公路路面使用性能.ppt

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1、公路路面使用性能检测与评定,路面使用性能评价指标,20世纪60年代初期，美国实施了 AASHO道路试验，提出了路面使用（服务）性能评价指标，建立了PSI（Present Serviceability Index）路面评价模型。PSI评价模型的建立标志世界范围路面使用性能评价技术研究的开始，对路面养护管理技术的发展有着深远的影响。20世纪80年代末期，在国外文献分析的基础上，根据我国沥青路面的损坏特点，先后交通部公路科学研究（院）所，在河北和浙江等省市有关地区选择了实验路段、实施了路况调查和专家评价，采集了行驶舒适性和路面损坏等数据。当时实验仅研究了道路平整度和路面破坏率二个因素。随着对路面管理

2、系统的深入研究，目前已建立起包括路面损坏、道路平整度、路面车辙、抗滑性能和路面结构强度等技术指标与道路使用性能的管理模型。,公路技术状况评价图,图中：MQI 公路技术状况指数；PQI 路面使用性能指数（Pavement Quality or Performance Index）；SCI 路基技术状况指数（Subgrade Condition Index）；BCI 桥隧构造物技术状况指数（Bridge，Tunnel and Culvert Condition Index）；TCI 沿线设施技术状况指数（Traffic-facility Condition Index,公路路面使用性能评定的目的,

3、是公路技术状况评定的主要项目了解当前该条公路的质量及运营状况为公路养护于维修提供依据积累公路使用、运营和建设关系资料为公路建设、设计提供参考,公路路面使用性能评价要求与涉及检测项目,评价要求 公路路面使用性评价一般以1000米路段长为基本评价单元。检测项目路面破损程度路面平整度路面车辙路面抗滑性路面结构强度,公路路面使用性能（PQI）确定,评价公式 PQI=wPCIPCI+wRQIRQI+wRDIRDI+wSRISRI wPCI PCI 在POI计算中的权值 wRQI RQI 在POI计算中的权值 wRDI RDI 在POI计算中的权值 wSRI SRI 在POI计算中的权值,PQI分项指标权

4、重,公路损坏分类与识别,公路使用性能的衰变一般会通过可见的、不同形式的损坏表现出来，反过来不同形式的损坏对公路使用性能也有不同程度的影响。因此，公路损坏的调查是公路技术状况评定的重要内容和养护对策的重要依据。,公路损坏形态特征及原因,车荷载因素 环境因素 施工和材料因素,公路损坏的调查方法,人工目测或手工丈量 公路损坏原因复杂、形式多样，不同的调查者可能对同一处损坏有不同的判别结果，为了使调查结果有一致含义及可比性，需要根据损坏的形态特征、严重程度和损坏原因，对公路损坏进行分类。,公路损坏分类遵循原则,1）分类定义明确，形式上易于区分；2）一定程度上考虑路面损坏的原因，方便公路管理部门的养护决

5、策；3）在充分描述公路使用性能的基础上，尽量减少损坏类型数量、减少调查项目。,沥青路面损坏类型及识别,由于沥青路面应用的普遍性和损坏形式的多样性和复杂性，各国对沥青路面损坏的分类研究都比较重视。早期，根据损坏对沥青路面性能的影响，一般将沥青路面损坏被分为结构性损坏和功能性损坏两大类，每类损坏又根据损坏形式的不同进一步进行细分。世行 HDM（Highway Design and Maintenance Standards Model）（WorldBank，1990）系列研究中将沥青路面损坏分为：龟裂、纵裂、横裂、坑槽、边缘损坏、有裂缝车辙、无裂缝车辙、波浪、沉陷、剥落及松散、泛油。,沥青路面损坏

6、类型及识别,我国 沥青路面主要损坏形式的调查情况，参考了国外的损坏分类方法，将沥青路面损坏分为 11种，分别为纵裂、横裂、坑槽、松散、拥包、沉陷、泛油、车辙、龟裂、块裂、波浪与搓板、修补。,龟裂破坏,龟裂是沥青路面最为重要的一种裂缝形式，在路面上表现为相互交错的小网格状裂缝，因其形状类似乌龟背壳而被称为龟裂。按裂缝块度、缝宽的大小及裂缝有无变形，将龟裂分为轻、中和重三种。轻度龟裂：初期裂缝，裂区无变形、无散落，缝细，主要裂缝宽度在 2mm 以下，主要裂缝块度在0.20.5m之间。中度龟裂：龟裂的发展期，龟裂状态明显，裂缝区有轻度散落或轻度变形，主要裂缝宽度在25mm之间，部分裂缝块度小于0.2

