高速公路瀝青路面平整度檢測技術(shù)的應(yīng)用研究

周宗淘，張 躍

(貴州省交通科學(xué)研究院股份有限公司，貴州 貴陽 550008)

平整度是衡量高速公路瀝青路面質(zhì)量的重要指標(biāo)，在施工過程中和竣工驗收階段都應(yīng)重視并做好平整度的檢測，采用適宜的檢測方法，以此為質(zhì)量的判斷和評定提供可靠參考依據(jù)。

1 3 m直尺法

該方法分為以下兩種：第一，采用單尺對最大間隙進(jìn)行測量；第二，按1.5 m的距離進(jìn)行連續(xù)測定。第一種方法主要用于路面施工過程中的質(zhì)量控制工作與檢驗，在采用單尺進(jìn)行測定的過程中需要對測定段平整度合格率進(jìn)行計算；而第二種方法雖然也能用在質(zhì)量控制工作及檢驗，但需要對標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行計算，采用標(biāo)準(zhǔn)差對平整度進(jìn)行表示。

采用該方法進(jìn)行測定時，主要是測定尺底和路表面之間最大間隙，結(jié)果表示為mm。該方法適用于經(jīng)壓實達(dá)到穩(wěn)定的路面，結(jié)果可用于質(zhì)量評定，包括施工與使用質(zhì)量。

1.1 測定器具和材料

(1)由硬木或合金材料制成的3 m直尺；(2)楔形塞尺；(3)皮尺、記號筆。

1.2 測定方法和步驟

(1)準(zhǔn)備工作

首先要選擇適宜的測定路段及測定地點。如果在施工中需要進(jìn)行質(zhì)量檢測，則具體的測定地點以實際需要為依據(jù)確定，此時以單桿檢測為宜；如果是為了質(zhì)量檢驗而需要進(jìn)行檢測，需連續(xù)測定至少10尺。當(dāng)沒有特殊要求時，可將行車道上的一側(cè)輪跡，即與車道標(biāo)線相距80～100 cm的位置，作為進(jìn)行連續(xù)測定的標(biāo)準(zhǔn)部位。當(dāng)為舊路，且已經(jīng)形成了車轍時，可將其車轍中心直接作為測定的部位，此時要用記號筆做好標(biāo)記，并對路面進(jìn)行清掃。

(2)測定步驟

沿預(yù)定方向在路面放好3 m直尺；對直尺和路面之間形成的間隙進(jìn)行目測，找到間隙達(dá)到最大的部位；向間隙中塞入塞尺，對其間隙高度進(jìn)行測量，結(jié)果精確到0.2 mm。

1.3 數(shù)據(jù)處理和評定

采用單尺對路面平整度進(jìn)行檢測時，可將直尺和路面之間形成的最大間隙視作本次測定結(jié)果；而連續(xù)測定過程中，需在確認(rèn)各測定值合格的基礎(chǔ)上，以相關(guān)要求為依據(jù)對合格百分率進(jìn)行計算，最后還要算出平均值。合格率是合格尺數(shù)與總測尺數(shù)的商再乘以100%。

2 連續(xù)式平整度儀法

對于連續(xù)式平整度儀，它是路面平整度測定最常用的設(shè)備之一，具有能沿路面進(jìn)行連續(xù)測定的優(yōu)勢特點。此外，還能自動完成計算、打印、顯示，同時繪制出相應(yīng)的曲線。

目前該方法主要適用于已經(jīng)成型的路面，可對路面質(zhì)量進(jìn)行綜合評定，包括施工與使用的質(zhì)量。但需要注意，如果路面上存在很多坑槽，或破損情況比較嚴(yán)重，則不可使用這一方法進(jìn)行測定。

2.1 檢測器具

儀器長3 m，它的質(zhì)量必須達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)。儀器的中間是一個長度為3 m的機架，能自由伸縮與折疊；儀器前后兩端都有四個輪，因此該儀器也被稱作八輪儀，輪軸距為3 m。在機架的中間，是可起落的測定裝置，安裝了位移與距離傳感器，能對位移數(shù)據(jù)進(jìn)行自動采集，其測定間距一般為10 cm，計算區(qū)長100 m，即每100 m進(jìn)行一次結(jié)果的實時輸出。儀器可以使用人力或者是汽車來牽引前進(jìn)。

2.2 測定步驟

(1)準(zhǔn)備工作

首先要選擇適宜的測定路段及測定地點。如果在施工中需要進(jìn)行質(zhì)量檢測，則具體的測定地點以實際需要為依據(jù)確定，此時以單桿檢測為宜；如果是為了質(zhì)量檢驗而需要進(jìn)行檢測，需連續(xù)測定至少10尺。當(dāng)沒有特殊要求時，可將行車道上的一側(cè)輪跡，即與車道標(biāo)線相距80～100 cm的位置，作為進(jìn)行連續(xù)測定的標(biāo)準(zhǔn)部位。當(dāng)為舊路，且已經(jīng)形成了車轍時，可將其車轍中心直接作為測定的部位，此時要用記號筆做好標(biāo)記，并對路面進(jìn)行清掃。

