课题二路面平整度检测

第五章 路面平整度检测

【内容提要】

教学内容：

1.3m直尺法；2.连续式平整度仪法；

3.新技术：车载式颠簸累积仪仪法、激光路面平整度仪

教学要求：

应知：路基路面平整度的评定；

应会；3m直尺法；连续式平整度仪法；车载式颠簸累积仪仪法。

第一节 概 述

一、平整度测定的目的

路面平整度是评定路面施工质量、现有路面破坏程度与服务水平的重要指标之一。它直接关系到行车安全性、舒适性以及营运经济性，并影响着路面使用年限。

二、平整度的概念与方法

路面平整度：指以规定的标准量规，间断地或连续地量测路表面的凹凸情况，即不平整度的指标。

断面类：测定路面表面凹凸情况，如3m直尺、连续式平整度仪、国际平整度指数以此为基准建立

检测设备 反应类：测定由于路面凹凸不平引起车辆颠簸的情况，是司机和乘客直接感受到的平衡度指标，最常用的是车载式颠簸累积仪。

平整度测试方法比较

方 法 特 点 技 术 指 标

3m直尺法 设备简单，结构直观，间断测试，工作效率低，反应凹凸程度 最大间隙h(mm)

连续式平整度仪法 设备较复杂，连续测试，工作效率高，

反应凹凸程度 标准差σ（mm）

颠簸累积仪 设备复杂，工作效率高，连续测试，反应舒适性 单项累计值VRI(cm/km)

三、路基、面层、基层、底基层的平整度的要求

第二节 3m直尺测定平整度

一、适用范围 3m直尺测定尺底距离路表面的最大间隙来表示路面的平整度，以mm计。它适用于测定压实成型的路基路面各层表面（高速、一级公路路面除外）的平整度，以此评定路面的施工质量及使用质量。

二、检测器具与材料

1．3m直尺：硬木或铝合金钢制，底面平直，长3m。

2．楔形塞尺：木或金属制的三角形塞尺，有手柄。塞尺的长度与高度之比不小于10，宽度不大于15mm，边部有高度标记，刻度精度不小于0.2mm。

3．其它：皮尺或钢尺、粉笔等。

三、方法与步骤

1．准备工作

（1）选择测试路段。

（2）选择测试地点：据需要可单杆检测（施工过程中质检）；也可连续测量10尺（质量检查验收或进行路况评定）。应以行车道一侧车轮轮迹（距车道标线80~100cm）作为连续测定的标准位置，对旧路已形成车辙的路面，应取车辙中间位置为测定位置，用粉笔在路面上作好标记。

（3）清扫路面测定位置处的污物。

2．测试步骤

（1）摆放3m直尺

（2）目测最大间隙位置

（3）量记最大间隙高度

四、数据处理与评定

连续测定10尺时，判断每个测定值是否合格，根据要求计算合格百分率，并计算10个最大间隙的平均值。 合格率（%）=合格尺数/总测尺数×100

单杆检测的结果应随时记录测试位置及检测结果。

第三节 连续式平整度仪测定平整度

一、概述

连续式平整度仪可自动计算，自动打印，自动显示路面平整度的标准差、正负超差等各项技术指标，并绘出路面平整度偏差曲线。

连续式平整度仪法适用于测定路面表面的平整度，但不适用于在已有较多坑槽、破损严重的路面上测定。 二、检测器具

1．连续式平整度仪：

2．牵引车：小面包车或其他小型牵引车。

3．皮尺或测绳。

三、测试步骤

1．准备工作

（1）选择测试路段 以行车道一侧车轮轮迹带作为连续测定的标准位置。对旧路已形成车辙的路面，取一侧车辙中间位置为测定位置。当以内侧轮迹带（或外侧轮迹带）作为测定位置时，测定位置距车道标线80~100cm.。