7、m。重度裂缝：龟裂特征显著，裂块较小，裂缝区变形明显、散落严重，主要裂缝宽度大于5mm，大部分裂缝块度小于0.2m。损坏的统计按龟裂外接矩形面积计量，测量时分别实地丈量并记录龟裂的外接矩形长和宽，然后计算损坏面积。有时同一片区域中存在不同严重程度的龟裂损坏，无法进行分块区分时，应按其中最重的严重程度记录和统计。,块裂破坏,块裂表现为纵向和横向裂缝的交错而使路面分裂成近似成直角的多边形大块，块裂的网格在形状和尺寸上都有别于龟裂。按照裂缝块度和裂缝宽度的大小，将块裂分为轻、重两种等级。损坏的计量按块裂涉及的路面面积计算。轻度块裂：缝细、裂缝区无散落，裂缝宽度在3mm以内，大部分裂缝块度大于1.0m

8、。重度块裂：缝宽、裂缝区有散落，裂缝宽度在3mm以上，主要裂缝块度在0.51.0m之间。损坏的统计按块裂外接矩形面积计量，测量时分别实地丈量并记录块裂的外接矩形长和宽，然后计算损坏面积。如同一片区域中存在不同严重程度的块裂损坏且无法进行分块区分时，应按其中最重的严重程度记录和统计。,纵裂 破坏,纵裂是与道路中线大致平行的单条裂缝，有时伴有少量支缝，按裂缝宽度大小及裂缝边缘的破坏情况分为轻、重两种等级。纵裂的计量按长度计算，并按0.2m的影响宽度换算成损坏面积。轻度纵裂：缝细、裂缝壁无散落或有轻微散落，无支缝或有少量支缝，裂缝宽度在3mm以内。重度纵裂：缝宽、裂缝壁有散落、有支缝，主要缝宽大于3

9、mm。纵裂长度按裂缝在行车方向的投影长度实地丈量或目测估计，如同一条裂缝的不同部分损坏程度不同，应根据不同的损坏程度分段测量和统计。,横裂 破坏,横裂是与道路中线近似垂直的裂缝，有时伴有少量支缝。按裂缝宽度大小及裂缝边缘的破坏情况分为轻、重两种等级。纵裂的计量按长度计算，并按 0.2m 的影响宽度换算成损坏面积。轻度横裂：缝细、裂缝壁无散落或有轻微散落，无支缝或有少量支缝，裂缝宽度在3mm以内。重度横裂：缝宽、裂缝贯通整个路面、裂缝壁有散落并伴有少量支缝，主要缝宽大于3mm。横裂长度按裂缝在垂直于行车方向的投影长度实地丈量或目测估计，如同一条裂缝的不同部分损坏程度不同，应根据不同的损坏程度分段

10、测量和统计。,坑槽 破坏,坑槽是局部集料丧失而在路面表面形成的坑洞，可深及不同的路面结构层次。按坑槽的深浅及有效面积的大小，将坑槽分为轻、重两个等级，损坏都按面积进行计量。轻度坑槽：坑浅，有效坑槽面积在0.1m2以内（约0.3m0.3m）。重度坑槽：坑深，有效坑槽面积大于0.1m2（约0.3m0.3m）。坑槽面积的有效面积按坑槽外接矩形面积计量。,松散 破坏,松散是一种从路面表面向下不断发展的集料颗粒流失和沥青结合料流失而造成的路面损坏松散按损坏严重程度的不同分为轻、重两种等级，损坏的计量按面积计算。松散轻：路面细集料散失，出现脱皮、麻面等表面损坏。松散重：路面粗集料散失，表面出现脱皮、麻面、

11、露骨、剥落、小坑洞等损坏。松散损坏面积按损坏所涉及区域的外接矩形面积计量。,沉陷 破坏,沉陷是路面表面产生的大于 10mm 的局部凹陷变形，是沥青路面主要结构性破坏形式之一。按沉陷深度大小及对行车舒适性的影响将此类损坏分为轻、重两个等级，轻度沉陷：深度在1025mm之间，正常行车无明显感觉。重度沉陷：深度大于25mm，正常行车有明显感觉。沉陷损坏的按面积计量。不太严重的路面沉陷有时不易发现，有经验的调查人员往往会通过观察路面标线是否发生扭曲来判断是否有路面沉陷发生。雨后调查也有助于发现路面沉陷损坏，因为在雨后沉陷处一般会产生积水。,车辙 破坏,车辙是在沥青路面表面形成的沿轮迹方向大于 10mm

12、 的纵向凹陷。按车辙深度的不同分为轻、重两个等级，损坏的计量按长度计算，并按 0.4m 的影响宽度换算为损坏面积。轻度车辙：辙槽浅，深度在1015mm之间。重度车辙：辙槽深，深度15mm以上。车辙长度可实地丈量或目测估计，车辙深度可按用直尺架在车道上测定直尺与车辙底部的距离。一般来说直尺长度应不短于车道宽度。,波浪拥包,波浪拥包指的是由于局部沥青面层材料移动而在路表面形成的有规律的纵向起伏，波峰和波谷间隔很近。波浪拥包是一种对路面行驶质量影响较大的病害形式。按波峰波谷的大小不同将此类损坏分为轻、重两个等级，按波浪拥包涉及的面积大小计量损坏。轻度波浪拥包：波峰波谷高差小，高差在1025mm之间。

