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路基路面現場平整度試驗檢測方法
路基路面現場試驗檢測方法之平整度試驗檢測方法 （研發(fā)單位：河北省虹宇儀器設備有限公司）
平整度是路面施工質量與服務水平的重要指標之一。它是指以規(guī)定的標準量規(guī)，間斷地或連續(xù)地量測路表面的凹凸情況，即不平整度的指標。路面的平整度與路面各結構層次的平整狀況有著一定的，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及大氣接觸，不平整的表面將會增大行車阻力,并使車輛產生附加振動作用。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，從而加劇路面和汽車機件損壞和輪胎的磨損，并增大油耗。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施工與養(yǎng)護的一個非常重要的環(huán)節(jié)。
平整度的測試設備分為斷面類及反應類兩大類。斷面類實際上是測定路面表面凹凸情況的,如zui常用的3m直尺及連續(xù)式平整度儀，還可用測定高程得到；反應類測定路面凹凸引起車輛振動的顛簸情況。反應類指標是司機和乘客直接感受到的平整度指標，因此它實際上是舒適性能指標，zui常用的測試設備是車載式顛簸累積儀。現已有更新型的自動化測試役備，如縱斷面分析儀，路面平整度數據采集系統測定車等。上通用平整度指數IRI衡量路面行駛舒適性或路面行駛質量，可通過標定試驗得出IRI與標準差ó 或單向累計值VBI之間的關系。
二、平整度測試方法
（一） 3m直尺法
3m直尺測定法有單尺測定zui大間隙及等距離（1．5m）連續(xù)測定兩種。兩種方法測定的路面平整度有較好的相關關系。前者常用于施工質量控制與檢查驗收，單尺測定時要計算出測定段的合格率；等距離連續(xù)測試也可用于施工質量檢查驗收，要算出標準差，用標準差來表示平整程度。
1．試驗目的和適用范圍
用于測定壓實成型的路基、路面各層表面的平整度，以評定路面的施工質量及使用質量。
2．測試要點
（1）在測試路段路面上選擇測試地點
①當為施工過程中質量檢測需要時，測試地點根據需要確定，可以單桿檢測；
②當為路基、路面工程質量檢查驗收或進行路況評定需要時，應首尾相接連續(xù)測量10尺。除特殊需要外，應以行車道一側車輪輪跡（距車道線80～10ocm）帶作為連續(xù)測定的標準位置。
③對舊路面已形成車轍的路面，應取車轍中間位置為測定位置，用粉筆在路面上作好
標記。
（2）測試要點
①在施工過程中檢測時，按根據需要確定的方向，將3m直尺擺在測試地點的路面上。
②目測3m直尺底面與路面之間的間隙情況，確定間隙為zui大的位置。
③用有高度標線的塞尺塞進間隙處，量記zui大間隙的高度，至0．2mm。
④施工結束后檢測時，按現行《公路工程質量檢驗評定標準調》（JTJ071-98）的規(guī)定，每1處連續(xù)檢測10尺，按上述步驟測記10個zui大間隙。
3。計算
單桿檢測路面的平整度計算，以3m直尺與路面的zui大間隙為測定結果、連續(xù)測定10尺時，判斷每個測定值是否合格，根據要求計算合格百分率，并計算10個zui大間隙的平均值。
4；報告
單桿檢測的結果應隨時記錄測試位置及檢測結果。連續(xù)測定10尺時，應報告平均值、不合格尺數、合格率。
（二）連續(xù)式平整度儀法
1．試驗目的與適用范圍
用于測定路表面的平整度，評定路面的施工質量和使用質量，但不適用于在己有較多坑
槽、破損嚴重的路面上測定。
2．儀器設備
（1）連續(xù)式平整度儀：
