè)試路段編碼并打印4）輸入測(cè)試起點(diǎn)公里樁號(hào)及百米樁號(hào)，打印2、準(zhǔn)備工作395）發(fā)動(dòng)汽車(chē)駛向被測(cè)路段，在過(guò)程中控制行車(chē)的速度6）到達(dá)測(cè)試起點(diǎn)時(shí)，按下開(kāi)始測(cè)量鍵7）車(chē)子到達(dá)終點(diǎn)時(shí)，將測(cè)試路段的顛簸累計(jì)值換算成以公里計(jì)的顛簸累積值，打印出來(lái)8）連續(xù)測(cè)試9）測(cè)試結(jié)果處理10）測(cè)試完畢后整理儀器5）發(fā)動(dòng)汽車(chē)駛向被測(cè)路段，在過(guò)程中控制行車(chē)的速度40二、激光路面平整度儀

激光路面平整度測(cè)定儀是一種與路面無(wú)接觸的測(cè)量?jī)x器，測(cè)試速度快，精度高。這種儀器還可同時(shí)進(jìn)行路面縱斷面、橫坡、車(chē)轍等測(cè)量，因此，也被稱(chēng)為激光路面斷面測(cè)試儀。二、激光路面平整度儀41激光路面平整度儀的工作原理是裝有激光路面平整度儀的測(cè)試車(chē)以一定速度在路面上行駛，固定在汽車(chē)底盤(pán)上的一排激光傳感器通過(guò)測(cè)試激光束反射回讀數(shù)器的角度來(lái)測(cè)試路面，這個(gè)距離信號(hào)同測(cè)試車(chē)上裝的加速度計(jì)信號(hào)進(jìn)行互差，消除測(cè)試車(chē)自身的顛簸，輸出一路面真實(shí)斷面信號(hào)。信號(hào)處理系統(tǒng)將來(lái)自激光傳感器的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)值信號(hào)并記錄下來(lái)。激光路面平整度儀的工作原理是裝有激光路面平整度42

隨著汽車(chē)的行進(jìn)，每隔一定間距，采集一次數(shù)據(jù)。通過(guò)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，可顯示打印國(guó)際平整度指指數(shù)IRI等平整度檢測(cè)結(jié)果。

431、檢測(cè)器具激光路面平整度測(cè)定儀是一臺(tái)裝備有激光傳感器，加速度計(jì)和陀螺儀的測(cè)試車(chē)，它同時(shí)備有先進(jìn)的數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)，如圖所示。1、檢測(cè)器具44圖10.1.4激光平整度儀示意圖1－激光傳感器；2－激光盒；3－陀螺盒；4－測(cè)量束控制臺(tái)；5－距離測(cè)量；6－微機(jī)屏幕；7－微機(jī)鍵盤(pán)；8－微機(jī)；9－計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器；10－電源第五章路面平整度檢測(cè)課件45激光平整度儀激光平整度儀46激光平整度儀激光平整度儀47激光平整度儀激光平整度儀482、檢測(cè)要點(diǎn)（1）數(shù)據(jù)采集完全在計(jì)算機(jī)控制下進(jìn)行，根據(jù)具體情況輸入有關(guān)信息和命令。（2）為了保證測(cè)量精度，應(yīng)進(jìn)行系統(tǒng)檢查，如做靜態(tài)振動(dòng)試驗(yàn)、直尺試驗(yàn)、輪胎氣壓檢查、傳感器標(biāo)定檢查。（3）測(cè)試速度一般在20~120范圍內(nèi)。（4）測(cè)試寬度大于2.5。如在測(cè)試梁上安裝兩個(gè)擴(kuò)展臂，測(cè)試寬度可增加至3.5或更大。2、檢測(cè)要點(diǎn)49（5）采樣間隔一般為0.l，最小為5。（6）可顯示測(cè)試狀態(tài)及有關(guān)數(shù)據(jù)，輸出分析結(jié)果，如國(guó)際平整度指數(shù)，車(chē)轍、橫坡等。第五章路面平整度檢測(cè)課件50注意事項(xiàng)：測(cè)試測(cè)試過(guò)程中，不能直視激光孔或觀察拋光物面或鏡面反射回來(lái)的激光束，防止損傷眼睛，只能通過(guò)一張紅外線顯示卡或光譜變換眼鏡才可以觀察光束存在與否。目前，激光路面平整度儀尚未納入我國(guó)公路檢測(cè)規(guī)范，其試驗(yàn)方法可參照儀器使用說(shuō)明書(shū)。第五章路面平整度檢測(cè)課件51三平整度指標(biāo)間相互關(guān)系1、國(guó)際平整度指數(shù)用車(chē)載式顛簸累積儀測(cè)定的VBI值需要與其他平整度指標(biāo)（如連續(xù)式平整度儀測(cè)出的標(biāo)準(zhǔn)差、國(guó)際平整度指數(shù)IRI等）進(jìn)行換算時(shí)，應(yīng)將車(chē)載式顛簸累積儀的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行標(biāo)定，即與相關(guān)的平整度儀測(cè)量結(jié)果建立相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)均不得小于0.90。三平整度指標(biāo)間相互關(guān)系52國(guó)際平整度指數(shù)IRI是一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)化的平整度指標(biāo)。它同反應(yīng)類(lèi)平整度測(cè)定系統(tǒng)類(lèi)似，但是采用的是數(shù)學(xué)模型模擬l/4車(chē)輪（即單輪，類(lèi)似于拖車(chē)）以規(guī)定速度行駛在路面斷面上，分析行駛距離內(nèi)動(dòng)態(tài)反應(yīng)懸掛系的累積豎向位移量。標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)定速度規(guī)定為80km/h，其測(cè)定結(jié)果的單位為m/km。國(guó)際平整度指數(shù)IRI是一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)化的平整度指標(biāo)。53為與其它平整度指標(biāo)建立相關(guān)關(guān)系，選擇的標(biāo)定路段應(yīng)符合下列要求（1）有5~6段不同平整度的現(xiàn)有道路，從好到壞不同程度都應(yīng)各有一段。（2）每段長(zhǎng)度宜為250~300m。（3）每一路段的平整度應(yīng)均勻，段內(nèi)應(yīng)無(wú)太大變化。（4）標(biāo)定路段應(yīng)選縱坡變化較小的平坦、直線路段。（5）選擇交通量小或者可以疏導(dǎo)的路段，減少標(biāo)定時(shí)車(chē)輛的干擾。為與其它平整度指標(biāo)建立相關(guān)關(guān)系，選擇的標(biāo)定路段542、連續(xù)式平整度儀進(jìn)行標(biāo)定的步驟（1）用于標(biāo)定的儀器應(yīng)使用按規(guī)定進(jìn)行校準(zhǔn)后能準(zhǔn)確測(cè)定路面平整度的連續(xù)式平整度儀。（2）按現(xiàn)行操作規(guī)程用連續(xù)式平整度儀沿選擇的每個(gè)路段全程連續(xù)測(cè)量平整度3~5次，取其平均值作為該路段的測(cè)試結(jié)果（以標(biāo)準(zhǔn)差表示）