13、重度波浪拥包：波峰波谷高差大，高差大于25mm。,泛油,路面混合料中的沥青向上迁移到路表面，形成一层有光泽的沥青膜，就被称为泛油。泛油损坏不分严重程度等级，按泛油涉及的面积计量。泛油是影响道路行驶安全性的主要病害之一。泛油主要是由于沥青材料或设计缺陷造成的。沥青含量过多，混合料中空隙过少、拌和控制不严，沥青高温稳定性差，是产生泛油的主要原因。施工时粘层油用量不当，或雨水渗入使下层沥青与石料剥离，在动水作用下，沥青膜剥落上浮也会形成路面表面的泛油。泛油一般发生在天气炎热时，天冷时又不存在逆过程，因而沥青永久地积聚在路表面，造成路面抗滑能力降低。,修补,修补指因龟裂、坑槽、松散、沉陷、车辙等损坏处

14、理后在路面表面形成修补部分，除裂缝修补外其余均按修补涉及的面积计量，裂缝修补按长度计量，并按0.2m的影响宽度换算为损坏面积。,水泥路面损坏类型及识别方法,水泥路面是高等级公路常用的路面结构形式之一，分为有接缝水泥混凝土路面和无接缝水泥混凝土路面，但后者较为少见。美国LTTP研究项目将有接缝水泥路面的损坏分为裂缝、接缝缺陷、表面缺陷和混合损坏 4 大类，裂缝类损坏又细分为板角断裂、耐久性裂缝（D 型裂缝）、纵向裂缝、横向裂缝4种，接缝缺陷类损坏细分为接缝损坏、纵向接缝碎裂、横向接缝碎裂3种，表面缺陷类损坏细分为地图状裂缝或剥落、集料磨光、坑洞等3种，混合类损坏细分为拱起、错台、路肩下沉、路肩与

15、路面板脱离、修补及修补损坏、泌水和唧泥等6种损坏。我国将水泥路面分为11类损坏：破碎板、坑洞、板角断裂、露骨、拱起、边角剥落、错台、唧泥、裂缝、修补、接缝料损坏，损坏根据严重程度分不同等级。,破碎板,破碎板指混凝土板被多条裂缝分为 3个以上板块，损坏按水泥板整块面积计量。根据破碎板块的活动情况，将损坏分成轻、重两种等级。轻：破碎板未发生松动和沉陷。重：破碎板块有松动、沉陷和唧泥等现象。破碎板是较为严重的一种损坏形式，通常是在重载作用下裂缝进一步发展的结果。在荷载的作用下，破碎板会进一步破碎直至完全失去整体性。,裂缝,板块上只有一条裂缝（图 2-18），可以为横向、纵向或不规则的斜裂缝，按裂缝长

16、度计量，用 1.0m 的影响宽度换算成损坏面积。按裂缝缝宽及边缘碎裂情况分为轻、中和重三个等级。轻：裂缝较窄、小于3mm，裂缝处未剥落，裂缝未贯通板厚。中：裂缝宽度310mm，裂缝边缘有碎裂现象。重：裂缝较宽，大于10mm，边缘有碎裂并伴有错台出现。裂缝通常由于收缩应力、重载反复作用、温度或湿度翘曲应力、丧失地基支撑等因素单独或多种因素综合作用而产生。施工时切缝不及时也会导致水泥混凝土裂缝出现。,板角断裂,板角断裂指水泥混凝土的板角被与纵横接缝相交且交点距离等于或小于板边长度的一半的裂缝从板体断开。损坏按断裂板角的面积计量。按裂缝宽度和板角的松动程度分为轻、中和重三种等级。轻：裂缝宽度小于3m

17、m，裂缝未破碎，断裂处未出现错台；中：裂缝宽度在310mm，裂缝边缘有碎裂现象；重：裂缝宽度大于10mm，裂缝边缘有碎裂现象，并伴有错台或沉陷现象,错台,错台指水泥混凝土路面板的纵向或横向接缝两边板块出现大于 5mm 的高差，损坏按发生错台的接缝长度计量，换算成损坏面积时乘以1m的影响宽度。根据错台两边高差的大小，分为轻和重两个等级。轻：高差小于10mm。重：高差10mm以上。错台是唧泥发生和发展的过程中，带有基层被冲蚀材料的高压水把这些材料冲积在近进板的脱空区域内，使该板升高，而驶离板由于板下基层材料被冲蚀而下沉，由此产生错台。此外，在施工时胀缝的填缝板未予牢固固定，在振捣时被振歪或使缝壁倾

