1、平整度檢測(cè)評(píng)定指標(biāo)路面平整度的檢測(cè)輸出指數(shù)比較多,有些國(guó)家地區(qū)使用的檢測(cè)指標(biāo),比如:澳大利亞的NAASRA指數(shù),法國(guó)的APL指數(shù),加拿大的PSI指數(shù),也有世界性組織國(guó)際上較為通用的國(guó)際平整度IRI.也有相關(guān)行業(yè)如:汽車(chē)設(shè)計(jì)研究行業(yè)評(píng)價(jià)路面的PSD指數(shù)等。而在我國(guó),常用的還有三米直尺量測(cè)的最大間隙h及標(biāo)準(zhǔn)偏差σ。下面就我國(guó)常用的幾種指標(biāo)及國(guó)際平整度指數(shù)IRI進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹:
1.1三米直尺量測(cè)的最大間隙h
三米直尺是由硬木或鋁合金等材料制成,底面平直,長(zhǎng)3m.在測(cè)試前將三米直尺放在車(chē)道一側(cè)車(chē)輪輪跡(距車(chē)道線80~100cm)上,對(duì)舊路已形成車(chē)轍的路面,應(yīng)取車(chē)轍中間位置為測(cè)定位置,然后用粉筆在路面上作好標(biāo)記。測(cè)試時(shí),目測(cè)三米直尺底面與路面之間的最大間隙位置,用有高度標(biāo)線的塞尺塞進(jìn)間隙處,量測(cè)最大間隙的高度h(mm),要求準(zhǔn)確至0.2mm.按《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》(JTJ071-94)的規(guī)定,每200m測(cè)試兩處,每處要求連續(xù)10尺,然后計(jì)算10個(gè)最大間隙的平均值、不合格尺數(shù)及合格率。這種測(cè)試方法由于全部由人工操作,因此人為因素大、精度低、測(cè)試效率低,只適用于在建道路施工過(guò)程進(jìn)行質(zhì)量控制,不適于高等級(jí)公路竣工驗(yàn)收和日后運(yùn)行中進(jìn)行檢測(cè)評(píng)定。
1.2標(biāo)準(zhǔn)差σ
標(biāo)準(zhǔn)差σ是指八輪平整度儀測(cè)試輸出的平整度數(shù)據(jù)。八輪平整度儀是以3m長(zhǎng)桁架鉸接對(duì)分小梁為基準(zhǔn),中間機(jī)架可伸縮或折疊,前后各有四個(gè)行車(chē)輪,前后兩組輪的軸間距離為3m.在機(jī)架中間有一個(gè)能起落的測(cè)定輪,測(cè)定輪上裝有位移傳感器和距離傳感器,測(cè)定時(shí)以儀器著地的八個(gè)輪為相對(duì)基準(zhǔn)面,沿路面某一縱向位置以一定間隔量(如桁架每移動(dòng)25cm)采集測(cè)試輪的單向垂直位移數(shù)值,再用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法來(lái)計(jì)算100m中所有數(shù)據(jù)(若間隔為25cm,則100m有400個(gè)數(shù)據(jù))的方差,此方差即我們通常所說(shuō)的標(biāo)準(zhǔn)偏差σ。
1.3國(guó)際平整度指數(shù)IRI
為了檢測(cè)路面平整度,世界各國(guó)研制出許多相關(guān)的儀器設(shè)備,如美國(guó)、加拿大的四分之一車(chē),英國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)顛簸累積儀,法國(guó)的縱斷面分析儀,澳大利亞的平整度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等。這些設(shè)備在當(dāng)時(shí)的使用情況都不錯(cuò),但因彼此之間未建立定量關(guān)系,其檢測(cè)到的數(shù)據(jù)無(wú)法對(duì)比。因此,為了客觀定量分析路面平整度,世界銀行在七十年代末八十年代初組織了世界有關(guān)專(zhuān)家及各國(guó)測(cè)定平整度的主要儀器,在巴西利亞進(jìn)行研究試驗(yàn),最后在1986年提出了國(guó)際平整度粗糙指數(shù)IRI概念。
IRI(即InternationalRoughnessIndex的簡(jiǎn)寫(xiě))的定義是:模擬標(biāo)準(zhǔn)車(chē)在80km/h速度條件下,車(chē)身懸架的總位移(單位為m)與行駛距離(單位為km)之此,同時(shí)發(fā)表了采用精密水準(zhǔn)儀測(cè)得路面一定間隔(如每25cm或50cm)的高程,計(jì)算IRI的算式和計(jì)算程序,的真實(shí)縱斷面情況表征為國(guó)際平整度指數(shù)IRI,從而把過(guò)去世界各國(guó)不同的平整度儀測(cè)試結(jié)果指標(biāo)統(tǒng)一到IRI來(lái),國(guó)際平整度指數(shù)IRI是世行組織召集世界各國(guó)專(zhuān)家學(xué)者,考慮了公路路面的長(zhǎng)波模型、短波模型、臺(tái)階模型以及專(zhuān)家模型等向世界各國(guó)推薦的。所以從技術(shù)上比較全面、合理。這對(duì)世界路面平整度測(cè)量是一個(gè)重大的貢獻(xiàn),目前IRI已發(fā)展成各國(guó)平整度的通用指標(biāo),包括現(xiàn)在最先進(jìn)的采用激光技術(shù)的平整度檢測(cè)設(shè)備均可直接輸出IRI的指標(biāo)數(shù)值。
2、新檢評(píng)標(biāo)準(zhǔn)中平整度的相關(guān)問(wèn)題
鑒于國(guó)內(nèi)十余年來(lái)路面平整度儀器設(shè)備的研究開(kāi)發(fā)和應(yīng)用發(fā)展情況,顛簸累積儀已從廣泛用于現(xiàn)有路網(wǎng)路面平整度測(cè)定,發(fā)展成為可完全滿足新建路面竣工驗(yàn)收需要的檢測(cè)手段,故新檢評(píng)標(biāo)準(zhǔn)采用較高級(jí)的自動(dòng)或半自動(dòng)化檢測(cè)設(shè)備,不再單指連續(xù)平整度儀(即八輪平整度儀),并引入了國(guó)際通用的國(guó)際平整指數(shù)IRI.
