路面平整度测试规程和平整度检测仪技术标准

路面平整度测试规程和平整度检测仪技术标准

1 路面平整度的基本定义

路面平整度主要反映的是路面纵断面剖面曲线的平整性。当路面纵断面剖面曲线相对平滑时，则表示路面相对平整，或平整度相对好，反之则表示平整度相对差。好的路面则要求路面平整度也要好。

2 路面平整度检测的目的和重要性

路面平整度是路面评价及路面施工验收中的一个重要指标。平整度直接反映了车辆行驶的舒适度及路面的安全性和使用期限。路面平整度的检测能为决策者提供重要的信息，使决策者能为路面的维修，养护及翻修等作出优化决策。另一方面，路面平整度的检测能准确地提供路面施工质量的信息，为路面施工提供一个质量评定的客观指标。

3 路面平整度检测仪的基本分类

路面平整度的仪器主要有两大分类：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。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分析得出平整度指标。对响应式检测类而言，其平整度指标的换算主要是通过对标准仪器测得的结果进行标定而得到。通常，第一类检测方法可用于路面施工质量验收与评价，而第二类检测方法主要用于路面周期性评价。但第二类检测仪器常要借助于第一类检测仪器进行指标标定。

直接式检测类主要特点是：

(1)能得到路面纵断面曲线，根据纵断面曲线，平整度特性可直观地反映出来。

(2)测得的路面纵断面曲线可输入到仿真数学模型而得到车辆对路面纵断面变化的仿真力学响应。过去的实验和研究已证明这种仿真响应与真实的车辆响应有很好的相关性。

(3)检测路面纵断面曲线是较难的，尤其是长波长纵断面曲线，其原因是难以从检测仪本身直接取得路面纵断面垂直高度参照点。比较可取的方法是从检测

仪本身的垂直加速度或与水平线的夹角之中间接地取得垂直高度的参照点。

(4)由于此类检测仪能得到路面纵断面曲线，因此可直接用于新路面施工质量的验收与评价，使验收部门有客观依据决定施工质量的优劣。

(5)若此类检测仪能测出长波长和短波长路面纵断面曲线，则可作为标准参照仪

用于对其它平整度仪进行标定和作相关分析。

响应式检测类主要特点是：

(1)此类方法的依据是车辆对路面纵断面垂直高度变化的力学响应，如振动等，然后对这种响应进行数学分析，从而得到平整度指标，如垂直加速度均方差和颠簸累计值等。

(2)由于此类检测方法相对于第一类方法要简单，检测速度要快，因而适用于高速检测和长距离检测。

(3)此类方法无法得到路面纵断面曲线，因而主要应用于现存路面平整度评价。

(4)由于无法得到路面纵断面曲线，此类检测仪需依赖于能测出长波长和短波长路面纵断面曲线的平整度检测仪对其进行标定和作相关分析。

4平整度指标

4.1直接式检测类

对直接式检测类平整度检测仪而言，主要的平整度指标为国际平整度指标IRI(InternationalRoughnessIndex)。国际平整度指标IRI是被广泛采用的路面平整度指标。国际平整度指标IRI的优点是具有很强的时间稳定性和空间稳定性，这使得不同时间和地点检测的国际平整度指标IRI值可进行直接比较。

国际平整度指标IRI的计算是基于四分之一车辆仿真模型。四分之一车辆仿真模型是用于模拟车辆在实际路面行驶时车体对路面纵断面起伏波动的动态响应。图A.1为四分之一车模型，模型包括弹簧质量、线性弹簧和阻尼器、非弹簧质量、轮胎弹簧等四个部分。

四分之一车辆仿真模型用于模拟车辆机械系统在路面纵断面曲线输入的激励下的动态响应。通过四分之一车辆仿真模型计算模型车车辆悬挂系统的单向位移量，将各次计算的单向位移值累加(单位为m)并与路段长度相除(单位为km)，

既可以得到国际平整度指标IRI，其单位为m／km。图A.2概念性地表示了国际平整度指标IRI的计算过程，其计算的数学过程极其繁琐，具体计算公式可查阅有关资料。应该强调的是国际平整度指标IRI必须先获得路面纵断面剖面曲线，然后将路面纵断面剖面曲线输入到四分之一车辆仿真模型，由四分之一车辆仿真模型计算国际平整度指标IRI。事实上，几乎所有的自动化路面断面曲线检测系统(直接式检测类)都包含国际平整度指标IRI的计算软件包。因此只要获得路面纵断面剖面曲线，就能较易获得国际平整度指标IRI。

4.2响应式检测类

响应式检测类的检测对象主要包括检测车辆的动态垂直加速度和垂直位移。当平整度检测仪检测的对象是车辆的动态垂直加速度时，此类平整度检测仪可归为电子响应式检测类；当平整度检测仪检测的对象是车辆的动态垂直向累积位移量时，此类平整度检测仪可归为机械响应式检测类。

对电子响应式检测类，由于其检测的对象是车辆的动态垂直加速度，检测原理相对简单，其平整度指标为各采样点垂直加速度的根平方值均值，简称RMSVA(R00t

MeanSquareofVerticalAcceleration)。一般RMSVA与国际平整度指标IRI 具有很好的相关性。

机械响应式检测类平整度仪的工作原理是通过检测车体与后轴的相对位移单向累积数值来间接计算路面平整度。当车辆行驶时，由于路面的不平整会使后桥与车厢之间产生上下相对位移，此时检测仪的钢丝绳会带动高精度位移传感器转动，使高精度位移传感器输出一系列的脉冲信号，这些脉冲信号经过一定的预处理，每一脉冲输出成为一定的单向位移量信号，此信号再经过数据采集与处理系统的预处理得到单向位移值，此单向位移累积值在计数器上进行累积，测量时单向位移累积值每增加一厘米计数器就记录一个数。计数器记录的单向位移累积值，连同行车的距离信号一起，以一定的数据模式记录在数据文件中，供数据处理系统进一步分析得出路面平整度指标-颠簸累积值VBI。颠簸累积值VBI的计算公式如下：

（A.1）

式中：VBI—颠簸累积值(cm／km)；