《公路基础设施长期性能科学观测网 第3部分：数据汇交规范》编制说明

交通运输行业标准

公路基础设施长期性能科学观测网

第3部分：数据汇交规范

（征求意见稿）

编制说明

标准起草组

2023年10月

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一、工作简况

（一）任务来源

为贯彻落实《交通强国建设纲要》《国家综合立体交通网规划纲要》，推动

构建符合实际、具有中国特色的交通基础设施设计建造养护理论体系，服务交通

运输高质量发展，根据“十四五”交通运输相关规划部署，交通运输部决定启动

交通基础设施长期性能科学观测网建设工作。

鉴于我国在公路工程领域已开展了近30年的长期性能跟踪观测与研究，已

积累了大量的实践经验，技术较为成熟。交通运输部办公厅在2021年底优先启

动了“公路路基路面长期性能科学观测网”（以下简称“观测网”）建设试点的

相关工作。该项工作同步发布了《公路路基路面长期性能科学观测网试点建设

指南》，对公路路基路面长期性能观测活动中的观测点、观测方法和原则、观测

指标体系、观测数据管理方法、观测点标志标识等提出了相应的技术要求，为试

点观测点的遴选和建设提供了必要的参考和指导。

为了更进一步规范观测网建设、观测和数据汇交工作的标准化，《交通运输

部关于下达2023年交通运输标准化计划（第一批）的通知》（交科技函〔2023〕

366号）下达了《公路基础设施长期性能科学观测网》系列标准计划，本文件是

第3部观测规范，计划号是JT2023-24。

（二）主要工作过程

本标准的编制工作主要服务于公路路基路面长期性能科学观测网建设。该

项工作启动以来，为确保各观测点能够按照统一标准开展条件建设与升级、数据

采集与汇交、科学分析与研究，主编单位编制了相应的建设指南和一系列标准草

案，给出了观测点、观测方法、观测指标、观测数据管理、标志标识等指导性要

求，为各依托单位和建设单位从行业层面提供了重要的技术参考。在此基础上，

主编单位历经3年多的修改和完善，最终形成了本标准的主要技术内容。本标准

的具体工作过程简述如下：

2019年10月，在第S54次香山科学会议-“中国长寿命路面关键科学问题

及技术前沿”主题会议召开之后，交通运输部科技司启动了观测网建设工作。经

过广泛调研和考察，由交通运输部公路科学研究所（以下简称“公路所”）编制

形成了观测网的建设指南和建设方案。2021年12月，公路所受交通运输部科技

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司委托，在总结前期大量公路长期性能观测工作基础上编制形成了“公路路基路

面长期性能科学观测网试点建设指南”。2022年，公路所编制形成了公路基础

设施长期性能科学观测网系列规范草案，并广泛征求观测网19个试点观测点推

荐单位、建设单位和主要技术支撑单位的意见，对公路基础设施长期性能科学观

测网系列规范进行了多次修改和完善。

2023年7月21日，交通运输部科技司发布了《交通运输部关于下达2023

年交通运输标准化计划（第一批）的通知》（交科技函〔2023〕366号）下达了

《公路基础设施长期性能科学观测网》系列标准计划。

2023年7月至2023年9月，公路所依托足尺路面试验环道平台和观测网19

个试点观测点的实践经验，按照观测网建设、运行和数据汇交的3个不同阶段，

修改和完善原有规范草案，编制形成了《公路基础设施长期性能科学观测网第

3部分数据汇交规范》（征求意见稿）及编制说明。

（三）起草单位

主编单位：交通运输部公路科学研究所。

参编单位：山东省交通科学研究院、广西交投科技有限公司、江苏交通控股

有限公司、四川省公路规划勘察设计研究院有限公司、四川高速公路建设开发集

团公司、招商局公路网络科技控股股份有限公司、新疆交通投资（集团）有限责

任公司、青海省交通控股集团有限公司、浙江交投高速公路运营管理有限公司、

内蒙古公路交通投资发展有限公司、江西省交通投资集团有限责任公司、福建省

高速公路集团有限公司、黑龙江省公路勘察设计院、昭通昭阳绕城高速公路投资

开发有限公司、宁波市杭州湾大桥发展有限公司、新疆交通规划勘察设计研究院

有限公司。

（四）起草人员及其所做的具体工作

起草人员：王旭东、吴将丰、周兴业、关伟、吴洋、肖倩、单伶燕、李倩、

王林、傅琴、吴赞平、张晓华、周栓科、赵战伟、冯立群、钟闻华、胡根生、张

志耕、彭爱红、曾俊铖、陈柯、杨碧宇、王金权、刘杰。

具体工作：主编单位在交通运输部和各省市交通主管部门的多年连续支持

下，已开展了30余年系统的公路长期性能观测研究工作，并已在观测试验基地、

仪器设备、数据管理系统、共享及示范服务平台等基础条件建设方面取得了显著

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成效，建成了具有国际先进水平的野外观测能力和国际领先水平的室内外多尺