2.1采用IRI作為路面平整度的檢測(cè)和評(píng)定指標(biāo)的必要性
為了客觀準(zhǔn)確高效地檢測(cè)和評(píng)定路面平整度,平整度指數(shù)的設(shè)置要具有合理性。我國(guó)過(guò)去使用較多的儀器有三米直尺和連續(xù)式平整度儀等,這些儀器受長(zhǎng)度和速度的限制,難以反映較高車(chē)速下路面較長(zhǎng)波長(zhǎng)的顛簸和起伏。另外連續(xù)式平整度儀在使用中還存在測(cè)試效率低、速度慢、機(jī)械配置龐大而笨重、測(cè)定精度差、再現(xiàn)性差等問(wèn)題。因此,為提高平整度測(cè)試的精確度及與國(guó)際通用指標(biāo)保持一致,有必要在規(guī)范中采用國(guó)際平整度指數(shù)IRI作為路面平整度的檢測(cè)和評(píng)定指標(biāo)。
2.2新標(biāo)準(zhǔn)IRI界限值界定
我國(guó)從“七五”開(kāi)始,在路面管理系統(tǒng)中采用IRI作為路面平整度指標(biāo),已實(shí)際使用了十余年,測(cè)得了數(shù)萬(wàn)公里的瀝青路面的IRI值,為干線公路路面評(píng)價(jià)、養(yǎng)護(hù)決策提供了重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。同時(shí),交通部公路科學(xué)研究所曾多次在北京、上海、南京、長(zhǎng)春、太原等地對(duì)國(guó)際平整度指數(shù)IRI與平整度標(biāo)準(zhǔn)差σ進(jìn)行了大量的對(duì)比試驗(yàn),全部試驗(yàn)結(jié)果表明二者之間具有良好的相關(guān)關(guān)系:σ=0.5926IRI+0.013,相關(guān)系數(shù)r=0.9875.為了便于應(yīng)用,一般取σ=0.6IRI. 3、平整度檢測(cè)設(shè)備介紹因?yàn)槁访嫫秸鹊臋z測(cè)比較重要,各國(guó)相繼研制了各種各樣的平整度檢測(cè)設(shè)備及評(píng)價(jià)方法,目前主要的有多輪式平整度儀、響應(yīng)式平整度儀、手推式斷面儀、激光斷面儀、超聲波斷面儀等等,這里就激光斷面儀作簡(jiǎn)單介紹:
3、平整度檢測(cè)設(shè)備介紹因?yàn)槁访嫫秸鹊臋z測(cè)比較重要,各國(guó)相繼研制了各種各樣的平整度檢測(cè)設(shè)備及評(píng)價(jià)方法,目前主要的有多輪式平整度儀、響應(yīng)式平整度儀、手推式斷面儀、激光斷面儀、超聲波斷面儀等等,這里就激光斷面儀作簡(jiǎn)單介紹:
3.1激光斷面儀
激光斷面儀是與激光測(cè)距儀為基礎(chǔ),把激光測(cè)距儀固定在車(chē)體上,測(cè)試時(shí)激光測(cè)距儀始終監(jiān)測(cè)距路面高度,由于車(chē)體受路面平整度的影響,激光測(cè)距儀測(cè)出的距離并不能直接反映路面平整度,為此技術(shù)人員在車(chē)體上加裝了加速度傳感器,并對(duì)該加速度計(jì)輸出的加速度信號(hào)進(jìn)行積分處理。一次積分輸出速度信號(hào)、二次積分輸出位移信號(hào),這樣就量化了車(chē)體受路面平整度影響產(chǎn)生的位移,用該信號(hào)同激光測(cè)距儀測(cè)出的信號(hào)進(jìn)行互差,消除車(chē)體的震動(dòng)位移采集到真實(shí)的路面斷面值。目前,澳大利亞ARRB公司研制的五激光斷面儀(簡(jiǎn)稱5LP),該儀器測(cè)試速度為20-120km/h,擁有檢測(cè)速度快、效率高、測(cè)試精度高等優(yōu)點(diǎn)。該儀器五個(gè)激光探頭裝在測(cè)試車(chē)前的激光橫杠上,當(dāng)測(cè)試車(chē)每移動(dòng)約50mm,儀器就對(duì)其每條輪跡線和中線進(jìn)行縱向路面形狀的測(cè)量,并將數(shù)據(jù)在事后處理成為國(guó)際平整度指數(shù)IRI值,同時(shí)計(jì)算輸出該車(chē)道的平整度值。因此,5LP對(duì)于高等級(jí)公路的檢測(cè)不僅快速高效,而且能準(zhǔn)確反映路面每個(gè)車(chē)道、每個(gè)位置的平整度真實(shí)情況,為高等級(jí)公路的施工、竣工驗(yàn)收、養(yǎng)護(hù)管理提供了科學(xué)依據(jù)。
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