除特殊情況外，連續(xù)式平整度儀的標準長度為3m，其質量應符合儀器標準的要求。中間為一個3m長的機架，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離為3m。機架中間有一個能起落的測定輪。機架上裝有蓄電源及可拆卸的檢測箱，檢測箱可采用顯示。記錄、打印或繪圖等方式輸出測試結果。測定輪上裝有位移傳感器，自動采集位移數據時，測定間距為10cm，每一計算區(qū)間的長度為1oom，ioom輸出一次結果。當為人工檢測，無自動采集數據及計算功能時，應能記錄測試曲線。機架頭裝有一牽引鉤及手拉柄，可用人力或汽車牽引。
（2）牽引車：小面包車或其他小型牽引汽車。
（3）皮尺或測繩。
3，試驗要點
（1）選擇測試路段路面測試地點，同3m直尺法。
（2）將連續(xù)式平整度測定儀置于測試路段路面起點上。
（3）在牽引汽車的后部，將平整度的掛鉤掛上后，放下測定輪，啟動檢測器及記錄儀，隨即啟動汽車，沿道路縱向行駛、橫向位置保擰穩(wěn)定，并檢查平整度檢測儀表上測定數字顯示、打印、記錄的情況。如檢測設備中某項儀表發(fā)生故障，即停車檢測，牽引平整度儀的速度應均勻，速度宜為5km/h,zui大不得超過12km／h。
在測試路段較短時，亦可用人力拖拉平整度儀測定路面的平整度。但拖拉時應保持勻速前進。
4．計算
（1）連續(xù)式平整度測定儀測定后，可按每10cm間距采集的位移值啟動計算：100m計算區(qū)問的平整度標準差，還可記錄測試長度、曲線振幅大于某一定值（3mm、5mm、8mm、10mm等）的 次數、曲線振幅的單向（凸起或凹下）累計值及以3m機架為基準的中點路面偏差曲線圖，并打印輸出。當為人工計算時，在記錄曲線上任意設一基準線，每隔一定距離（宜為1.5m）讀取曲線偏離基準線的偏離位移值di 。
（2）每一計算區(qū)間的路面平整度以該區(qū)間測定結果的標準差表示。
（3）計算一個評定路段內各區(qū)間平整度標準差的平均值、標準差、變異系數。
5．報告
試驗應列表報告每一個評定路段內各測定區(qū)間的平整度標準差。各評定路段平整度的平均值、標準差、變異系數以及不合格區(qū)問數。
（三）車載式顛簸累積儀法簡介
1.目的和適用范圍
（1）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計。
（2）本方法適于測定路面表面的平整度，以評定路面的施工質量和使用期的舒適性。但不適用于已有較多坑槽、破損嚴重的路面上測定。
2．主要設備
本試驗需要下列儀具:
（1）車載式顛簸累積儀：由機械傳感器、數據處理器及微型打印機組成，傳感器固定安裝在測試車的底板上。儀器的主要技術性能指標如下：
①測試速度：可在30～50km/h范圍內選定；
②zui小讀數：1cm；
③zui大測試幅值：±30cm；
④zui大顯示值:9999cm;
⑤系統zui高反應頻率:5K Hz；
（2）測試車：旅行車、越野車或小轎車。
3．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況，引起汽車的激振，
通過機械傳感器可測量后軸同車廂之間韻單向位移累積值VBI，以cm／km計。VBI越大，說明路面平整性越差，人體乘坐汽車時越不舒適。
4，使用技術要點
（1）儀器安裝應準確、牢固、便于操作。
（2）測試速度以32km/h為宜，一般不宜超過40km/h。
5；注意事項
（1）檢測結果與測試車機械系統的振動特性和車輛行駛速度有關。減振性能好，則VBI
測值小；車速越高，vBI測值越大。因此必須通過對機械系統的良好保養(yǎng)和檢測時嚴格控制車速來保持測定結果的穩(wěn)定性。
（2）用車載式顛簸累積儀測出的顛簸累積值VBI，與用連續(xù)式平整儀測出的標準差 ó概念不同，可通過對比試驗；建立兩者的相關關系，將VBI值換算為ó ,用于路面平整度評定。
（3）通過大量研究觀察得出：ó=0.6IRI
（4）平整度指數IRI是上*的衡量路面行駛舒適性或路面行駛質量的指數。也可通過標定試驗，建立VBI與IRI的相關關系，將顛簸累積儀測出的顛簸累積值VBI換算為平整度指數IRI。
關于車載式顛簸累積儀測定平整度試驗方法可詳見《公路路基路面現場測試規(guī)程》（JTJ059-95）。