18、斜，或接缝的上部填缝料同下部接缝板未能对齐，两板在伸胀挤压过程也会导致错台。错台是水泥路面最为常见的损坏之一，也是造成水泥路面行驶舒适性下降的主要原因之一。,唧泥,唧泥指水泥板块在车辆驶过后，接缝处有基层泥浆涌出。损坏按唧泥处接缝的长度计量，换算成损坏面积时乘以1m的影响宽度。损坏不分严重程度。唧泥的明显标志是接缝附近的路面表面有污渍或基层材料沉积物。唧泥通常是由于板下基层材料受到有压水的冲蚀，泥浆在荷载作用下随之从接缝或裂缝中唧出，唧泥的出现是由于接缝填封的失效而引起水的下渗，板底面与基层顶面的脱空，基层材料的不耐冲刷和重载的反复作用引起的。唧泥会使板边缘的基础部分失去支撑能力，在轮载重复作

19、用下最终将导致板的断裂。,边角剥落,边角剥落指沿接缝方向的板边出现裂缝、破碎或脱落现象，裂缝面一般不是垂直贯穿板厚，而是与板面成一定角度。损坏按发生剥落的接缝长度计量，换算成损坏面积时乘以1m的影响宽度。按剥落的深度分为轻、中和重三个等级。轻：浅层剥落。中：中深层剥落，接缝附近水泥混凝土多处开裂。重：深层剥落，接缝附近水泥混凝土多处开裂，深度超过接缝槽底部。边角剥落是由于接缝内进入坚硬材料而妨碍了板的膨胀变形，接缝处混凝土强度不足，传荷设施（传力杆）设计或设置不当（未正确定位、锈蚀等），接缝施工质量差，重载反复作用等造成的。,接缝料损坏,由于接缝的填缝料老化、剥落等原因，填料不密水或接缝内已无

20、填料，接缝被砂、石、土等填塞。按出现接缝料损坏的接缝长度计量，换算成损坏面积时乘以1m的影响宽度。按接缝料剥落的程度分为轻、重两个等级。轻：填料老化，不密水，但尚未剥落脱空，未被砂、石、泥土等填塞；重：三分之一以上接缝出现空缝或被砂、石、土填塞。接缝料被挤出、老化、腐蚀及杂草生长是产生填缝料损坏的主要原因。填缝料损坏可能使水或坚硬材料进入而导致唧泥、碎裂和拱起等损坏出现。,坑洞,板面出现有效直径大于 30mm、深度大于 10mm 的局部坑洞，损坏按单个坑洞外接矩形面积或坑洞群所涉及的面积计量。损坏不分轻重。施工质量差或浇筑的混凝土砂石材料含泥量过大，夹带朽木、纸张、泥块等杂物，以及行驶的某些车

21、辆、机械的金属硬轮对路面产生撞击都可造成坑洞的产生。,拱起,拱起损坏指横缝两侧的板体发生明显抬高，高度大于10mm，损坏按拱起所涉及的板块面积计算。损坏不分轻重。在春季或炎热夏季，横缝处板块出现突发性的向上隆起，有时往往伴随出现板块横向断裂。缝隙内落入坚硬材料，板块受阻而产生很大压应力，促使板块失稳而出现拱起现象。,露骨,露骨指板块表面出现细集料散失、粗集料暴露或表层松疏剥落等现象，损坏按面积计量，损坏不分轻重。露骨主要是由于混凝土表面灰浆不足，洒水提浆造成混凝土路面表层强度不足引起的。,修补,裂缝、板角断裂、边角剥落、坑洞和层状剥落的修补面积或修补影响面积（裂缝修补按长度计算，影响宽度为 0

22、.2m），损坏不分轻重。修补后又出现损坏，按原损坏类型分类统计。,砂石路面损坏类型及识别,砂石路面又称无铺装路面。世行HDM系列研究报告将无铺装路面的损坏分为车辙、搓板、横坡不适、冲沟、坑洞和浮土等类型。由于砂石路面表面不是一种整体结构，因此没有沥青和水泥路面中最常见的裂缝损坏。我国 将砂石路面的损坏分为 6类：路拱不适、坑槽、车辙、沉陷、露骨、波浪与搓板。,路拱不适,路面横坡过大或过小，小于2%或大于4%，或路面中线偏移，或应设超高而无超高或反超高。按沿行车方向的长度计量，换算为损坏面积时乘以3.0m的影响宽度。路拱不适主要是由于施工时路面高程控制不严造成的，或设计的原因。,沉陷,路面表面的

23、局部凹陷，按面积计量。沉陷通常是由于路基承载力不足，路基土或基层材料的不均匀沉降，路基压实不足或路堤边坡失稳等引起的。,波浪搓板,峰谷高差大于30mm的搓板状纵向连续起伏，按面积计量。通常沿轮迹带较为显著，在加速和减速路段（如转弯处、上坡、下坡和交叉口处）较易出现。面层混合料组成不当或施工不当等，都会引起波浪搓板的产生。,车辙,轮迹处深度大于30mm的纵向带状凹槽，按沿行车方向的长度计算，换算成损坏面积时乘以0.4m的影响宽度。砂石路面车辙是由于路面或路基强度不足，道路结构过分潮湿，行车荷载反复作用造成的。,坑槽,路面上深度大于 30mm、直径大于 0.1m 的坑洞，按坑槽外接矩形面积计量。道

