路面管理系统-第2章课件

1、路面管理系统_第2章路面管理系统_第2章第二章 路面状况数据采集本章要学习的内容：理解路面使用性能的概念；掌握平整度、损坏状况、承载能力、抗滑能力等路面状况数据及交通数据的采集方法；了解先进、快速的测试方法及其发展方向。 长沙理工大学 公路工程学院第二章 路面状况数据采集本章要学习的内容：长沙理工大学 公第二章 路面状况数据采集路面状况数据是编制道路养护和改建计划的依据。路面管理决策的恰当与否，在很大程度上依赖于能否及时而真实地采集到路面状况数据。 以目测、个人经验判断路况速度慢、易片面必须用快速、可靠的方法采集路面状况数据长沙理工大学 公路工程学院第二章 路面状况数据采集路面状况数据是编制道

2、路养护和改建计划第一节 路面使用性能一、功能性能路面的基本功能是为车辆提供快速、安全、舒适和经济的行驶表面。路面的功能性能是指路面满足这一基本功能的能力，它反映了路面的行驶质量或服务水平。从路面状况的角度看，影响路面行驶质量的主要因素是路面平整度。 路面平整度，随车辆荷载的反复作用，周围环境（温度和湿度）的周期变化影响和路面龄期的增加而逐渐下降 长沙理工大学 公路工程学院第一节 路面使用性能一、功能性能长沙理工大学 公路工程学院平整度随时间的变化分析期最大不平整容许限度平整度（IRI）长沙理工大学 公路工程学院平整度随时间的变化分析期最大不平整容许限度平整度（IRI）长第一节 路面使用性能二、

3、结构性能（损坏状况）路面的结构性能，是指路面结构保持完好的程度。长沙理工大学 公路工程学院第一节 路面使用性能二、结构性能（损坏状况）长沙理工大学 第一节 路面使用性能三、结构承载力路面结构的承载能力，是指路面在达到预定的损坏状况之前还能承受的行车荷载作用次数，或者还能使用的年数。对于柔性路面，通常采用路表面无破损弯沉测定方法评定路面结构的承载力，也即依据弯沉值的大小确定其剩余寿命。路面结构的承载力同损坏状况有着内在的联系。 长沙理工大学 公路工程学院第一节 路面使用性能三、结构承载力长沙理工大学 公路工程学结构承载力随时间的变化长沙理工大学 公路工程学院结构承载力随时间的变化长沙理工大学 公

4、路工程学院第一节 路面使用性能四、安全性安全性主要指路面表面的抗滑能力。此外，在车辙深度超过1013mm情况下，高速行驶的车辆会因辙内积水而出现飘滑，产生交通事故。长沙理工大学 公路工程学院第一节 路面使用性能四、安全性长沙理工大学 公路工程学院第一节 路面使用性能五、美观美观是指路面的外观给道路使用者的视觉印象。它包括反光和炫目、夜晚能见度、表面结构和颜色的均匀性等方面。长沙理工大学 公路工程学院第一节 路面使用性能五、美观长沙理工大学 公路工程学院第二节 平整度测定路面平整度定义：路面表面诱使行驶车辆出现振动的高程变化。驾乘者最直接的感受对车辆磨损、燃油消耗、行驶舒适、路面损坏和交通安全等

5、产生直接影响平整度测定方法和仪器大体上可划分成三大类型：断面类平整度测定反应类平整度测定主观评估法长沙理工大学 公路工程学院第二节 平整度测定路面平整度定义：路面表面诱使行驶车辆出现振一、断面类平整度测定水准测量：水准仪、水准尺结果稳定、速度慢采用反应类平整度仪测定时，用于测定标定路段的平整度梁式断面仪由英国运输和道路研究所（TRRL）研制，半自动化，速度较水准测量快惯性断面仪（GMR类）跟随轮车身同路表距离竖向加速度计惯性参考系长沙理工大学 公路工程学院一、断面类平整度测定水准测量：长沙理工大学 公路工程学院一、断面类平整度测定惯性断面仪的改进非接触式位移传感器纵断面分析仪法国路桥中心试验室

