對公路平整度檢測方法的探究

楊園園+張斌+那金鳳

摘要：近些年來，我國社會的各個方面都得到了很大的發展和進步，尤其是經濟方面更有了極大的提升。經濟的增長也在一定程度上帶動了我國公路建設工程的發展。平整度作為衡量行車舒適的重要指標，更加受到公路建設和管理部門的重視。如何針對公路不同階段合理選擇測量方法，可在試驗檢測過程中根據不同的測試儀器性能確定。本文從平整度檢測概況、斷面類儀器及應用、響應類車載式顛簸累積儀法這幾方面，為優化選擇公路平整度的試驗檢測方法提供依據。

關鍵詞：公路平整度；檢測；儀器

前言

自改革開放以來，我國在不斷發展經濟的同時也開始加強對其他方面的重視，尤其是對公路建設工程的重視。修建公路是一項利國利民的工程，也是保障我國經濟快速發展的重要條件。因此，一定要確保公路建設工程的質量，但現階段我國在修建公路過程中依然存在著這樣或那樣的問題，導致公路整體質量水平的下降。現在私家車的數量逐漸增多，為提高乘坐的舒適度，對路面也提出了更高的要求。平整度差造成的行車費用增加和車輛顛簸問題，不僅降低了車輛的使用壽命，還對駕駛速度和行車安全造成影響，更不用說達到乘客乘坐舒適的要求了，同時，產生的振動使施加到路面的沖擊力大大增加，也加劇了路面的損壞。另外，平整度差會導致排水不暢，混凝土受水浸泡時間延長會加速對路面的損壞。因此，檢測與評定平整度指標是一個非常重要的工作。

1平整度檢測概況

應用于平整度測試設備，根據檢測原理分為兩類：（1）斷面類，工作原理是測定路面表面的凹凸情況，檢測的方式有3m直尺、連續式平整度儀、手推式平整度檢測儀和激光路面平整度測試儀；（2）響應類，工作原理是根據路面引起車輛振動的嚴重與否測定顛簸情況，用司機和乘客直接感受的舒適情況作為平整度指標，目前常用車載式顛簸累積儀、縱斷面分析儀和路面平整度數據采集系統測定車等測量。

2斷面類儀器及應用

2 .1 3m直尺測定法

本方法是設備晟簡單、測試最容易的測試平整度方法，分等距離連續測量及單尺測量最大間隙兩種。前者可用于工程施工質量檢查驗收，應用中需計算出標準差來表示平整程度；后者常用于工程施工質量控制和檢查驗收，測量時要同時計算出各測段的合格率。在我國曾普遍使用3m直尺測定法，缺點在于測試進度較慢、精度不高和測試技術人員工作量大，隨著先進的測試設備出現，其應用量正在逐漸減少。現主要在路面的施工質量、簡單評價使用質量和測定施工中壓實成型的路基、路面各層表面的平整度中應用。

2.2連續式平整度儀法

在國內，由于連續式平整度儀具有優良的特性而得到了普遍應用。連續式平整度儀又稱8輪儀，按照檢測原理，屬于機電型斷面類檢測儀器。由行走系統和測量系統組成。行走系統有8個輪，分前后輪，各4個，輪子連接結構呈M形，使得在行走較快時具有較好的車體平穩性。測量系統包括測輪系、位移傳感器、距離傳感器和數據處理系統。連續式平整度儀結構如圖1所示。

規范規定連續式平整度儀測試范圍不適用于已有較多坑槽和破損嚴重的路面上。連續式平整度儀在T0932-2008中規定，在檢測時，可用人力或機動車牽引。在測試范圍較小時使用人力牽引，測試過程要保持速度均勻；在測量范圍較大時使用機動車牽引，測試速度宜適中（5km/h），最大值應小于12km/h，且應速度恒定。在測量過程中，有自動計算打印功能，并可以按固定間距采集的位移值來計算區間平整度標準差（mm）等。在應用時也存在一些缺陷，包括不同的廠家設備測試結果離散性大、應用測試路面限制、測試效率低、設備笨重不便和測定精度較低且再現性差等。

2.3手推式（步行式）平整度檢測儀

目前在我國路面平整度檢測儀的應用中，大多先進的技術主要應用于高等級的公路上，而城市中道路的平整度檢測技術仍停留在3m直尺或8輪儀檢測的技術上。事實上，自動化手推式（步行式）完全可應用于城市道路的路面平整度檢測，主要原因是其體積小、自動化程度高、搬運方便、操作靈活、啟動和停止方便，不受其他交通的影響，主要在竣工驗收和采集平整度數據上應用。