（2）清扫路面

（3）仪器检查与准备

2．测试步骤

（1）将连续式平整度测定仪置于测试路段路面起点上。

（2）在牵引汽车的后部，将平整度仪的挂钩挂上后，放下测定轮，启动检测器及记录仪，随即启动汽车，沿道路纵向行驶，横向位置保持稳定，并检查平整度检测仪表上测定数字显示、打印、记录的情况。如遇检测设备中某项仪表发生故障，即须停止检测。牵引平整度仪的速度应保持匀速，速度宜为5km/h，最大不得超过12km/h。

在测试路段较短时，可用人力拖拉平整度仪，但应保持匀速前进。

四、检测数据的处理与评定

连续式平整度测定仪测定后，按每10cm间距采集的位移值自动计算每100m计算区间的平整度标准差（mm），还可以记录测试长度（m）、曲线振幅大于某一定值（如3、5、8、10mm等）的次数、曲线振幅的单向（凸起或凹下）累计值以及3m机架为基准的中点路面偏差曲线图。当为人工计算时，在记录曲线上任意设一基准线，每隔一定距离（宜为1.5m）读取曲线偏离基准线的偏离位移值dI。

每一计算区间的路面平整度以该区间测定结果的标准差表示，

21iiddN

式中： σi —— 各计算区间的平整度标准差；

d i —— 以100m为一个计算区间，每隔一定距离（自动采集间距为10cm，人工采集间距为1.5m）采集的路面凹凸偏差位移值（mm）；

d—— 采集路面凹凸偏差位移值的平均值（mm）； N —— 计算区间用于计算标准差的测试数据个数。

计算一个评定路段内各区间平整度标准差的平均值、标准差、变异系数及合格率。 第四节 平整度检测新技术

A 车载式颠簸累积仪测定

一、检测指标与适用范围

测量车辆在路面上通行时后轴与车厢之间的单向位移累积值VBI，以此表示路面的平整度，以cm/km计。VBI越大，说明路面平整度越差，舒适性也越差。

本方法适于测定路面表面的平整度，但不适用于在已有较多坑槽、破损严重的路面上测定。

二、检测器具

1．车载式颠簸累积仪：由机械传感器、数据处理器及微型打印机组成

2．测试车：旅行车、越野车或小轿车。

三、准备工作

1．仪器安装

2．仪器检查及准备

检查装载车：轮胎气压、载重（与仪器标定时相符）、轮胎应清洁。

各组件联接

设定计算区间长度

四、检测步骤

1．标定

仪器装车后在投入正式使用前,必须经过标定校正, 与国际平整度指数IRI和标准差σ建立对应关系。标定前应检查仪器是否安装好, 车胎要清洁, 轮胎气压应符合该车型的规定值,

且车辆技术状况良好。测定时必须选用标定时用的车、车载重及已标定过的车速上路进行测量, 如需改变需重新进行标定, 以保证数据的准确。检测结果与测试车机械系统的振动特性和车辆行驶速度有关。因此必须通过对机械系统的良好保养和检测时严格控制车速。在更换装载车减震器或行驶超过四万公里, 汽车底盘悬挂系统特性发生变化后, 均有必要进行标定。

2．测试

进行实测时, 先检查车况和仪器, 保证处于良好的工作状态, 汽车停在测量起点前约300m～500m处( 司机不能关闭发动机) , 操作员打开下位机电源, 连接好计算机, 运行平整度测试系统程序, 输入系统状态栏的文件名等信息。准备就绪后, 司机开动汽车向被测路段驶去,

要求到达测试起点前恒速, 即保持预定测试速度( 与标定时相同的测试速度, 误差不超过±5km/h) 。到达测试起点的标志线时, 操作员操作计算机, 开始采集数据, 屏幕上显示测试速度和距离, 同时输出VBI、IRI、σ值、RQI值及平整度图示图形。在测试过程中, 司机要尽量保持测试车速度与标定时相同, 操作员则要注意观察路面的特殊标志, 如公路里程桩号、十字路口、桥、涵洞等, 以便与路面实际里程对应起来并插入路面状况的描述。在一些非正常测试的地方, 可按数据出错键。当到达测试终点时, 操作员停止数据采集, 输入结束桩号, 司机减速停车。操作员检查数据, 然后退出数据采集程序。关闭下位机电源开关, 测试结束。常规路面检测一般可取一次测量结果, 如属重要路面评价测试, 或与前次测量结果有较大差别时, 应重复测试3次以上, 取其平均值作为最终测试结果。

