平整度檢測(cè)技術(shù)在市政道路工程的應(yīng)用現(xiàn)狀

張慧芝

（太原市政建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西 太原 030000）

0 引言

路面平整度是一項(xiàng)重要的路面狀況指標(biāo)，是指道路表面相對(duì)于理想平面的豎向偏差，與其下各結(jié)構(gòu)層的平整狀況有一定的聯(lián)系，各結(jié)構(gòu)層的平整效果將反映到路面上。道路平整度不良會(huì)形成積水，影響乘車(chē)舒適性，對(duì)汽車(chē)產(chǎn)生附加振動(dòng)，使車(chē)輛產(chǎn)生的沖擊荷載反過(guò)來(lái)增加路面不平整性，加劇車(chē)輛和路面的損壞。因此，平整度成為度量路面使用性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)，其檢測(cè)方法成為道路工程中較為關(guān)注的問(wèn)題。

1 道路工程平整度試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)分析

1.1 速度快

使用激光偏移傳感器確定道路高程，獲取有關(guān)道路曲面和沿直線(xiàn)對(duì)象的道路的三維信息，從而可以更準(zhǔn)確地檢測(cè)道路的曲面排水，從而提高檢測(cè)結(jié)果和自動(dòng)化程度，還可以檢查車(chē)道深度和超高。實(shí)際上，目前的汽車(chē)載波激光檢測(cè)系統(tǒng)在以高達(dá)120km/h的速度進(jìn)行數(shù)據(jù)采集方面具有快速優(yōu)勢(shì)?？焖佟⒄５钠?chē)功能實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離快速檢測(cè)和自動(dòng)化，并允許同時(shí)分析和評(píng)估計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)。

1.2 高度自動(dòng)化

從道路開(kāi)發(fā)過(guò)程中的檢測(cè)實(shí)踐中推導(dǎo)出的激光檢測(cè)方法允許在實(shí)際應(yīng)用中進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)。在自動(dòng)化檢測(cè)功能的基礎(chǔ)上，可以避免手動(dòng)操作錯(cuò)誤，以確保測(cè)試的準(zhǔn)確性和準(zhǔn)確性。檢驗(yàn)結(jié)果直接輸入道路管理系統(tǒng)進(jìn)行深度檢驗(yàn)。

2 路面平整度影響因素

2.1 路基不均勻沉降

不同的地球質(zhì)量混合在一起，導(dǎo)致基本基元下降不均勻；修建半填充道路時(shí)，填挖方復(fù)合材料未加工，導(dǎo)致充填體接縫處出現(xiàn)間隙；（a）新老地基成員未按規(guī)定處理；道路壓力過(guò)短；地面壓力不足；地基和水排放增加導(dǎo)致大陸架廢物不均勻；地下水水位太高，排水不足，導(dǎo)致地下水不均勻的流失。某些母船導(dǎo)致一定程度的壓縮，導(dǎo)致路面基層縮小，這在軟土地區(qū)很常見(jiàn)，如圖1所示。

圖1 路基間隙

2.2 道路鋪設(shè)程序

分割可以直接影響道路曲面。平滑度對(duì)刀把的頻率、分割持續(xù)時(shí)間、分割厚度和環(huán)境溫度至關(guān)重要。振蕩器振動(dòng)頻率過(guò)高，上層厚度較低，導(dǎo)致起落架不穩(wěn)定，對(duì)路面平整度產(chǎn)生不利影響。實(shí)際齒數(shù)與攪拌槳的頻率不一致，因?yàn)樾奔y皮帶不緊密，皮帶過(guò)松，可能導(dǎo)致“倒扣”現(xiàn)象。如果安裝前熨燙板不夠熱，路面不好。車(chē)道的不均勻速度可能導(dǎo)致曲面過(guò)于粗糙，從而影響平滑。拆分時(shí)保持進(jìn)紙點(diǎn)的位置，否則，搖動(dòng)板可能導(dǎo)致表面不均勻。此外，選擇臨街面印刷機(jī)以及疊印時(shí)的速度、溫度、轉(zhuǎn)數(shù)和速度也會(huì)影響道路平滑度。