具體檢測方法如下：測量時儀器需由人或車拉動，使儀器平穩緩慢地在路面上前進。由于路面不平會引起測量輪上下擺動，并帶動位移傳感器上的測量桿上下滑動，此時根據傳感器輸出電位的正負和大小就可以確定路面平整度。該方法的優點是靈活性較大，缺點是測試的效率較低。

技術要點如下：儀器在每次使用前，應充滿電（一般充10h左右為宜）平整度儀屬于較為精密的電子儀器，其主要部件切勿淋雨、受潮，使用完畢后應妥善保管，以免受損，需定期通電；檢測儀在測試過程中應盡量采用速度穩定、減震功能好的車輛，在運輸、停放、轉向以及非測量狀態時應懸起測量輪，防止不必要的沖撞及磨損。

2.4激光路面平整度測試儀

激光平整度測試儀是當今國內使用的一種先進的平整度測試設備，也被稱為激光路面斷面測試儀。這種設備是將激光傳感器、加速度計、陀螺儀和數據采集與處理系統安裝在車輛上，在車輛行駛中直接獲取路面信息，通過數據處理得出測試結果，又叫激光平整度測試車。激光平整度測試車是非接觸式平整度測試設備，克服了一些缺點如3m直尺測試進度較慢、精度不高和測試技術人員工作量大；連續式平整度儀的測試效率低、設備笨重不便和測定精度較低且再現性差等。激光平整度測試車是利用發射裝置發出激光到形狀變化的路面所行走的光程不同來測定路面平整度。最初要進行儀器標定，過程可以通過配套軟件來完成。經標定好的測試車，在啟動系統處理器后，可以輸入其他所需參數，然后進行測試。在測試車行駛過程中，間隔固定距離自動采集一次數據并傳輸到數據分析系統進行處理，結果可顯示或打印成平整度指數IRI等。測試全過程均由程序自動控制，行車速度高，對高速公路大面積的快速質量檢測評定具有實際意義。

3響應類一車載式顛簸累積儀法

載有車載式顛簸累積儀的車輛在路面上通行時，對儀器測量車的后軸與車廂之間的距離變化，測量單向位移累積值VBI作為平整度的表示方法，其組成包括傳感器、安裝底板、數據處理器和微型打印機。行車速度和機械系統的振動特性影響位移累積值，所以車載式顛簸累積儀的檢測結果與兩因素有關。日常必須對車輛做好保養，檢測時要嚴格控制車速并按規定進行標定，以確保檢測結果的穩定性。使用車載式顛簸累積儀獲得的VBI和連續式平整儀的獲得值是不同的。國際公認的是IRI，利用其他指數對路面平整度進行評定時，需要同IRI建立關系。如現在使用的VBI與IRI就可以通過標定建立關系后對平整度進行評價。本方法適用于測定路面的平整度、確定路面的施工質量和道路管理部門評價道路運行期的行車舒適性，但不適用于路面損毀嚴重的平整度測定。

工作原理如下：該方法是以測試車進行路面平整度的測定，讓測試車在高速公路路面上以勻速向前行駛。當車輛遇到凹凸不平的位置時，車身會發生顛簸現象，此時利用車內的機械傳感器可測量出后軸與車廂間的單向位移累計值。該數值越大，則證明路面的平整度越差；反之，數值越小，表示路面的平整度越好。該方法的主要優點是檢測速度快、便于操作且儀器的價格較低，其檢測結果可用于評定路面的施工質量及舒適性。

技術要點如下：（1）儀器在進行安裝時需盡量牢固、準確，以便于操作；（2）由于顛簸累計值的大小主要受測試車的底盤懸掛性能影響，因此在儀器投入使用前應進行標定。此外，因為顛簸累積儀測出的累計值與連續式平整度檢測儀測出的標準差在概念上有所不同，所以必須通過標定試驗建立二者之間的相互關系，并將累計值換算成標準差；（3）由于實際檢測結果主要與測試車的行駛速度以及其機械系統的振動特征有關，即車速越快，累計值越大，減振性能越好，累計值越小，因此應通過對測試車車速的控制以及對其機械系統的保養等方法來確保實測結果的穩定性。在進行具體檢測時，測試車的速度應盡量控制在30～60km/h。

4結語

隨著公路建設和后期養護項目的增多，對公路行車安全和服務質量的要求不斷提高，沿用及新型的平整度測試方法能很好地滿足不同階段的需要。在使用時要結合實際情況合理選擇，在達到測試要求的同時能夠體現出省時和經濟的效果。