24、路结构强度不足，含水量过大和行车的作用，是产生坑槽的主要原因。,露骨,表面粘结料和细集料散失，主骨料外露，按面积计算。,路面损坏状况检测,路面损坏状况一般采用损坏类型、严重程度和损坏范围来表征。沥青路面的损坏类型包括龟裂、块裂、纵裂、横裂、坑槽、松散、沉陷、车辙、波浪拥包、泛油和修补；水泥混凝土路面的损坏类型包括破碎板、裂缝、板角断裂、错台、唧泥、边角剥落、接缝料损坏、坑洞、拱起、露骨和修补；砂石路面的损坏类型包括路拱不适、沉陷、波浪搓板、车辙、坑槽和露骨。通过对上述路面损坏数据进行检测，根据路面的折合损坏面积和调查面积，可以计算路面破损率（DR）和路面损坏状况指数（PCI）。高速公路和一级公

25、路，路面车辙是作为独立的检测和评价指标，用路面车辙深度指数（RDI）表示，与此同时，在计算PCI指标时，路面车辙损坏不再重复考虑。,路面损坏检测方法,公路技术状况评定标准（JTG H202007，交通部，2007）规定：路面损坏状况检测，宜采用自动化的快速检测方法，当条件不具备时也可以采用人工检测方法。,人工调查,所谓人工检测，是指在封闭或不封闭交通的情况下，按照规定的损坏分类和识别方法，采用目测和简单工具丈量的方式，人工记录各种路面损坏的类型、严重程度和数量（长度或面积）。有条件的地区，还可以借助便携式路况数据采集仪（RCR）进行现场记录、汇总、计算与评定。由于路面损坏人工检测的人为性较大，

26、所以质量控制是实施这种检测方法的关键因素。为了避免人工检测标准的不统一，在进行检测之前，必须对所有检测人员进行方法和标准的培训，通过“培训实习培训”的方式使检测人员掌握路面损坏分类标准和测量方法，通过现场实习加深认识，使检测人员取得统一的标准。在调查路面损坏状况的诸多方法中，人工检测方法应用最为广泛，它对于人力资源丰富的地区和低交通量及低等级公路具有相当的优势，但是在大交通量的高速公路和干线公路上使用，将会导致实际操作上（封路、安全、速度、精度）的诸多困难，不适应大规模公路检测的要求。,机器检测,从数据采集的效率和评价结果的准确性及重现性要求看，路面损坏状况检测自动化一直是一个主要研究和发展方

27、向（Haas，199）。在路面损坏自动化检测领域，目前以基于摄影/摄像和模式识别技术的图像检测方法应用最为广泛，其基本概念和工作流程可以分解为2个子系统：i）图像获取子系统（数据采集）；ii）图像显示及解释子系统（数据处理）图像采集系统由安装在测试车上的光电扫描装备和摄影/摄像装备组成，通过光电扫描装备和摄影/摄像装备的共同工作，将路面损坏图像记录并存储在磁带或胶片上。数字化过程是将模拟图像数据转换成为计算机能够识别的数字化图像数据，随着摄影/摄像装备数字化程度的提高，路面损坏图像的数字化过程可由装备直接完成，并直接传输到计算机内存。保存的图像数据通过人工判读或机器视觉识别方式来确定路面损坏的

28、类型和数量，并将处理结果存入路面数据库，供评价和决策使用。,机器检测,机器检测,路面损坏状况评价（PCI）,路面损坏包括裂缝、坑槽、沉陷和松散等各种表面破坏和损伤。路面表面各种类型的损坏通过其对路面使用性能的影响程度加权累积计算换算损坏面积，换算损坏面积与调查面积之比（路面破损率），可直接用来衡量路面的损坏状态，也可通过路面损坏状况指数（PCI）来评价路面表面的技术状况。,路面损坏状况评价（PCI）,式中：DR 路面破损率（Pavement Distress Ratio），为各种损坏的折合损坏面积 之和与路面调查面积之百分比（%）；Ai 第 i类路面损坏的面积（m2）；A 调查的路面面积（调查

29、长度与有效路面宽度之积，m2）；wi 第 i类路面损坏的权重，沥青路面按表5-2 取值，水泥混凝土路面按表5-3取值，砂石路面按表5-4取值；a0 沥青路面采用15.00，水泥混凝土路面采用10.66，砂石路面采用 10.10；a1 沥青路面采用0.412，水泥混凝土路面采用0.461，砂石路面采用 0.487；i 考虑损坏程度（轻、中、重）的第 i项路面损坏类型；i0 包含损坏程度（轻、中、重）的损坏类型总数，沥青路面取21，水 泥混凝土路面取20，砂石路面取6。,路面损坏状况评价（PCI）,路面损坏状况评价（PCI）,路面损坏状况评价（PCI）,路面损坏状况评价（PCI）,沥青路面、水泥混

