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【路面性能類】激光平整度儀標定
2020年08月04日    閱讀量:452    新聞來源:瀝青網 sinoasphalt.com  |  投稿

公路養護技術平臺已經介紹道路平整度指標的定義、檢測方法及評價指標幾個方面,本篇文章將繼續對日常道路養護管理工作中用到的關于平整度的相關知識作介紹。

通過之前的文章,已經知道道路平整度的檢測方法多種多樣,并且了解國際平整度指數IRI是客觀評價路面平整度的常用指標。

隨著科技發展進步,目前道路管理單位主要采用激光平整度儀進行平整度檢測,但是不同的激光平整度儀檢測精度必然不一樣,對激光平整度儀進行正確標定是保障平整度檢測結果合理性及可比性的主要手段瀝青網sinoasphalt.com

因此,公路養護新視野選擇兩臺激光平整度儀,通過現場試驗檢測詳細說明激光平整度儀的標定方法,以供道路養護管理者參考借鑒。

概述

近年來,道路養護單位一直應用各自的激光平整度儀進行道路平整度的檢測,該檢測方法的優點在于其便捷、速度快、精度高。但是,為了確保激光平整度儀測試結果的可靠性,需要對激光平整度儀進行標定:將激光平整度儀與精密水準儀分別測試的結果進行對比分析,以驗證設備可靠性。

公路養護新視野選擇了兩臺激光平整度儀進行檢測并作平整度標定說明,以下是用作實驗的兩臺激光平整度儀。

【路面性能類】激光平整度儀標定 瀝青網,sinoasphalt.com

圖1 激光平整度儀

國際平整度指數IRI

上一篇文章中已經說明,國際平整度指數是路面平整度評價過程中的常用指標,為此本次實驗中采用國際平整度指數IRI。

指標背景:路面平整度是路面評價的一個重要指標,不僅影響駕駛員及乘客行駛舒適性,而且還與車輛振動、運行速度、輪胎摩擦與磨損及車輛運營費用等有關,是一個涉及人、車、路三方面的指標。路面平整度測定的方法與儀器較多,采用的指標也各不相同,為使采用不同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可以統一的指標。

美國國家公路合作研究計劃(NCHRP)1978年在項目1-18中提出該問題,在隨后進行的“反應類平整度系統的標定和關系”研究項目中提出了“國際平整度指數”(IRI)的概念,而世界銀行1982年在巴西進行的國際平整度實驗則完整而系統地提出了IRI的計算模型與計算方法。IRI由一條單縱斷面計算得到,采用四分之一車模型,以80Km/h速度在已知斷面上行駛,計算一定行駛距離內懸掛系統的累積豎向位移作為IRI。

IRI是綜合了斷面類與動態類平整度測定方法的優點而得到的一個評價指標,是靜態斷面高程數據經過力學模型計算后得到的動態變量。平整度指數IRI具有以下特點:

(1)IRI與車輛振動的動態反應相關,通過1/4車模型建立了與車輛性能的相關性;

(2)IRI直接與路段斷面高程相關,保證結果具有時間穩定性;

(3)IRI可以通過最廣泛使用的儀器測量得到(如水準儀),結果具有有效性;

(4)IRI可以在世界范圍內進行轉換(有標準計算程序),具有可移植性;

由于具有以上特點,IRI成為目前國際上運用最廣泛的平整度指標。


標定試驗


一:試驗條件

首先,根據工程規范《公路路基路面現場測試規程》,測量過程應滿足一下試驗條件:

(1)按照每段IRI值變化幅度不小于1.0的范圍選擇不少于4段不同平整度水平的路段,且有足夠加速或減速長度的路段。根據實際測試道路IRI的分布情況,可以適當增加某些范圍內的標定路段。

(2)每段長度不小于300m。

(3)每一段內的平整度應均勻,包括路段前50m引道。

(4)選擇坡度變化較小的直線路段,路段交通量較小,便于疏導。

(5)有多個激光測頭的系統需要分別標定。

(6)標定宜選擇在車道的正常行駛輪跡上進行,明確畫出輪跡帶側線和起終點位置。

根據上述試驗條件,本次標定選擇了四條典型路段:A、B、C、D。所選擇的路段包括了新修建的路段、使用一段時間的路段以及修建時間達10年以上的路段,包括了平整度好、中、差的路段,基本代表了該地區正常情況下各個服務水平的瀝青路面。每段路至少選擇了300m左右的平直路段進行試驗。

二:試驗步驟

根據工程規范《公路路基路面現場測試規程》,采用激光平整度儀檢測平整度檢測步驟如下:

①   測試開始之前讓測試車以測試速度行駛5~10km,按照設備使用說明規定的預熱時間對測試系統進行預熱。

②   測試車停在測試起點前50~100m處,啟動平整度測試系統程序,按照設備操作規定和測試路段的現場技術要求設置所需的測試狀態。

③   進入測試路段后,啟動系統的采集及記錄程序,用激光平整度儀A和B分別以30km/h、40km/h、50km/h和60km/h的速度分別沿著選好的路段分別檢測3次,最終以12次檢測結果的平均值作為最終的平整度結果。

采用精密水準儀實測路面斷面高程,具體方法如下:

①   在選擇好的路段輪跡帶上,每隔25cm用油漆作好明顯的標點標志,每個路段的一個車道兩個輪跡帶都進行測量;

②   用經過校準的精密水準儀(分辨率0.5mm)測出標點上的相對高程;

③   將所測得的高程數據存入數據文件中,利用VB程序進行模型計算得到標定線路的IRI。

以上結果匯總如下表:

表1 測量結果匯總

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三:結果分析

將激光平整度儀A與激光平整度儀B的檢測結果與精密水準儀左、右輪跡的測試結果進行了回歸分析;同時,對兩臺激光平整度儀進行對比分析,分析結果如下:

(1)激光平整度儀A

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圖2 激光平整度儀A標定結果

(2)激光平整度儀B

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圖3 激光平整度儀B標定結果

(3)激光平整度儀A與B對比

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圖4 激光平整度儀A與B對比

從以上兩臺激光平整度儀的對比結果來看,這兩臺激光平整度儀平整度檢測結果之間都具有較好的相關性。


結束語

路面平整度指標是路面使用性能評價中一個關鍵性指標,檢測結果的準確性是客觀評價的前提與保障。

利用激光平整度儀進行平整度檢測相對準確、迅速,但是因為檢測設備的差異性與精密性,對檢測儀器進行標定是必不可少的。

【參考】

孫立軍.道路與機場設施管理學.北京:人民交通出版社,2009.


標簽:技術中心
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