6、（LCPC）生产的一种惯性断面仪可用于测定各种平整度的路面，测定速度可在15140km/h范围内 长沙理工大学 公路工程学院一、断面类平整度测定长沙理工大学 公路工程学院一种激光断面仪长沙理工大学 公路工程学院一种激光断面仪长沙理工大学 公路工程学院断面类平整度测定方法的特点主要优点直接得到轮迹带路表面的实际断面，依据它可以对路面平整度的特性进行分析。 主要缺点对于水准测量和TRRL梁断面仪来说，测定速度太慢，不宜用于大范围的数据采集；对于惯性断面仪和纵断面分析仪来说，则仪器的精密度高，操作运用和维修技术要求高，购置和使用费用也高，因而其广泛应用受到了限制。 长沙理工大学 公路工程学院断面类平

7、整度测定方法的特点主要优点长沙理工大学 公路工程学二、反应类平整度测定在车上安装由一传感器和一显示器组成的仪器，可以传感和积累车辆以一定速度驶经不平整路面时悬挂系的竖向位移量 仪器得到的测定值，通常是一个计数数值，每计一个数相应于一定的悬挂系位移量。 长沙理工大学 公路工程学院二、反应类平整度测定在车上安装由一传感器和一显示器组成的仪器反应类平整度测定仪器1940年代，美国公路局的平整度仪（BPR平整度仪）单轮拖车机械式积分器测定速度32km/h英国TRRL在BPR基础上，颠簸累积仪（BI）拖车式与BPR类似车载式量测后轴同车身之间悬挂系的位移长沙理工大学 公路工程学院反应类平整度测定仪器19

8、40年代，美国公路局的平整度仪（BP反应类平整度测定系统特点优点：价格低廉，操作简便，可用于大范围内的路面平整度快速测定 缺点：时间稳定性差（对策：经常标定）同一台仪器在不同时期测定的结果不一致；转换性差（对策：通用的平整度指标）一个部门测定的结果很少能为其它部门所复制，因而，不同部门的测定结果难以进行对比；不能给出路面表面的真实断面无法利用测定结果考察和分析影响路况的路表特性。 长沙理工大学 公路工程学院反应类平整度测定系统特点优点：长沙理工大学 公路工程学院三、平整度指标平均调整坡（ARS）反应类平整度仪单位行驶距离内悬挂系的累积行程 （m/km）不同反应类平整度仪测定值之间，可以建立良好

9、的相关关系。（注意：这种关系只能在测定速度相同的条件下才能成立 ）长沙理工大学 公路工程学院三、平整度指标平均调整坡（ARS）长沙理工大学 公路工程学三、平整度指标纵断面平整度指标功率谱分析（PSD）竖向加速度均方根（RMSVA）相邻断面坡度变化同抽样点间距的比值的均方根 断面坡度定义为抽样点的高程变化同相应间隔的水平距离的比值 直尺指数（SEI）长沙理工大学 公路工程学院三、平整度指标纵断面平整度指标长沙理工大学 公路工程学院三、平整度指标国际平整度指数（IRI）世界银行于1982年织织了有巴西、英、美、法等国专家参加的国际研究小组，在巴西进行了大规模的路面平整度试验。在此基础上提出了采用国

10、际平整度指数（IRI）的建议 同反应类平整度测定系统类似，但是采用的是数学模型模拟l/4车（即单轮，类似于拖车）以规定速度行驶在路面断面上，分析行驶距离内由于动态反应悬挂系的累积竖向位移量 标准的测定速度规定为80km/h，其测定结果也以m/km表示 不同测定方法的测定结果，采用IRI表示后，具有良好的可比性 长沙理工大学 公路工程学院三、平整度指标国际平整度指数（IRI）长沙理工大学 公路工三、平整度指标主观评估法无法采用断面类或反应类测定系统量测平整度，而又需要对路面的平整度作粗略的评估时，可以采用主观评估的方法估计其IRI值 评估的依据是对不同平整度的路面在路表形状和行驶感觉等方面的特性