30、凝土路面和砂石路面损坏状况评价模型（PCI）具有相同的模型结构和变量（DR），但是采用了不同的模型参数。不同类型的路面有不同的损坏类型、不同的模型参数及由此产生的不同路面损坏状况评价结果。图5-1是沥青路面、水泥混凝土路面和砂石路面，路面损坏状况评价模型的比较结果。从图5-1曲线看出，相对水泥混凝土路面和砂石路面，路面破损率对沥青路面有更大程度的影响，但是影响程度不会随着破损率的增加而明显增大。,路面行驶质量评价（RQI）,公路车辆行驶的舒适性能可通过道路平整度指标评价，在早期路面管理系统研究的时候时，研究人员建立了道路平整度与行驶舒适性的关系，提出了路面行驶质量指数（RQI）模型。式中：IR

31、I 国际道路平整度指数（International Roughness Index，m/km）；a0 高速公路和一级公路采用0.026，其他等级公路采用0.0185；a1 高速公路和一级公路采用0.65，其他等级公路采用0.58。,路面行驶质量评价（RQI）,公路的用户对不同等级的公路有不同的行驶舒适性（行驶质量）要求和期望。公路技术状况评定标准根据公路实验和统计数据，分别为高速公路（包括一级公路）和普通公路确定了不同的RQI模型参数。在高速公路养护质量检评方法（试行）（交通部，2002）中，IRI 4.0m/km和 IRI 6.0m/km分别被定义为优（RQI 90）和良（RQI 80）。随

32、着我国公路管理技术的不断进步和公路养护技术能力的逐渐提高，公路技术状况评定标准将优（RQI 90）和良（RQI 80）对应的道路平整度分别提高到 IRI 2.3m/km 和 3.5m/km（高速、一级公路）和 IRI 3.0m/km和4.5m/km（普通公路）。调整后的行驶质量评价模型（RQI）在一定程度上反映了我国公路路面铺筑技术的进步和公路用户对道路平整度期望水平的提高。,路面行驶质量检测方法,常规检测：三米直尺自动检测：激光断面仪，连续式平整度仪，激光平整度仪，颠簸累计仪,路面检测车,国际平整度指数（IRI）,平整度检测方法和仪器很多，相应采用的指标也各不相同。为了使不同方法和仪器检测的

33、结果可以相互比较，需要寻求一个通用的平整度标准，他同其他平整度指标应有良好的相关关系。为此世界银行于1982年组织巴西、英、美、法等国专家研究，进行了大量试验，在此基础上提出采用国际平整度指数作为评价标准。IRI与其他平整度检测结果相关关系,路面车辙检测,我国公路沥青路面养护技术规范（JTJ 073.2-2001，交通部，2001）和2002年颁布的高速公路养护质量检评方法（试行）（交通部，2002），都未将路面车辙列为一项独立的评价内容，只是将其视为众多路面病害形式的一类（变形类损坏）在计算路面损坏状况指数（PCI）时予以考虑。其原因主要是由于我国当时缺少快速高效和经济适用的路面车辙检测设备

34、，缺乏足够的调查数据和经验来建立相关模型及标准。近年来，由于交通量的迅速增长，车辆渠道化行驶以及重载、超载问题凸现，车辙已经成为我国高速公路沥青路面的一种主要损坏形式，车辙的存在严重缩短了路面的使用寿命，降低了高速公路的服务质量，构成了交通运输的安全隐患。公路技术状况评定标准（JTG H202007）规定了高速公路和一级公路的路面车辙检测方法，将路面车辙深度（RD）作为独立的检测指标，据此计算路面车辙深度指数（RDI）。,路面车辙检测设备,为了快速、安全和准确地获取路面车辙信息，在近半个世纪的发展过程中，国内外曾推出过多种路面车辙检测方法和检测设备（见表4-3）。根据检测方式的不同，它们可以划

35、分成两种类型：人工检测设备和自动化检测设备。,路面车辙检测设备,路面车辙计算,大多数车辙检测设备并不是直接测量路面的最大车辙深度，而是首先确定横断面上一些离散点的相对高程或者连续的横断面形状，然后再根据一定的方法计算得到路面车辙深度指标。横断面扫描和摄影类车辙检测设备的测量范围大、采样密度高，可以获得比较完整的车道横断面信息；而对于自动车辙仪，若具备足够数量的位移传感器和合理的设计间距，也能够得到近似连续的车道横断面形状。基于连续的横断面形状，可以采用下面两种方法计算路面车辙深度指标。模拟直尺车辙深度:模拟人工直尺检测方法，利用虚构的直尺沿车道横断面曲线进行测量，直尺的长度可以根据实际情况自行

