路基路面现场检测技术第五章

第五章路基路面工程现场检测技术第一部分平整度测定(Pg274)平整度是路面施工质量与使用品质的重要指标之一。它是指以规定的标准量具，间断或连续地量测路表面的凹凸情况，即不平整度的指标。不平整的表面将会增大行车阻力，并使车辆产生附加振动作用，这种振动作用会造成行车颠簸，影响行车的速度、安全及驾驶平稳和乘客的舒适。同时，振动作用还会对路面施加冲击力，从而加剧路面和汽车机件损坏和轮胎的磨损，并增大油耗。而且，不平整的路面会积滞雨水，加速路面的破坏。因此，平整度的检测与评定是公路施工与养护的一个非常重要的环节。平整度的测试设备分为断面类及反应类两大类。断面类测定路面表面凹凸情况，如最常用的3m直尺及连续式平整度仪，还可用精确测定高程得到。反应类测定路面凹凸引起车辆振动的颠簸情况。反应类指标是驾驶员和乘客直接感受到的平整度指标，因此它实际上是舒适性能指标，最常用的测试设备是车载式颠簸累积仪。现已有更新型的自动化测试设备，如纵断面分析仪，路面平整度数据采集系统测定车等。常见几种平整度测试方法的特点及技术指标比较见下表。（一）3m直尺测定路基及路面平整度1．测定原理用一定长度的金属直尺，放在被测定路的表面上。由于路表面高低不平，故与直尺间存在间隙，则测量出路表面与直尺间的最大间隙，即可作为路面平整度指标，单位以mm计。本方法适用于测定压实成型的路面各层表面的平整度，以评定路面的施工质量及使用质量，也可用于路基表面成型后的施工平整度检测。3米尺测平整度示意图2．仪具与材料①3m直尺：硬木或铝合金钢制，可折叠。底面平直，打开后长3m，其形状如下图所示。②楔形塞尺：木或金属制的三角形塞尺，有手柄。塞尺的长度与高度之比不小于10，宽度不大于15mm，边部有高度标记，刻度精度不小于0.2mm，也可使用其他类型的量尺。塞尺形状如下图所示。③其他：皮尺或钢尺、粉笔等。3m直尺塞尺3．测试方法与步骤（1）准备工作1）选定测试路段。2）在测试路段路面上选择测试地点：当为施工过程中质量检测需要时，测试地点根据需要确定，可以单尺检测；当为路基路面工程质量检查验收或进行路况评定需要时，应连续测量10尺。除特殊需要者外，应以行车道一侧车轮轮迹（距车道线80～100cm）作为连续测定的标准位置。对旧路已形成车辙的路面，应取车辙中间位置为测定位置，用粉笔在路面上作好标记。3）清扫路面测定位置处的污物。（2）测试步骤①在施工过程中检测时，按根据需要确定的方向，将3m直尺摆在测试地点的路面上。②目测3m直尺底面与路面之间的间隙情况，确定间隙为最大的位置。③用有高度标线的塞尺塞进最大间隙处，量记其高度（mm），准确至0.2mm。4．结果计算与评定单尺检测路面的平整度，以3m直尺与路面的最大间隙为测定结果，连续测定10尺时，判断每个测定值是否合格，计算合格百分率。在报告当中，单尺检测的结果应随时记录测试位置及检测结果。连续测定多尺时，应报告总测尺数，不合格尺数、合格率。对于不同结构层类型，其3m直尺检测平整度的规定值及检测频率详贝下表。注：（1）表中所列平整度规定值单位均以mm计。（2）高速公路及一级公路，其水泥稳定粒料基层、石灰、粉煤灰稳定粒料基层、级配碎（砾）石基层的平整度规定值为8mm。（二）连续式平整度仪测定路面平整度《公路养护技术规范》（JTJ073—96）规定：高速公路和一级公路的各种路面，采用连续式平整度仪作连续测定，要求以均方差值σ代表路段现有的平整度。XLPY—F型路面平整度仪是当今国内施工、检测当中使用最为广泛的一种平整度测试仪器。它采用了国内较先进的微处理技术，电器元件均采用大规模集成电路，具有连续测量、自动运算并打印路面平整度均方差之功能，并能现场得到测试结果。本方法规定用连续式平整度仪量测路面不平整度的标准差σ，以表示路面的平整度，以mm计。适用于测定路表面的平整度，评定路面的施工质量和使用质量，但不适用于在已有较多坑槽、破损严重的路面上测定。