11、描述 考虑的评估因素：1. 表面形状和缺陷：凹陷、搓板和坑槽。2行驶感觉：用评估者感受到的起伏不平和剧烈运动表示。3行驶速度：在干燥和直路上无交通拥挤状况下通常可行驶的速度 长沙理工大学 公路工程学院三、平整度指标主观评估法长沙理工大学 公路工程学院沥青混凝土和表面处治路面平整度的主观评价 长沙理工大学 公路工程学院沥青混凝土和表面处治路面平整度的主观评价 长沙理工大学 我国现行的平整度测试方法三米直尺连续式平整度仪车载式颠簸累积仪长沙理工大学 公路工程学院我国现行的平整度测试方法三米直尺长沙理工大学 公路工程学院第三节 路面损坏状况调查调查方法损坏分类（每一类明确的定义）损坏分级（每一类的轻

12、重程度）通常采用目测尺量调查工作量很大网级路面管理系统可抽样调查摄像+图像识别速度快设备昂贵长沙理工大学 公路工程学院第三节 路面损坏状况调查调查方法长沙理工大学 公路工程学院沥青路面主要损坏类型龟裂相互交错的疲劳裂缝，形成一系列多边形小块组成的网，形如鳄鱼皮状 长沙理工大学 公路工程学院沥青路面主要损坏类型龟裂长沙理工大学 公路工程学院沥青路面主要损坏类型块状裂缝可出现在非承载部位多边形大块长沙理工大学 公路工程学院沥青路面主要损坏类型块状裂缝长沙理工大学 公路工程学院沥青路面主要损坏类型泛油沥青胶结料向路表面聚集的现象 起初一般表现为一个个单独的油斑，最终连成一片黑亮的油膜 长沙理工大学

13、公路工程学院沥青路面主要损坏类型泛油长沙理工大学 公路工程学院沥青路面主要损坏类型横向裂缝与道路中线近于垂直有时伴有少量支缝长沙理工大学 公路工程学院沥青路面主要损坏类型横向裂缝长沙理工大学 公路工程学院沥青路面主要损坏类型纵向裂缝与道路中线大致平行有时伴有少量支缝 长沙理工大学 公路工程学院沥青路面主要损坏类型纵向裂缝长沙理工大学 公路工程学院沥青路面主要损坏类型车辙路表面沿轮迹的纵向凹陷 长沙理工大学 公路工程学院沥青路面主要损坏类型车辙长沙理工大学 公路工程学院沥青路面主要损坏类型波浪（搓板）路表面有规律的纵向起伏。波峰和波谷交替出现，间隔很近，一般在60cm以内 长沙理工大学 公路工程

14、学院沥青路面主要损坏类型波浪（搓板）长沙理工大学 公路工程学院沥青路面主要损坏类型坑槽路面中出现的碗状坑洞通常是松散、龟裂等其它损坏进一步发展的结果 长沙理工大学 公路工程学院沥青路面主要损坏类型坑槽长沙理工大学 公路工程学院沥青路面主要损坏类型沉陷路表面的局部凹陷（参看上页图）与路基沉陷引起的大规模沉陷有区别长沙理工大学 公路工程学院沥青路面主要损坏类型沉陷长沙理工大学 公路工程学院沥青路面主要损坏类型松散路面材料（集料和沥青）逐渐从路面脱开并散失沥青偏少，沥青与集料粘结差，沥青老化而变硬轮迹带处往往最严重长沙理工大学 公路工程学院沥青路面主要损坏类型松散长沙理工大学 公路工程学院沥青路面主

15、要损坏类型磨光集料棱角被磨成圆滑或平滑状所采用的集料不耐磨和车轮反复作用所造成长沙理工大学 公路工程学院沥青路面主要损坏类型磨光长沙理工大学 公路工程学院沥青路面主要损坏类型修补修补本身并非损坏现象，但它反映路面曾经损坏并已采取过修理措施的面积。影响行驶平稳和路容美观 长沙理工大学 公路工程学院沥青路面主要损坏类型修补长沙理工大学 公路工程学院水泥混凝土路面主要损坏类型分为四类：断裂类竖向位移类接缝类表层类长沙理工大学 公路工程学院水泥混凝土路面主要损坏类型分为四类：长沙理工大学 公路工程水泥混凝土路面主要损坏类型断裂类纵向裂缝平等或近于平等路面中心线横向（斜向）裂缝垂直或斜向路面中心线角隅断

