公路工程中的平整度评价指标

公路工程中的平整度评价指标

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与　　　　　　　　　　公　路　汽　运　　　　　　　　

　　　　　　　　　　Highways&AutomotiveApplications

第2期

2004年4月

公路工程中的平整度评价指标

张　峰

(长沙理工大学育才-布朗交通咨询监理有限公司,湖南长沙　410076)

摘　要:平整度是评价路面使用性能的重要指标之一,文中就公路工程中平整度的评价指标、各指标的相关性、检测方法及相关问题进行了分析。

关键词:公路;平整度;评价指标;相关性;检测

中图分类号:U416.06　　　　　　　文献标识码:A　　　　　　　文章编号:1671-2668(2004)02-0042-03

　　随着对公路服务质量要求的不断提高及路面管

理系统的建立,平整度已成为评价路面使用性能最重要的指标之一,对平整度的科学测试、评价具有重要的意义。

1　(JT我国现行的J059-95)规定了3的平整度评价指标:①3m直尺测定平整度试验方法,平整度评价指标是最大间隙(h);②连续式平整度仪测定平整度试验方法,平整度评价指标是标准

);③车载式颠簸累积仪测定平整度试验方法,差(σ

平整度评价指标是单向位移累积值(VBI)。

随着我国公路路网的建设,对公路的质量标准提出了越来越高的要求。1998年交通部对原有的

(JT《公路工程质量检验评定标准》J071-94)进行了

修改,颁布了新的《公路工程质量检验评定标准》(JTJ071-98),并于1999年7月1日正式实施。新标准规定了3个平整度评价指标:最大间隙h,标准差σ,国际平整度指数IRI(InternationalRoughnessIn2dex)。并对高速公路、一级公路、其它等级公路的路基、基层、面层规定了相应的平整度评价指标。现行新标准与旧标准相比具有以下特点:

1)采用了国际平整度指数IRI。IRI是世行组织召集世界各国专家学者,考虑了公路路面的长波模型、短波模型、台阶模型以及专家模型等向世界各国推荐的评价指标,从技术上讲比较全面、合理。

2)现行新标准在高速公路、一级公路面层的平整度评价指标中只规定了标准差σ和国际平整度指数IRI,剔除了最大间隙h,从而保证了对完工的高速公路、一级公路面层平整度的科学评定。

3)σ是表征平整度性能最具有实际意义和理

论意义的统计型指标,IRI值。为了具有,和σ两项指标作为平整度评价指标,并给出了两者关系的近似表达式σ=0.6IRI。

2　平整度评价指标间的相关关系

世界银行在20世纪80年代初组织世界有关专家采用各国测定平整度的主要仪器进行了测试,于1986年提出IRI的定义: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)之比。同时发表了用精密水准仪测得路面一定间隔下的高程进行IRI计算的程序。

世界银行规定的IRI是以精密水准仪测定计算结果为准。因此,我国采用其它任何一种设备测定时,都必须将其测定结果与精密水准仪测定结果建立换算关系,在交通部的组织下,经过大量的对比试验,已得出了常用的几种仪器测定的平整度指标与IRI之间的关系(见表1)。

3　平整度评价指标的检测方法

路面平整度的仪器测定主要有两大类:第一类为纵断面测定(直接式检测类),即测出路面纵断面剖面曲线,然后对测出的纵断面曲线进行数学分析得出平整度指标。如:3m直尺、连续式平整度仪、自动化路面纵断面剖面仪(也称达普勒斯平整度仪)、DYNATEST5051RSP道路激光平整度测试车以及采用精密水准仪通过精确测定高程经过计算而得到的国际平整度指数等。第二类为车辆对路面的反应测定(响应式检测类),即测出车辆对路面纵断面变化的力学响应,然后对测出的力学响应进行数学