B激光路面平整度仪

一、IRI定义

1986年提出了国际平整度粗糙指数IRI(International Roughness Index)概念，表征路面的真实纵断面情况，从而把世界各国不同的平整度仪测试结果指标统一起来。其定义是：模拟标准车在80km／h速度条件下，车身悬架的总位移 (单位为m)与行驶距离(单位为km)之此，同时发表了采用精密水准仪测得路面一定间隔(如每25cm 或50cm)的高程，计算IRI的算式和计算程序。采用激光技术的平整度检测设备均可直接输出IRI的指标数值。

二、测试原理

激光断面仪以激光测距仪为基础，把激光测距仪装在测试车前的激光横杠上，测试时激光测距仪始终监测距路面高度．由于车体受路面平整度的影响，激光测距仪测出的距离并不能直接反映路面平整度，为此在车体上加装了加速度传感器，并对该加速度计输出的加速度信号进行积分处理。一次积分输出速度信号、二次积分输出位移信号，这样就量化了车体受路面平整度影响产生的位移，用该信号同激光测距仪测出的信号进行互差，消除车体的震动位移采集到真实的路面断面值。

目前，澳大利亚AR－RB公司研制的五激光断面仪(简称5LP)，该仪器测试速度为20～120km／h，具有检测速度快、效率高、测试精度高等优点。

三、注意事项

应用激光断面仪检测路面平整度应注意的问题

(1) 路面清洁度对数据的影响。

(2)应使测试车始终保持匀速状态。

(3)应注意上下坡时数据的稳定性。下坡测得的平整度值一般略大于上坡测试的结果。

(4)载重对数据也存在一定影响，一般仅由驾驶员和操作手两人为宜。

(5)在雨天或路面潮湿有水的情况下．不能进行检测。

四、不同平整度指标的相互关系

用车载式颠簸累积仪测定的VBI值需要与其他平整度指标，如连续式平整度仪测出的标准差、国际平整度指数（IRI）等进行换算时，应将车载式颠簸累计积仪的测试结果进行标定，即与相关的平整度仪测量结果建立相关关系，相关系数均不得小于0.90。

为与其他平整度指标建立相关关系，选择的标定路段应符合下列要求：

（1）有5~6段不同平整度的现有道路，从好到坏不同程度的都应各有一段。

（2）每段路长宜为250~300m。

（3）每一段中的平整度应均匀，段内应无太大差别。

（4）标定路段应选纵坡变化较小的平坦、直线地段。

（5）选择交通量小或可以疏导的路段，减少标定时车辆的干扰。

标定路段起讫点用油漆做好标记，并每隔一定距离作中间标记，标定宜选择在行车道的正常轮迹上进行。

将车载式颠簸累积仪测定结果换算成国际平整度指数的标定方法

（1）将所选择的标定路段在标记上每隔0.25m作出补充标记

（2）在每个路段上用经过校准的精密水平仪分别测出每隔0.25m标点上的标高，按有关方法计算国际平整度指数IRI(m/km)。

调整坡：0.25ihR 平均调整坡：11niiRRn

（3）用车载式颠簸累积仪测试得到各个路段的测试结果。

（4）将各个路段的国际平整度指数IRI与颠簸累积值VBIv绘制出曲线并进行回归分析，建立相关关系：

IRI=a+b·VBIv

式中：IRI —— 国际平整度指数（m/km）；

VBIv —— 测试速度为V（km/h）时用颠簸累积仪测得的颠簸累积值（cm/km）；

a、b —— 回归系数。