16、裂从板角隅到斜向裂缝两端的距离小于1.8m交叉裂缝和断裂板两条以上裂缝交叉，使板断裂成3块以上长沙理工大学 公路工程学院水泥混凝土路面主要损坏类型断裂类长沙理工大学 公路工程学院水泥混凝土路面主要损坏类型断裂类：纵、横向裂缝长沙理工大学 公路工程学院水泥混凝土路面主要损坏类型断裂类：纵、横向裂缝长沙理工大学 水泥混凝土路面主要损坏类型断裂类：纵、横向裂缝按裂缝缝隙边缘碎裂程度和缝隙宽度分为3个轻重程度轻微缝隙边缘无碎裂或错台的细裂缝，缝隙宽度小于3mm ；或填封良好、边缘无碎裂或错台的裂缝中等缝隙边缘中等碎裂（或）错台小于10mm的裂缝，且缝隙宽度小于15mm严重缝隙边缘严重碎裂或错台大于10

17、mm，且缝隙宽度大于15mm长沙理工大学 公路工程学院水泥混凝土路面主要损坏类型断裂类：纵、横向裂缝长沙理工大学 水泥混凝土路面主要损坏类型断裂类：角隅断裂、交叉裂缝和断裂板按裂缝等级和板断裂的块数分为3个轻重程度等级轻微板被轻微裂缝分割成23块中等板被中等裂缝分割成34块，或被轻微裂缝分割成5块以上严重板被严重裂缝分割成45块，或被中等裂缝分割成5块以上长沙理工大学 公路工程学院水泥混凝土路面主要损坏类型断裂类：角隅断裂、交叉裂缝和断裂板水泥混凝土路面主要损坏类型竖向位移类沉陷胀起按其对行车的影响分为3个轻重程度等级轻微车辆以限速驶过时仅引起无不舒适感的轻微跳动中等车辆驶过时有产生不舒适感的

18、较大跳动严重车辆驶过时产生过大的跳动，引起严重不舒适或不安全长沙理工大学 公路工程学院水泥混凝土路面主要损坏类型竖向位移类长沙理工大学 公路工程水泥混凝土路面主要损坏类型接缝类接缝填缝料损坏按填缝料出现老化、挤出、缺损的情况分为3个轻重等级纵向接缝张开按张开量分为2个轻重等级唧泥和板底脱空按外观和车辆驶过的反应分为2个轻重等级错台按相邻板边缘的高差大小分为3个轻重等级接缝碎裂按碎裂范围和程度分为3个轻重等级拱起按对行车的影响分为3级（与沉陷和胀起标准相同）长沙理工大学 公路工程学院水泥混凝土路面主要损坏类型接缝类长沙理工大学 公路工程学院水泥混凝土路面主要损坏类型表层类磨损和露骨按磨损或露骨的

19、深度分为2级纹裂、网裂和起皮按是否出现起皮和起皮的面积分为3级活性集料反应引起的网裂按起皮和接缝碎裂的状况分为3级粗集料冻融裂纹按裂纹位置（是否只在自由边？）及其碎裂情况分为3级坑洞不分轻重程度等级修补按修补处再次出现损坏的情况，分为3级长沙理工大学 公路工程学院水泥混凝土路面主要损坏类型表层类长沙理工大学 公路工程学院第四节 结构承载力测定测定目的：（1）鉴别路网内路面结构承载能力较差或不足之处，以便确定需采取改建措施的路段；（2）预估现有路面的剩余寿命，以制定今后的改建计划；（3）研究结构能力随时间的变化，或分析路面出现过早损坏的原因；（4）为加铺层结构设计提供设计参数和依据。 测定方法：