36、定义。取直尺与路面表面之间的最大垂直距离作为相应轮迹处的车辙深度（图4-5）,路面车辙计算,模拟直尺车辙深度:模拟人工直尺检测方法，利用虚构的直尺沿车道横断面曲线进行测量，直尺的长度可以根据实际情况自行定义。取直尺与路面表面之间的最大垂直距离作为相应轮迹处的车辙深度（图4-5）,路面车辙计算,包络线车辙深度：包络线车辙深度是两侧轮迹处横断面包络线与路面表面之间的最大垂直距离，如图4-6所示。横断面包络线的定义为，沿车道横断面逐点连接凸出的路面峰值点，并且连线在峰值点处的外转折角应该180。直观的描述是，虚构一条线横跨整个车道横断面（即包络线），拉线两端与横断面的端点重合，线落在路面最高点或凸出

37、点上。,路面车辙评价,路面车辙深度指数式中：RD 路面车辙深度（Rutting Depth，mm）；RDa 路面车辙深度参数，采用20 mm；RDb 路面车辙深度限值，采用35 mm；a0 模型参数，采用2.0；a1 模型参数，采用4.0。,路面车辙评价,路面车辙深度指数（RDI）与路面车辙的关系(RD),路面抗滑性能检测,路面抗滑性能直接影响公路行车的安全性。路面摩擦系数是表征路面抗滑性能的安全指标，即路面能否提供防止车辆轮胎滑动和减小制动距离的能力。根据摩阻力检测方式的不同，摩擦系数分为制动力系数和横向力系数两种。公路技术状况评定标准建议采用横向力摩擦系数 SFC（Side-way For

38、ce Coefficient）作为检测指标，并通过SFC计算路面抗滑性能指数（SRI）。,检测方法与检测指标,西方发达国家在 20 世纪 30 年代就开始进行路面抗滑性能的研究，最初是基于物理学的概念，涉及车辆轮胎与路面材料之间的摩擦力学作用和其它影响因素的分析。经过多年的发展，目前世界各国已经形成了多种路面抗滑性能的测试方法，根据测试方式可以划分为测定摩擦系数的直接法和测定路面微观构造与宏观构造的间接法，相应的测试指标也依此分为直接指标和间接指标两类。,检测方法与检测指标,路面抗滑性能检测设备,1）摆式摩擦系数测试仪 摆式摩擦系数测试仪是英国 TRL 研制的一种小型路面抗滑性能测试装备，在世

39、界上广泛使用。其工作原理是根据能量守恒的规律，将摆臂的势能损失转化为路面摩擦力所做的功，进而反算出摩擦系数并通过摆式仪的摆值（BPN：British Pendulun Number）读出。摆式仪价格低廉、便于携带、操作简便，但只能在单点采样条件下进行测定，所测摆值只相当于较低车速下的路面摩擦系数，且在宏观构造粗糙的路面上进行测试时易产生较大偏差，测试对交通造成的影响亦较大，已明显不能适应高等级公路对于路面抗滑性能在检测精度和检测频率方面的需要。2）DF摩擦系数测试仪 DF摩擦系数测试仪由日本制造，与摆式仪相似，也是通过摩擦力做功使旋转动能损失来反算动态摩擦系数值。该仪器已被多个国家的研究者所注

40、意，有逐渐被采用的趋势。DF测试仪的特点是便于携带，可测试单采样点处080km/h范围内的摩擦系数值，但不适用于宏观构造较粗的路面。,路面抗滑性能检测设备,3）摩擦系数测试系统 路面摩擦系数自动化测试系统主要有两类：一类是测定横向力摩擦系数，以英国的 SCRIM 为代表，广泛应用于欧洲国家；另一类是测定纵向摩擦系数，北美、欧洲和日本等国经常采用。,路面抗滑性能检测设备,横向力摩擦系数：横向力摩擦系数测试设备的工作原理是：设定测试轮与行车方向成一定偏角，这样当车辆前进时就会产生一个同测试轮平面垂直的横向摩阻力，横向力由压力传感器量测，其大小与路面和轮胎之间的摩擦系数成正比，该横向力与测试轮承受垂

41、直荷载的比值即为横向力系数SFC（Side-way Force Coefficient）。为使测试状态与实际最不利状态相吻合，利用水箱喷头在测试轮前喷洒一定量的水，使路面保持一定厚度的水膜。常用设备：SCRIM（单轮检测），Mu-Meter（双轮检测）,路面抗滑性能检测设备,路面抗滑性能检测设备,纵向摩擦系数测试系统：纵向摩擦系数测试系统的工作方式是使测试轮与车辆的前进方向保持一致，测定完全刹住或不完全刹住（规定滑移率）的测试轮上产生的纵向摩阻力和测试轮承受的竖向荷载，二者的比值即为纵向制动力摩擦系数 BFC（Braking Friction Coefficient）或滑移指数SN（Slip

