高速公路沥青路面平整度检测技术的应用研究
2020-03-17周宗淘
周宗淘,张 跃
(贵州省交通科学研究院股份有限公司,贵州 贵阳 550008)
平整度是衡量高速公路沥青路面质量的重要指标,在施工过程中和竣工验收阶段都应重视并做好平整度的检测,采用适宜的检测方法,以此为质量的判断和评定提供可靠参考依据。
1 3 m直尺法
该方法分为以下两种:第一,采用单尺对最大间隙进行测量;第二,按1.5 m的距离进行连续测定。第一种方法主要用于路面施工过程中的质量控制工作与检验,在采用单尺进行测定的过程中需要对测定段平整度合格率进行计算;而第二种方法虽然也能用在质量控制工作及检验,但需要对标准差进行计算,采用标准差对平整度进行表示。
采用该方法进行测定时,主要是测定尺底和路表面之间最大间隙,结果表示为mm。该方法适用于经压实达到稳定的路面,结果可用于质量评定,包括施工与使用质量。
1.1 测定器具和材料
(1)由硬木或合金材料制成的3 m直尺;(2)楔形塞尺;(3)皮尺、记号笔。
1.2 测定方法和步骤
(1)准备工作
首先要选择适宜的测定路段及测定地点。如果在施工中需要进行质量检测,则具体的测定地点以实际需要为依据确定,此时以单杆检测为宜;如果是为了质量检验而需要进行检测,需连续测定至少10尺。当没有特殊要求时,可将行车道上的一侧轮迹,即与车道标线相距80~100 cm的位置,作为进行连续测定的标准部位。当为旧路,且已经形成了车辙时,可将其车辙中心直接作为测定的部位,此时要用记号笔做好标记,并对路面进行清扫。
(2)测定步骤
沿预定方向在路面放好3 m直尺;对直尺和路面之间形成的间隙进行目测,找到间隙达到最大的部位;向间隙中塞入塞尺,对其间隙高度进行测量,结果精确到0.2 mm。
1.3 数据处理和评定
采用单尺对路面平整度进行检测时,可将直尺和路面之间形成的最大间隙视作本次测定结果;而连续测定过程中,需在确认各测定值合格的基础上,以相关要求为依据对合格百分率进行计算,最后还要算出平均值。合格率是合格尺数与总测尺数的商再乘以100%。
2 连续式平整度仪法
对于连续式平整度仪,它是路面平整度测定最常用的设备之一,具有能沿路面进行连续测定的优势特点。此外,还能自动完成计算、打印、显示,同时绘制出相应的曲线。
目前该方法主要适用于已经成型的路面,可对路面质量进行综合评定,包括施工与使用的质量。但需要注意,如果路面上存在很多坑槽,或破损情况比较严重,则不可使用这一方法进行测定。
2.1 检测器具
仪器长3 m,它的质量必须达到国家标准。仪器的中间是一个长度为3 m的机架,能自由伸缩与折叠;仪器前后两端都有四个轮,因此该仪器也被称作八轮仪,轮轴距为3 m。在机架的中间,是可起落的测定装置,安装了位移与距离传感器,能对位移数据进行自动采集,其测定间距一般为10 cm,计算区长100 m,即每100 m进行一次结果的实时输出。仪器可以使用人力或者是汽车来牵引前进。
2.2 测定步骤
(1)准备工作
首先要选择适宜的测定路段及测定地点。如果在施工中需要进行质量检测,则具体的测定地点以实际需要为依据确定,此时以单杆检测为宜;如果是为了质量检验而需要进行检测,需连续测定至少10尺。当没有特殊要求时,可将行车道上的一侧轮迹,即与车道标线相距80~100 cm的位置,作为进行连续测定的标准部位。当为旧路,且已经形成了车辙时,可将其车辙中心直接作为测定的部位,此时要用记号笔做好标记,并对路面进行清扫。
(2)测定步骤
在待测路面放置检测仪,并与牵引车连接;
启动仪器和汽车,在路面上纵向行驶,此时的横向位置应保持不变;
对仪器的记录情况、显示情况和打印情况进行检查;
仪器运行时的速度必须均匀,且以5 km/h为宜,不可超出12 km/h;
如果待测路段长度较短,则可直接利用人力对仪器进行牵引。
2.3 数据处理和评定
(1)采用仪器完成测定后,以10 cm的间隔距离对位移值进行采集,并自动计算整个区间内的测定结果标准差,同时对以下数据进行记录:测试总长度;曲线振幅比某个定值大的总次数及其单向累计值。之后将机架作为中点,绘制路面偏差曲线。若采用人工进行计算,需在曲线上设置一个基准线,然后按照1.5 m的距离对曲线的偏离位移进行读取,表示为di。
(2)所有计算区间的结果都采用标准差方式来表达,计算公式为
(1)
(3)对整个路段中所有区间路面平整度测定结果的均值、标准差及变异系数进行计算,最后确定合格率。
3 车载式颠簸累积仪法
仪器在路面行驶过程中,其后轴和车厢间产生的位移累积可表示平整度,即VBI值,单位为cm/km。该方法可用于测定平整度,并对路面质量及使用是否舒适进行评定。但要注意,如果路面上坑槽,或破损情况比较严重,则不允许使用该方法进行测定。
该方法的测定原理为:一起以恒定速度行驶于路面,因路面不平,会使汽车产生激振,此时利用传感器可对位移累积进行测量,这一数值越大,说明越不平整,影响行车舒适性。
3.1 测定器具
仪器主要由传感器、处理器与打印机三部分组成,其中,传感器安装与车辆的底板,需要利用测试车牵引前行。
3.2 准备工作
对仪器设备进行安装,然后检查确认是否满足测定要求,满足要求后即可开始测定。
3.3 测定步骤
由测试车牵引仪器以50 km/h的速度匀速行驶。
3.4 测定结果和其它指标之间的关系
(1)平整度指数
当采用该方法确定的结果需要和采用其它方法确定的结果实施换算时,需将对采用该方法确定的平整度进行标定,也就是和相关指标进行关系的建立,且相关系数应达到0.90以上。
对于平整度指数,它是对平整度提出的标准化指标,与反应类的测试系统相似,但所用方法为数学模型对车轮在路面上的运行进行模拟,进而确定竖向位移。此时,测定速度一般按80 km/h控制,所得结果单位按m/km计。
为了和其它指标实现关系的建立,在选择标定路段过程中,需要满足以下各项要求:
具有5~6个平整度有一定差异的道路,按照平整度从好到坏均应各有一段。
长度应保持在250~300 m范围内。
各段路面的平整度需保持均匀,没有明显的差别。
纵坡变化相对较小,且应为直线段。
交通量相对较小,或能进行疏导,以免在标定过程中受到车流的影响和干扰。
(2)采用连续式平整度仪法标定
①首先对平整度仪进行检查和校准。
②由平整度仪对所有路段实施全程连续测量,重复测量3~5次以后,计算平均值,将其作为本次测试的结果。
③采用颠簸累积的方法对所有路段实施全程连续测量,同样重复测量3~5次,计算平均值,将其作为本次测试的结果。
④对采用上述两种方法获得结果实施回归分析,并建立相应的关系。
4 结束语
综上所述,不同的路面平整度检测方法有着不同的检测原理,且方法、步骤、数据处理过程等都不同,对此,在实际工作中,需要根据项目的具体情况,选择适宜的检测方法,以保证检测结果的真实性和准确性。