3 平整度檢測(cè)流程

首先，施工人員必須確定現(xiàn)場(chǎng)交通是否在檢測(cè)前就已完成，以及有哪些類(lèi)型的堵塞。此外，還必須確保施工現(xiàn)場(chǎng)的安全，改善現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)措施，確?，F(xiàn)場(chǎng)人員的安全。其次，清理施工現(xiàn)場(chǎng)，保持臨街面清潔，測(cè)試污染源過(guò)多，可能對(duì)結(jié)果產(chǎn)生不利影響。最后，重要的是在測(cè)試前徹底檢查測(cè)試設(shè)施和儀器，以確保設(shè)備完好無(wú)損，避免檢測(cè)中斷，提高生產(chǎn)率。道路排水檢測(cè)需要合理選擇檢測(cè)點(diǎn)來(lái)了解分段的使用情況，不同的檢測(cè)點(diǎn)反映不同分段的展開(kāi)結(jié)果，適當(dāng)?shù)臋z測(cè)點(diǎn)對(duì)極限管路的平整狀態(tài)有較好的預(yù)測(cè)，通常需要人員檢查已識(shí)別位置處的車(chē)道，并確保臨街面測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。在確定道路排水時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)較大的道路寬度。若要準(zhǔn)確反映地形排水狀態(tài)，必須在同一橫斷面層級(jí)測(cè)試多個(gè)點(diǎn)，員工必須選擇適當(dāng)收集頻率并分析道路寬度。

4 路面平整度檢測(cè)方法及對(duì)應(yīng)評(píng)價(jià)指標(biāo)

4.1 三米直尺法

三米直尺法是最早被投入應(yīng)用的檢測(cè)技術(shù)，它可用于評(píng)定路面的施工質(zhì)量，不適用于評(píng)價(jià)路面技術(shù)狀況。該方法用三米直尺測(cè)試路面與三米直尺基準(zhǔn)面的最大間隙，其評(píng)定指標(biāo)為最大間隙（δm），單位為mm。該方法特點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適應(yīng)性強(qiáng)，數(shù)據(jù)直觀，自動(dòng)化程度較低，誤差主要來(lái)自于檢測(cè)人員的不穩(wěn)定性。該檢測(cè)方法是對(duì)平整度進(jìn)行間斷檢測(cè)，缺乏連續(xù)性，不能客觀反映路面波動(dòng)對(duì)乘車(chē)舒適性的影響。

4.2 連續(xù)式平整度儀法

該儀器主要用于檢查機(jī)械設(shè)備的表面松弛。通常，設(shè)備的移動(dòng)速度大約為5km/h，但不能超過(guò)12km/h，因?yàn)樵O(shè)備本身的響應(yīng)速度是以超快的速度測(cè)量的。儀器檢查后，數(shù)據(jù)可以每10cm收集一次，展開(kāi)模式的標(biāo)準(zhǔn)偏差每100m計(jì)算一次。該儀器的特點(diǎn)是連續(xù)測(cè)試和高工作效率，但復(fù)雜、昂貴，不適用于已有更多凹槽且路燈損壞的情況。

4.3 基于Kinect的儀器

Kinect是微軟自2009年發(fā)布以來(lái)在醫(yī)療保健、教育、電子商務(wù)等領(lǐng)域應(yīng)用了10年的3D相機(jī)。Kinect是一種帶有深度傳感器的傳感器，它以紅外圖像的形式采集數(shù)據(jù)，從而計(jì)算傳感器與拍攝對(duì)象之間的距離。Kinect傳感器速度很快，精度很高，成本低廉，具有開(kāi)放、易于使用的開(kāi)發(fā)技術(shù)。在國(guó)外，已經(jīng)有過(guò)在道路識(shí)別領(lǐng)域成功使用Kinect的案例，因?yàn)樵谠搰?guó)的相關(guān)地區(qū)使用較少，而且沒(méi)有有效的產(chǎn)品。

5 路面平整度的控制

5.1 做好清理路基的工作

修建路面前，應(yīng)清除現(xiàn)有的地形、樹(shù)枝、塑料袋、雜草等。如果路面是肥沃的土層，則必須對(duì)表達(dá)式進(jìn)行機(jī)器清理，土層加工強(qiáng)度取決于具體情況，但不得小于30cm，且必須擠壓。

5.2 施工質(zhì)量控制

施工過(guò)程是道路施工的重要組成部分，對(duì)今后道路的使用至關(guān)重要，施工質(zhì)量部分決定了道路的平滑度，必須嚴(yán)格控制施工質(zhì)量。施工時(shí)選擇適當(dāng)?shù)募竟?jié)，盡量減少因溫度波動(dòng)而對(duì)道路造成的影響?；炷涟宓牟季€(xiàn)不應(yīng)太快，否則可能會(huì)影響臨街面密度。機(jī)械設(shè)備道路碰撞時(shí)，溫度應(yīng)調(diào)節(jié)到120°C以上，以符合壓強(qiáng)、高頻率和低振幅的指導(dǎo)原則。