除特殊情况外，连续式平整度仪的标准长度为3m，其质量应符合仪器标准的要求。中间为一个3m长的机架，机架可缩短或折叠，前后各有4个行走轮，前后两组轮的轴间距离为3m。机架中间有一个能起落的测定轮。机架上装有蓄电池电源及可拆卸的检测箱，检测箱可采用显示、记录、打印或绘图等方式输出测试结果。测定轮上装有位移传感器，距离传感器等检测器，自动采集位移数据时，测定间距为10cm，每一计算区间的长度为100m，输出一次结果。当为人工检测、无自动采集数据及计算功能时，应能记录测试曲线。机架头装有一牵引钩及手拉柄，可用人力或汽车牵引。1、试验仪具①连续式平整度仪。②牵引车：小面包车或其他小型牵引汽车。③皮尺或测绳。2、试验准备工作①选择测试路段。②当为施工过程中质量检测需要时，测试地点根据需要决定；当为路面工程质量检查验收或进行路况评定需要时，通常以行车道一侧车轮轮迹带作为连续测定的标准位置。对旧路已形成车辙的路面，取一侧车辙中间位置为测定位置。③清扫路面测定位置处的脏物。④检查仪器检测箱各部分是否完好、灵敏，并将各连接线接妥，安装记录设备。3、试验步骤①将连续式平整度测定仪置于测试路段路面起点上。②在牵引汽车的后部，将平整度的挂钩挂上后，放下测定轮，启动检测器及记录仪，随即启动汽车，沿道路纵向行驶，横向位置保持稳定，并检查平整度检测仪表上测定数字显示、打印、记录的情况。如遇检测设备中某项仪表发生故障，即须停止检测。牵引平整度仪的速度应保持匀速，速度宜为5km／h，最大不得超过12km／h。在测试路段较短时，亦可用人力拖拉平整度仪测定路面的平整度，但拖拉时应保持匀速前进。4、计算①连续式平整度测定仪测定后，可按每10cm间距采集的位移值自动计算每100m计算区间的平整度标准差（mm），还可记录测试长度（m）、曲线振幅大于某一定值（如3、5、8、10mm等）的次数、曲线振幅的单向（凸起或凹下）累计值及以3m机架为基准的中点路面偏差曲线图，计算打印。当为人工计算时，在记录曲线上任意设一基准线，每隔一定距离（宜为1.5m）读取曲线偏离基准线的偏离位移值di。②每一计算区间的路面平整度以该区间测定结果的标准差表示，按下式计算：③按《公路工程试验检测技术与标准规范》附录B的方法计算一个评定路段内各区间平整度标准差的平均值、标准差、变异系数。5、报告试验应列表报告每一个评定路段内各测定区间的平整度标准差、各评定路段平整度的平均值、标准差、变异系数以及不合格区间数。（三）车载式颠簸累积仪测定平整度本方法规定用车载式颠簸累积仪测量车辆在路面上通行时后轴与车厢之间的单向位移累积值VBI，表示路面的平整度，以cm／km计。本方法适于测定路面表面的平整度，以评定路面的施工质量和使用期的舒适性。但不适用于在已有较多坑槽、破损严重的路面上测定。本试验需要下列仪具：（1）车载式颠簸累积仪：由机械传感器、数据处理器及微型打印机组成，传感器固定安装在测试车的底板上，如下页图所示。（2）测试车：旅行车、越野车或小轿车。（四）激光路面平整度仪（Pg280）第二部分路面抗滑性能测定路面抗滑性能是指车辆受到制动时沿表面滑移所产生的力。通常抗滑性能被看作是路面的表面特性，并用轮胎与路面间的摩阻系数来表示。表面特性包括路面细观构造和宏观构造。影响抗滑性能的因素有路面表面的特性、路面潮湿程度和行车速度。路表面细观构造深度是指集料表面的粗糙度，它随车轮的反复磨耗而逐渐被磨光，通常采用石料磨光值（PSV）表征抗磨光的性能。细观构造在低速（30～50km／h）时对路表抗滑性能起决定作用，而高速时主要作用是宏观构造，它是由路表外露集料间形成的构造，功能是使车轮下的路表水迅速排除，以避免形成水膜。宏观构造用构造深度表示。抗滑性能测试方法有：制动距离法、偏转轮拖车法（横向力系数测试）、摆式仪法、构造深度测试法（手动铺砂法、电动铺砂法、激光构造深度仪法）。各方法的特点和测试指标见下表。路面的抗滑摆值是指用标准的手提式摆式摩阻系数测定仪测定路面在潮湿条件下对摆的摩阻力。