公路工程中的平整度评价指标

总第101期　　　　　　　Highways&AutomotiveApplications　　　　　　　　　　　　43

表1　各种仪器测定的路面平整度评价指标及关系

平整度指标路面平整度标准偏差σ/mm单向位移累积值VBI/cm km-1

-1

与　公　路　汽　运　

测试仪器连续式平整度仪

与IRI的关系σ=0.5926IRI+0.013

相关系数r=0.9875

IRI=0.0231VBI+0.31相关系数r=0.9955IRI=0.99787

IRI手推式断面仪+0.23189

标定单位

1990年至今,由交通部公路科研所多次组织测试1998年由北京公路局质监处、山西太旧高管局等组织测试1997年由交通部公路科研所、山西省质监站、山西太旧高管局等组织测试

车载式颠簸累积仪

IRI手推式断面仪/m km手推式断面仪

相关系数r=0.99999978

IRI手推式断面仪=0.9682

IRI激光断面仪/m km-1

丹麦单激光断面仪IRI激光断面仪+0.28251998相关系数r=0.9964

分析得出平整度指标。如:车载式颠簸累积仪、响应

式自动化路面平整度分析仪(简称响应式平整度仪也称瑞普勒斯平整度仪)等。

通常,收与评价,价。标定指标。路面施工、验收、养护、评价和管理部门必备的仪器。在我国公路建设中,常用的平整度检测方法有:

1)3m直尺法。3m直尺法分为传统3m直尺法和单片机3m直尺法。传统3m直尺法操作简单,但测量精度易受人为因素影响,且工效低、劳动强度大。单片机3m直尺法与传统3m直尺法相比,具有精度好、工效高、劳动强度小的优点。但不论哪种3m直尺都会受长度和速度的限制,难以反映较高车速下路面较长波长的颠簸和起伏,并且铝合金3m直尺用于热铺层平整度检测时会产生明显的热变形,从而使读取的平整度值失真。因此,3m直尺法只适用于在建道路施工过程中进行质量控制,不适于高等级公路竣工验收和日后运行中进行的检测评定。

2)连续式平整度仪。连续式平整度仪利用位移质感直接测出路面的凹凸程度绝对值,得到路面平整度标准差σ,与规范规定指标一致,不需换算。因此在公路工程建设中大多采用该法检测平整度,但该仪器在使用中存在测试效率低、速度慢、机械配置庞大而笨重、测定精度差、再现性差等问题。

3)车载式颠簸累积仪。该仪器是一种高效反

,路,路面平整度差的累积值就,VBI可与国际平整度指数IRI和

标准差σ建立起很好的对应关系。车载式颠簸累积仪一般都能直接显示、打印和存储国际平整度指数IRI、标准差σ等指标,具有自动、高效、高精度等特点,广泛应用于各等级公路的路面平整度评价测试、施工现场平整度控制、竣工验收以及为CPMS进行的量大面广的路面平整度数据采集,但它的时间稳定性、转换性差,不能给出路面的真实断面。

4)DYNATEST5051RSP道路激光平整度测试车。它是我国在20世纪90年代引进的一种先进设备,是目前世界上最先进的路面平整度测试设备之一。其测试全过程均由程序自动控制,具有操作简便、测速高(80km/h以上)、测试精度高(0.1mm级)、采集样点密(0.16m间距取样)、代表性强的优点,很适宜于高等级公路实际行车速度高、平整度要求高的特点,对其大面积的快速质量检测评定具有实际意义。而且,测试结果(IRI)是比较理想而科学、又易重现的指标,与国际通用评价指标保持一致。它应用于公路的竣工验收、质量评价及路面管理系统(CPMS)的数据采集工作时,具有明显可观的经济效益和社会效益。

4　平整度检测中的测量不确定度评定特点

平整度检测的准确度是对工程质量可信度的直接评价。平整度检测是一个受主、客观因素综合影响的过程。尽管测量的目的是为获得被测量的真值,但是由于各种因素的影响,测量的不完善性,使得被检测量的真值难以确定,测量结果带有不确定

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