5.3 適當(dāng)?shù)臋z測(cè)方法

在實(shí)踐中，識(shí)別廊道以進(jìn)行整地檢查時(shí)，可以使用更多的方法，并且可以使用不同的方法來(lái)套用區(qū)域和優(yōu)缺點(diǎn)。為此，應(yīng)選擇控制機(jī)制，以確保調(diào)平試驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)性和有效性。例如，傳統(tǒng)的直線(xiàn)標(biāo)尺可以在任何情況下執(zhí)行測(cè)量操作，但應(yīng)用程序不準(zhǔn)確，且儀器效率低下，無(wú)法滿(mǎn)足當(dāng)前儀器的要求。結(jié)算審核將審核活動(dòng)與要求相結(jié)合，利用各種審核方法的優(yōu)勢(shì)，從而確保結(jié)算審核結(jié)果的準(zhǔn)確性和準(zhǔn)確性。

6 平整度檢測(cè)技術(shù)橫向比較和應(yīng)用現(xiàn)狀

①需要指出的是，國(guó)際平整度指數(shù)（IRI）是由世界銀行推薦使用的標(biāo)準(zhǔn)的平整度測(cè)試指標(biāo)，也是目前業(yè)界公認(rèn)的最科學(xué)合理的平整度評(píng)價(jià)指標(biāo)。韓韶清、楊東濤等分別對(duì)國(guó)際平整度指數(shù)的基本原理進(jìn)行了解析。簡(jiǎn)單來(lái)講，國(guó)際平整度指數(shù)檢測(cè)方法是采用1/4車(chē)模型以80km/h的速度在斷面已知的路面上行駛，該模型由固定的彈簧體質(zhì)量、非彈簧體質(zhì)量、彈簧及阻尼組成，計(jì)算一定行駛距離內(nèi)累積位移作為檢測(cè)結(jié)果，該結(jié)果即為IRI。筆者認(rèn)為它更契合美國(guó)材料實(shí)驗(yàn)協(xié)會(huì)（ASTM）對(duì)路面平整度的定義。而且，它還具有時(shí)間穩(wěn)定性，易于重現(xiàn)，對(duì)路面1.2~30.5m范圍內(nèi)的波長(zhǎng)有較好的頻率響應(yīng)特征，且與大多數(shù)平整度檢測(cè)結(jié)果（包括最大間隙δm、標(biāo)準(zhǔn)差σ、單向累積值VBI等）能夠達(dá)成良好的相關(guān)性關(guān)系；②車(chē)載式顛簸累積儀法、車(chē)載式激光平整度儀法、手推式斷面儀法有他們獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，且能更好地反映出面的行駛質(zhì)量，筆者認(rèn)為有必要投入和推廣到市政道路平整度檢測(cè)中去。以重慶市為例，重慶市地方標(biāo)準(zhǔn)《重慶市城市道路施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》[9]中規(guī)定，瀝青路面平整度檢測(cè)作為路面驗(yàn)收的主控項(xiàng)目，其評(píng)定指標(biāo)只有最大間隙（δm）和標(biāo)準(zhǔn)差（σ）兩種。這就導(dǎo)致了在重慶地區(qū)市政工程建設(shè)中，僅將三米直尺和連續(xù)式平整度儀作為常規(guī)檢測(cè)手段。從結(jié)果導(dǎo)向來(lái)看，重慶市路面行駛質(zhì)量也確實(shí)有待提高。建議將國(guó)際平整度指數(shù)（IRI）作為路面平整度評(píng)價(jià)指標(biāo)之一，協(xié)同互補(bǔ)，充分發(fā)揮各種檢測(cè)方法的優(yōu)勢(shì)，達(dá)到較為理想的檢測(cè)目的。

7 結(jié)語(yǔ)

道路的平整度極為重要，可我國(guó)道路平整度檢測(cè)技術(shù)起步較晚，與國(guó)外技術(shù)的先進(jìn)性相比存在較大的差距。目前我國(guó)常用的幾種常用路面平整度檢測(cè)方法存在明顯的弊端，不適用路況復(fù)雜的路面，影響檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確度的因素較多，在這領(lǐng)域我們還有很長(zhǎng)的路要走。不過(guò)，可以從源頭上提高路面的平整度，盡可能為后續(xù)檢測(cè)降低難度。