42、Number），由此可以反映出路面对车辆制动距离长短的影响。摩擦系数测试部件可以安装在车体上或者采用拖挂方式。这种测试方法的特点是能在较宽速度范围内测试路段的平均摩擦系数，测试结果比较符合车辆实际刹车时的情况，并且不影响其它车辆的正常行驶。,路面抗滑性能检测设备,路面抗滑性能检测设备,路面纹理深度检测 路面抗滑性能通常被视为路面的表面特性，包括微观构造和宏观构造两方面。微观构造是指集料表面的粗糙度，它主要提供车辆低速行驶（3050km/h）时的抗滑性能；宏观构造即路面纹理深度是路表外露骨料间形成的构造，主要功能是使车轮下的路表水迅速排除，避免形成水膜，它在高速行车时起主要作用。实践中经常采用铺

43、砂法测量路面纹理深度的大小，通常有手工铺砂法和电动铺砂法以及激光纹理深度仪等方法，计算出纹理深度（TD），用以评价路面抗滑性能。,路面抗滑性能检测评价,路面抗滑性能评价（SRI）路面的抗滑性能直接影响公路车辆的行车安全性。路面抗滑性能用路面抗滑性能指数（SRI）评价。式中：SFC 横向力系数（Side-way Force Coefficient）；SRImin 标定参数，采用35.0；a0 模型参数，采用28.6；a1 模型参数，采用-0.105。,路面抗滑性能检测评价,路面抗滑性能指数（SRI）与横向力系数（SFC）的,路面结构强度,公路技术状况评定标准规定用抽样检测的方法评定路面结构强度。

44、路面弯沉是表示路面结构强度的一项重要指标。虽然国外路面弯沉检测设备和方法有所不同，但对弯沉基本概念的理解是相同的，弯沉一般定义为路面在车辆荷载作用下发生垂直下沉变形的位移量。根据检测时施加荷载方式的不同，路面弯沉又可分为静态弯沉和动态弯沉两种，利用贝克曼梁和自动弯沉仪等静态加载试验方法得到的是静态弯沉，利用落锤式弯沉仪试验方法得到的是动态弯沉。,路面弯沉检测设备,1）贝克曼梁弯沉仪 贝克曼梁弯沉仪是利用标准车对路面加载，通过百分表观测路面回弹弯沉，属于静态检测、固定采样。其工作原理简单、操作方便，在世界各国得到了广泛的应用，并积累了较为丰富的使用经验，但其亦存在不足之处：i）贝克曼梁弯沉值是相

45、对于梁支点处的变形，对于半刚性基层路面，弯沉盆范围较大，支点变形导致测试结果失实；ii）沥青路面的弹性系数与温度和荷载作用时间有密切关系，而贝克曼梁很难测定荷载的作用时间，弯沉精度往往会受到影响；iii）测试车爬行速度下的静态弯沉与行车荷载作用下的动态弯沉存在一定差异；iv）仅能测得单点最大弯沉值，难以准确获得反映路面结构强度和受力状况的弯沉盆形状和大小。,路面弯沉检测设备,2）自动弯沉仪 自动弯沉仪属于行驶采样、静态弯沉类检测设备，其基本工作原理与贝克曼梁相似，只是采用位移传感器代替了百分表进行自动测量，同时改变了前后测臂的长度比例。自动弯沉仪的测试结果为静态总弯沉，与回弹弯沉有一定区别，按

46、照我国相关规范的要求，应与贝克曼梁进行对比试验，将测试结果换算为标准回弹弯沉。,路面弯沉检测设备,3）落锤式弯沉仪落锤式弯沉仪（FWD：Falling Weight Deflectometer）于20世纪70年代末由丹麦和瑞典研制成功，目前被世界各国广泛应用于动态弯沉检测和结构性能评价。落锤式弯沉仪主要由：i）液压冲击加载系统；ii）信号采集系统；iii）计算机操作控制系统三部分组成。落锤式弯沉仪的优点 i）较好地模拟了行车荷载的作用，可快速准确量测路面的弯沉盆，为路面结构层模量反演提供了基础；ii）荷载大小可调，可实测路面的荷载弯沉关系；iii）数据采集系统克服了梁式弯沉仪参照系不稳定的缺点

47、，可在整体刚度较大的高等级路面（包括刚性路面）及机场道面上进行弯沉测定。,路面弯沉检测设备,路面结构强度评价,路面弯沉是路面结构强度的函数，路面结构强度通过路面回弹弯沉用路面结构强度指数（PSSI）评价式中：SSI 路面结构强度系数（Structure Strength Coefficient），为路面设计弯沉 与实测代表弯沉之比；ld 路面设计弯沉（mm）；l0 实测代表弯沉（mm）；a0 模型参数，采用15.71；a1 模型参数，采用-5.19。,路面技术状况评价标准缺陷,1）没有体现路面强度系数或强度指数在路面使用性能评价中的作用，看不出检测路面强度的作用。2）对检测设备要求过于具体，不利于具体实施。3）SRI(抗滑性能指数）评价中仅列出SFC（横向力系数）与SRI关系，未给出摩擦系数BFC或BPN与SRI关系.,