(2)測定步驟

在待測路面放置檢測儀，并與牽引車連接；

啟動儀器和汽車，在路面上縱向行駛，此時的橫向位置應(yīng)保持不變；

對儀器的記錄情況、顯示情況和打印情況進(jìn)行檢查；

儀器運行時的速度必須均勻，且以5 km/h為宜，不可超出12 km/h；

如果待測路段長度較短，則可直接利用人力對儀器進(jìn)行牽引。

2.3 數(shù)據(jù)處理和評定

(1)采用儀器完成測定后，以10 cm的間隔距離對位移值進(jìn)行采集，并自動計算整個區(qū)間內(nèi)的測定結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)差，同時對以下數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄：測試總長度；曲線振幅比某個定值大的總次數(shù)及其單向累計值。之后將機架作為中點，繪制路面偏差曲線。若采用人工進(jìn)行計算，需在曲線上設(shè)置一個基準(zhǔn)線，然后按照1.5 m的距離對曲線的偏離位移進(jìn)行讀取，表示為di。

(2)所有計算區(qū)間的結(jié)果都采用標(biāo)準(zhǔn)差方式來表達(dá)，計算公式為

(1)

(3)對整個路段中所有區(qū)間路面平整度測定結(jié)果的均值、標(biāo)準(zhǔn)差及變異系數(shù)進(jìn)行計算，最后確定合格率。

3 車載式顛簸累積儀法

儀器在路面行駛過程中，其后軸和車廂間產(chǎn)生的位移累積可表示平整度，即VBI值，單位為cm/km。該方法可用于測定平整度，并對路面質(zhì)量及使用是否舒適進(jìn)行評定。但要注意，如果路面上坑槽，或破損情況比較嚴(yán)重，則不允許使用該方法進(jìn)行測定。

該方法的測定原理為：一起以恒定速度行駛于路面，因路面不平，會使汽車產(chǎn)生激振，此時利用傳感器可對位移累積進(jìn)行測量，這一數(shù)值越大，說明越不平整，影響行車舒適性。

3.1 測定器具

儀器主要由傳感器、處理器與打印機三部分組成，其中，傳感器安裝與車輛的底板，需要利用測試車牽引前行。

3.2 準(zhǔn)備工作

對儀器設(shè)備進(jìn)行安裝，然后檢查確認(rèn)是否滿足測定要求，滿足要求后即可開始測定。

3.3 測定步驟

由測試車牽引儀器以50 km/h的速度勻速行駛。

3.4 測定結(jié)果和其它指標(biāo)之間的關(guān)系

(1)平整度指數(shù)

當(dāng)采用該方法確定的結(jié)果需要和采用其它方法確定的結(jié)果實施換算時，需將對采用該方法確定的平整度進(jìn)行標(biāo)定，也就是和相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行關(guān)系的建立，且相關(guān)系數(shù)應(yīng)達(dá)到0.90以上。

對于平整度指數(shù)，它是對平整度提出的標(biāo)準(zhǔn)化指標(biāo)，與反應(yīng)類的測試系統(tǒng)相似，但所用方法為數(shù)學(xué)模型對車輪在路面上的運行進(jìn)行模擬，進(jìn)而確定豎向位移。此時，測定速度一般按80 km/h控制，所得結(jié)果單位按m/km計。

為了和其它指標(biāo)實現(xiàn)關(guān)系的建立，在選擇標(biāo)定路段過程中，需要滿足以下各項要求：

具有5～6個平整度有一定差異的道路，按照平整度從好到壞均應(yīng)各有一段。

長度應(yīng)保持在250～300 m范圍內(nèi)。

各段路面的平整度需保持均勻，沒有明顯的差別。

縱坡變化相對較小，且應(yīng)為直線段。

交通量相對較小，或能進(jìn)行疏導(dǎo)，以免在標(biāo)定過程中受到車流的影響和干擾。

(2)采用連續(xù)式平整度儀法標(biāo)定

①首先對平整度儀進(jìn)行檢查和校準(zhǔn)。

②由平整度儀對所有路段實施全程連續(xù)測量，重復(fù)測量3～5次以后，計算平均值，將其作為本次測試的結(jié)果。

③采用顛簸累積的方法對所有路段實施全程連續(xù)測量，同樣重復(fù)測量3～5次，計算平均值，將其作為本次測試的結(jié)果。

④對采用上述兩種方法獲得結(jié)果實施回歸分析，并建立相應(yīng)的關(guān)系。

4 結(jié)束語

綜上所述，不同的路面平整度檢測方法有著不同的檢測原理，且方法、步驟、數(shù)據(jù)處理過程等都不同，對此，在實際工作中，需要根據(jù)項目的具體情況，選擇適宜的檢測方法，以保證檢測結(jié)果的真實性和準(zhǔn)確性。