6，報告
（1）應列表報告每二個評定胳段內各測定區(qū)向的顛簸累積值，各評定路段顛簸累積值的平均值、標準差、變異系數。
（2）測試速度
（3）試驗結果與平整度指數等其他平整度指標建立的相關關系式、參數值、相關系數。
三、乎整度指標間相互關系的建立
1. 平整度指數
平整度測定的方法和儀器很多，相應采用的指標也各不相同。為了使采用不同的方法和儀器測定的結果可以相互比較，需要尋找一個標準的（或通用的）平整度指標，它同其他平整度指標有良好的相關關系。同時,采用反應類平整度儀測定時，為使測定結果具有時間穩(wěn)定性，必須經常進行標定；而標定曲線的精度取決于標定路段采用的平整度指標同反應類測定系統的相關性。
為了解決上述問題，世界銀行于1982年組織了有巴西、英、美、法等國專家參加的研究小組、在巴西進行了大規(guī)模的路面平整度試驗，在此基礎上提出采用平整度指數（IRI）作為評價標準的建議。
平整度指數（IRI）是一項標準化的平整度指標。它同反應類平整度測定系統類似，但是采用的是數學模型模擬1/4車輪（即單輪，類似于拖車）以規(guī)定速度行駛在路面斷面上，分析行駛距離內動態(tài)反應懸掛系的累積豎向位移量）標準的測定速度規(guī)定為80km／h，其測定結果的單位為m／km。因而，這一指標與反應類儀器的平均調整坡ARS相似，稱作參照平均調整坡（RARS80）。
求得每一個位置的變量值后，即可計算該位置的調整坡（RS）。
IRI為路段長度內RS變量的平均值。因此，當每個斷面點的調整坡求得后，便可
計算IRI。
上述計算過程已編制電算程序，在量測得到縱斷面的高程資料后，便可按抽樣點間距利用此程序計算該段路面平整度的平整度指數IRI值。
平整度指數IRI作為通用指標的效果，可以通過考察不同平整度測定方法的測定結果轉換成以IRI表征后的一致性得到證實。
2。VRI與其他平整度指標相關關系的建立
用車載式顛簸累積儀測定的VBI值需要與其他平整度指標（如連續(xù)式平整度儀測出的標準差、平整度指數（IRI）等】進行換算時，應將車載式顛簸累積義的測試結果進行標定，即與相關的平整度儀測量結果建立相關關系，相關系數均不得小于0．90。
為與其他平整度指標建立相關關系，選擇的標定路段應符合下列要求：
（1）有5~ 6段不同平整度的現有道路，從好到壞不同程度的都應各有一段
（2）每段路長宜為250~ 3oom。
（3）每一段中的平整度應均勻，段內應無大大差別。
（4）標定路段應選縱坡變化較小的平坦、直線地段。
（5）選擇交通量小或可以疏導的路段）減少標定時車輛的干擾。
標定路段起迄點用油漆作好標記，并每隔一定距離作中間標記，標定宜選擇在行車道的正常輪跡上進行。
1）用連續(xù)式平整度儀進行標定
（1）用于標定的儀器應使用按規(guī)定進行校準后能準確測定路面平整度的連續(xù)式平整
度儀。
（2）按現行操作規(guī)程用連續(xù)式平整度儀沿選擇的每個路段全程連續(xù)測量平整度3~5次，取其平均值作為該路段的測試結果（以標準差表示）。
（3）用車載式顛簸累積儀沿各個路段進行測量，重復3 ~5次后，取其各次顛簸累積值的平均值作為該路段的測試結果，與平整度儀的各段測試結果相對應。標定時的測試車速應在30~ 50km／h范圍內選用一種或兩種穩(wěn)定的車速分別進行，記錄車速及搭載量，以后測試時的情況應與標定時的相同。
（4）整理相關關系
將連續(xù)式平整度儀測出的標準差ó 及車載式顛簸累積儀測出的顛簸累積值VBIv繪制出
曲線并進行回歸分析，建立相關關系。
2）將車載式顛簸累積儀測定結果換算成平整度指數的標定方法
（1）將所選擇的標定路段在標記上每隔0.25m作出補充標記。
（2）在每個路段上用經過校準的精密水平儀分別測出每隔0.25m標點上的標高，計算平整度指數IRI。
（3）用車載式顛簸累積儀測試得到各個路段的測試結果。
（4）將各個路段的平整度指數IRIv與顛簸累積值 繪制出曲線并進行回歸分析，
建立相關關系。