基于激光式平整度儀的瀝青路面平整度評價

王健 王玉祺 劉敏 郭宏 申楊凡

摘要：通過對于瀝青路面的不同平整度檢測方法的特點比較，介紹了激光式平整度儀測試車的結構組成圖以及測試儀的工作原理。文章結合了實際工程，說明了通過激光式平整度儀得出的檢測指標國際道路不平度指數 IRI的評價方法以及換算，并且結合相關的規(guī)范要求，分析所給出的工程中的平整度指標的合格率達到100%。

關鍵詞：瀝青路面；激光式平整度儀；平整度

隨著我國高速公路建設發(fā)展的日新月異以及施工技術水平的不斷提高，我國對于道路施工質量控制和要求也越來越高。瀝青路面的平整度是評價公路整體質量一個重要的指標，瀝青路面平整度關乎整個道路路面壽命的長短以及駕駛者和乘客的舒適度，所以在當今的條件下，激光式平整度儀法作為一種較為先進的瀝青路面平整度評價方法已經越來越多的應用于高等級的道路路面評價之中。本文通過分析我國現有的不同平整度檢測方法的特點，著重介紹激光式平整度儀法的檢測原理并結合案例，分析通過外業(yè)檢測以后所得到指標以及內業(yè)換算來綜合評價道路路面的平整度。

1平整度檢測方法

瀝青路面平整度的檢測是評定道路綜合質量一個非常重要的環(huán)節(jié)。根據《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》以及《公路工程質量檢驗評定標準》中的規(guī)定，我國的瀝青路面平整度檢測方法主要分為反應類以及斷面類兩種。反應類主要是通過車輛振動的顛簸情況來評價路面的凹凸不平整程度，實際上是一種舒適性能的指標，而斷面類則是直接測定路面表面的凹凸程度的，其中激光式平整度儀是斷面類的最先進的設備，此種方法也是規(guī)范要求的高速公路在進行瀝青混凝土路面檢測時必須使用的方法。

各種不同的瀝青路面平整度的檢測方法以及其優(yōu)缺點和評價的技術指標列于表1所示。

表1不同瀝青路面平整度測定方法比較

測定方法 特點 評價指標

3m直尺法 間斷檢測、設備簡易、結果直觀、測試速度慢、工作效率低 最大間隙Ls

連續(xù)式平整度儀 連續(xù)檢測、設備較復雜、工作效率較低 標準差σ

激光式平整度儀 連續(xù)檢測、設備復雜、精度較高、測試速度高、工作效率高 平整度指數IRI

顛簸累積儀 連續(xù)檢測、設備復雜、操作簡便、測試速度高、工作效率高 累計值VBI

2激光式平整度儀結構組成以及檢測原理

激光式平整度儀是一種與瀝青路面無接觸的測定儀，可以同時進行橫坡、縱斷面、車轍等的測量。就如DYNATEST 5051 RSP激光平整度測試車主要配有激光傳感器、橫杠，同時也配有先進的數據采集系統(tǒng)以及系統(tǒng)處理器，其結構圖如圖1所示

圖1測試車結構組成圖

激光式平整度儀是利用激光的光時差原理來測定瀝青路面的不平整狀況。測試車以一定的速率向前行駛，安裝在測試車車前的橫桿上的激光傳感器經過測試激光發(fā)射束發(fā)射回來，通過返回的讀數來測試路面。這個過程的光時差經過模數轉換器以及數字處理系統(tǒng)得到的光平面與瀝青路面的差值Di，將其輸出到計算機中進行儲存。再通過系統(tǒng)處理器進行處理后得到國際不平整度指標IRI值并打印出來。激光式平整度儀的測試原理示意圖如圖2示：

圖2激光式平整度儀原理示意圖

3工程案例

某條高速公路屬于國家主干線的一部分，道路所處地區(qū)的地形為平原微丘區(qū)，其設計行駛速度為100km/h。公路路基為雙向四車道，總寬為26km，路面的攤鋪寬度為21m。瀝青路面設計的結構層形式為4cm+6cm+6cm的瀝青混凝土的面層。其中上面層與中面層使用的是SBS改性瀝青路面。

根據《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》中對于高速公路瀝青路面平整度檢測的要求，本工程對于瀝青路面的平整度檢測采用激光式平整度儀而不能使用3m直尺法，并且在檢測過程當中得到國際平整度指數IRI，并通過相應的轉化來綜合評價瀝青路面平整度。根據《公路工程質量檢驗評定標準》的規(guī)定，對于高速公路的最大間隙Lmax≤3mm；高速公路平整度標準差σ≤1.2mm；對于國際平整度指數IRI≤2.0（m/Km）。在得到國際平整度指數IRI后，使用大量經驗得到的國際平整度指數IRI與標準差σ的換算公式：σ= 0.6IRI，可以將IRI換算成σ后再對瀝青路面進行平整度評價。

除此以外，根據《公路瀝青路面養(yǎng)護技術規(guī)范》的要求，還可將國際平整度指數IRI換算成行駛質量指數RQI來評價路面行駛質量，其中的換算公式如下：

RQI = 11. 5- 0.75 × IRI。

式中，RQI的取值范圍為0—10之間，超過10時按10計算，低于0時按0計算。換算以后，路面行駛質量的評價標準如表2所示。

表2路面行駛質量的評價標準

評價指標 等級

優(yōu) 良 中 次 差

RQI 8.5—10 7—8.5 5.5—7 4—5.5 0—4

本工程將得到的國際平整度指數IRI進行換算成標準差σ以及行駛質量指數RQI后，得到的瀝青路面平整度匯總表如表3所示。

表3瀝青路面平整度匯總表

評價指標 左行車道 左超車道 右行車道 右超車道 最大值

IRI 0.22 0.18 0.20 0.18 0.77

σ 0.13 0.11 0.12 0.11

RQI 10 10 10 10

從表3中所得的數據可以看出：本工程案例的瀝青混凝土路面的路段上表面層平整度的最大值也只有0.77mm，說明均小于3mm，符合規(guī)范的要求，驗收高速公路路段的瀝青路面的平整度標準差σ≤1.2mm，IRI≤2.0以及RQI≥10，均符合相關規(guī)定的要求，合格率達到了100%。

4結語

采用激光平整度儀對于高等級公路的瀝青混凝土路面進行平整度檢測具有方便、簡易、快捷的優(yōu)點，已經廣泛的應用于我國的高等級的道路平整度評價中，外業(yè)的檢測時間很短，內業(yè)的數據處理方便易懂，檢測結果十分準確，在對于我國公路質量要求越來越高的今天具有顯著的優(yōu)勢。同時，通過結合的工程范例可以看出，我國現有施工技術下的新建高速公路的平整度指數合格率較高，建議可以通過更加嚴格把控道路平整度指標來綜合提高整個道路質量。

參考文獻

[1] JTGF40—2004.公路瀝青路面施工技術規(guī)范[S].人民交通出版社, 2004.

[2] 劉治龍.鄭少高速公路改性瀝青路面平整度控制技術研究[D].長沙理工大學,2007.