路表构造是指一定面积的路表面凹凸不平的开口空隙的平均深度。路面横向摩阻系数是指用标准的摩阻系数测定车测定的，当测定轮与行车方向成一定角度且以一定速度行驶时，轮胎与潮湿路面之间的摩阻力与试验轮上荷载的比值。高速公路、一级公路的路面应具有良好的抗滑性能，其沥青路面抗滑性能应符合下表的要求；二级公路及三级公路应根据各路段的具体情况采取必要的技术措施，以提高路面抗滑性能。在设计高速公路、一级公路的沥青面层时，应选用抗滑、耐磨石料，其石料磨光值应大于42。高速公路、一级公路的摩阻系数宜在竣工后第一个夏季采用摩阻系数测定车，以50±1km／h的车速测定横向力系数（SFC）；宏观构造深度应在竣工后第一个夏季用铺砂法或激光构造深度仪测定，此时的测定值应符合下表规定的竣工验收值的要求。（一）路面抗滑摆值的测定用摆式摩阻系数测定仪（摆式仪）测定沥青路面及水泥混凝土路面的抗滑值，以评定路面在潮湿状态下的抗滑能力。1．仪器设备（1）摆式仪：见下页图所示。摆及摆的连接部分总质量为1500±30g，摆动中心至摆重心的距离为410±5mm，测定时摆在路面上滑动长度为126±1mm，摆上橡胶片端部距摆动中心的距离为508mm。橡胶片对路面的正向静压力为22.2±0.5N。（2）橡胶片：用于测定路面抗滑值时的尺寸为6.35mm×25.4mm×76.2mm。当橡胶片使用后，端部在长度方向上磨损超过1.6mm或边缘在宽度方向上磨耗超过3.2mm，或有油污染时应更换新橡胶片。新橡胶片应先在干燥路面上测10次后再用于测试。橡胶片的有效使用期为1年。（3）标准量尺：长126mm。（4）洒水壶。（5）橡胶刮板。（6）路面温度计：分度不大于1℃。（7）其他：皮尺或钢卷尺、扫帚、粉笔等。2．准备工作（1）检查摆式仪的调零灵敏情况，并定期进行仪器的标定。当用于路面工程检查验收时，仪器必须重新标定。（2）按规定对测试路段随机取样选点，决定测点所在横断面位置。测点应选在行车道的轮迹带上，距路面边缘不应小于1m，并用粉笔作出标记。测点的位置宜紧靠铺砂法测定构造深度的测点位置，并一一对应。3．测试步骤（1）仪器调平①将仪器置于路面测点上，并使摆的摆动方向与行车方向一致。②转动底座上的调平螺旋，使气泡居中。（2）调零①放松上、下两个紧固把手，转动升降把手，使摆升高并能自由摆动，然后旋紧紧固把手。②将摆向右运动，按下安装于悬臂上的释放开关，使摆上的卡环进入开关槽，放开释放开关，摆即处于水平释放位置，并把指针抬至与摆杆平行处。③按下释放开关，使摆向左带动指针摆动，当摆达到最高位置后落下时，用左手将摆杆接住，此时指针应指零；若不指零时，可稍旋紧或放松摆的调节螺母。重复本项操作，直至指针指零。调零允许误差为±1BPN。（3）校核滑动长度①用扫帚扫净路面表面，并用橡胶刮板清除摆动范围内路面上松散粒料。②让摆自由悬挂，提起摆头上的举升柄，将底座上的垫块置于定位螺丝下面，使摆头上的滑块升高。放松紧固把手，转动立柱上升降把手，使摆缓缓下降。当滑块上的橡胶片刚刚接触路面时，即将紧固把手旋紧，使摆头固定。③提起举升手柄，取下垫块，使摆向右运动。然后，手提举升柄使摆慢慢向左运动，直至橡胶片的边缘刚刚接触路面。在橡胶片的外边摆动方向设置标准量尺，尺的一端正对该点，再用手提起举升柄，使滑块向上抬起，并使摆继续运动到左边，使橡胶片返回落下时再一次接触路面，橡胶片两次同路面接触点的距离应在126mm（滑动长度）左右。若滑动长度不符合标准时，则用升高或降低仪器底座正面的螺丝来校正，但需调平水准气泡。重复此项校核，直至使滑动长度符合要求。而后，将摆和指针置于水平释放位置。（4）测摆值④用喷壶的水浇洒试测路面，并用橡胶刮板刮除表面泥浆。⑤再次洒水，并按下释放开关，使摆在路面滑过，指针即可指示路面的摆值，但第一次测定，不做记录。当摆杆回落时，用左手接住摆，右手提起举升柄使滑块升高，将摆向右运动，并使摆杆和指针重新置于水平释放位置。⑥重复第5项的操作测定5次，并记录每次测定的摆值，5次测值中最大值与最小值的差