20、破损试验无破损试验（无损检测）：弯沉长沙理工大学 公路工程学院第四节 结构承载力测定测定目的：长沙理工大学 公路工程学院第四节 结构承载力测定弯沉可以反映路面的结构承载能力理想的弯沉测定应包含两方面：最大弯沉值弯沉盆弯沉测定系统（1）贝克曼梁弯沉仪；（2）自动弯沉仪；（3）稳态动弯沉仪；（4）脉冲弯沉仪 长沙理工大学 公路工程学院第四节 结构承载力测定弯沉长沙理工大学 公路工程学院静态弯沉测定贝克曼梁弯沉仪（回弹弯沉）长沙理工大学 公路工程学院静态弯沉测定贝克曼梁弯沉仪（回弹弯沉）长沙理工大学 公路工静态弯沉测定贝克曼梁弯沉仪长沙理工大学 公路工程学院静态弯沉测定贝克曼梁弯沉仪长沙理工大学 公

21、路工程学院静态弯沉测定自动弯沉仪（总弯沉）长沙理工大学 公路工程学院静态弯沉测定自动弯沉仪（总弯沉）长沙理工大学 公路工程学院测定方法影响测试结果的加载条件：轮重、轮压和加载时间自动弯沉仪两台弯沉梁测试车沿轮迹带行驶贝克曼梁弯沉仪两台或一台仪器一台时，沿外侧轮迹带布置测点间距2050m视路段长度和要求的测定精度而定长沙理工大学 公路工程学院测定方法影响测试结果的加载条件：长沙理工大学 公路工程学院测定结果处理代表弯沉值弯沉的变异性较大考虑了：保证率温度修正季节（湿度）修正适当的分段长沙理工大学 公路工程学院测定结果处理代表弯沉值长沙理工大学 公路工程学院测定结果处理温度湿度修正沥青面层的劲度随

22、温度而变，路基和基层的模量随湿度而变以20作为标准路面温度，以最不利潮湿或冬融季节作为测定时期对于其它环境条件下测定的结果，应作温度和湿度修正 长沙理工大学 公路工程学院测定结果处理温度湿度修正长沙理工大学 公路工程学院动态弯沉测定稳态弯沉仪固定频率的正弦动荷载动弯沉曲线为保证震动时仪器不跳离路面，仪器自重须大于动荷载，影响结果脉冲或落锤弯沉仪（FWD）落锤的冲击力（半正弦脉冲力）改变质量或落高施加不同级位荷载动弯沉曲线长沙理工大学 公路工程学院动态弯沉测定稳态弯沉仪长沙理工大学 公路工程学院FWD长沙理工大学 公路工程学院FWD长沙理工大学 公路工程学院PFWD长沙理工大学 公路工程学院PF

23、WD长沙理工大学 公路工程学院测定方法可得到：最大弯沉弯沉盆评定路面承载能力1.通过对路面各结构层模量的估算，应用理论解分析路面的结构能力水泥路面沥青路面2.利用路基模量估算值，直接评定路面结构的承载能力仅沥青路面长沙理工大学 公路工程学院测定方法可得到：长沙理工大学 公路工程学院长沙理工大学 公路工程学院长沙理工大学 公路工程学院第五节 抗滑能力测定抗滑能力轮胎受制动时沿路表面滑移所产生的力 路面的表面特性式中： f摩阻系数； F在路表面运动的摩阻力； W垂直于路表面的荷载。 测定方法：制动距离法锁轮拖车法偏转轮拖车法摆式仪法。 长沙理工大学 公路工程学院第五节 抗滑能力测定抗滑能力长沙理工大学 公路工程学院一、制动距离法以一定速度在潮湿路面上行驶的4轮小客车或轻货车，当4个车轮被制动时，车辆减速滑移到停止的距离，可用以表征非稳态的抗滑能力，以制动距离SDN表示 标准测试速度：64.4km/h不宜低于32km/h至少测定3次，算术平均值长沙理工大学 公路工程学院一、制动距离法以一定速度在潮湿路面上行驶的4轮小客车或轻货车二、锁轮拖车法装有标准试验轮胎的单轮拖车，由汽车拖拉以要求的测定速度在洒