度试验能力的科学观测试验平台，为本标准的制定提供了充分的基础条件。主要

负责对标准的总体框架布局、技术方案确定、整体内容编制工作。

参编单位作为交通基础设施长期性能科学观测网第一批试点观测点的建设

单位或技术支撑单位，参与长期性能观测工作，具有较强的工作经验，共同参与

标准的部分内容编制、修改和完善工作。

起草组主要成员及其分工如表1所示。

表1起草编制组主要成员及分工

序

姓名工作单位工作任务

号

总体负责，起草标准编制章节内容框

1王旭东交通运输部公路科学研究所

架，负责第1、2、3、4章编写及统稿

负责第6章原始数据记录要求及附录D

2吴将丰交通运输部公路科学研究所

观测数据代码编码规则

负责第6章原始数据记录要求及附录A

3周兴业交通运输部公路科学研究所

观测数据记录表的编制

负责第5章实时观测数据预处理及附录C

4关伟交通运输部公路科学研究所

中结构层力学响应数据处理方法编制

5吴洋交通运输部公路科学研究所负责第7章元数据的编制

负责第5章实时观测数据预处理及附录C

6肖倩交通运输部公路科学研究所

中温度数据处理方法编制

负责第8章观测数据管理及附录B传感

7单伶燕交通运输部公路科学研究所

器信息表的编制

8李倩交通运输部公路科学研究所附录A及相关规范调研

参与第6章结构响应数据数据记录要求

9王林山东省交通科学研究院

的编制

参与第6章路况性能数据记录要求的编

10傅琴广西交投科技有限公司

制

11吴赞平江苏交通控股有限公司参与第8章数据存储的编制

四川省公路规划勘察设计研究参与第6章路域环境数据记录要求的编

12张晓华

院有限公司制

四川高速公路建设开发集团公参与第8章数据汇交和数据安全的编制

13周栓科

司

招商局公路网络科技控股股份参与第8章数据共享和数据安全的编制

14赵战伟

有限公司

新疆交通投资（集团）有限责参与第6章路域环境数据记录要求的编制

15冯立群

任公司

16钟闻华青海省交通控股集团有限公司参与第6章特色指标数据记录要求的编制

3

序

姓名工作单位工作任务

号

浙江交投高速公路运营管理有参与第6章特色指标数据记录要求的编制

17胡根生

限公司

内蒙古公路交通投资发展有限参与第6章特色指标数据记录要求的编制

18张志耕

公司

江西省交通投资集团有限责任参与第6章路面结构信息记录要求的编制

19彭爱红

公司

20曾俊铖福建省高速公路集团有限公司参与第6章交通荷载数据记录要求的编制

21陈柯黑龙江省公路勘察设计院参与第6章特色指标数据记录要求的编制

昭通昭阳绕城高速公路投资开参与第6章路况性能指标数据记录要求的

22杨碧宇

发有限公司编制

宁波市杭州湾大桥发展有限公参与第6章特色指标数据记录要求的编制

23王金权

司

新疆交通规划勘察设计研究院参与第8章交通荷载数据记录要求的编制

24刘杰

有限公司

二、标准编制原则和确定标准主要内容的依据

（一）标准编制原则

《公路基础设施长期性能科学观测网第3部分：数据汇交规范》的编制遵

循科学性、实用性、先进性、可持续性、兼容性等基本原则。

1.科学性

本标准的编制基于足尺路面试验环道、国家野外站和行业观测网的数据汇

交经验，相关技术条款均有大量的室内外实验、观测数据作为支撑，可以保证所

给出的各项指标及规定的科学性及严谨性。

2.实用性

本标准的编制从公路基础设施长期性能的数据汇交需求出发，指导观测点

和数据中心研究人员对观测数据的处理工作。在编制过程中将广泛征求行业主

管部门、建设单位、主要技术支撑单位的意见和建议，凝聚共识，制订的技术内

容将充分考虑可行性和可操作性，以确保具有较高的实用性。

3.先进性

本标准的编制充分吸纳国内外公路基础设施长期性能观测的最新研究成果、

先进工程案例的经验和做法，提出更加符合我国公路基础设施长期性能观测网

数据汇交需求的数据预处理方式和记录要求，总结提炼后形成本规程的各章、节、

条、款，以保证各项技术规定的先进性和前瞻性。

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4.可持续性

本标准的编制是公路基础设施长期观测数据有效汇交的保障，形成了标准

化的观测数据（包括原始数据、元数据和数据代码）记录格式要求，形成相对系

统和成熟的数据存储、汇交、共享和安全保障的技术要求，实现10年及以上的

科学数据汇交。

5.兼容性

本标准将是一个开放的技术体系，具有较强的包容性、拓展性和可修正性，

有利于不断吸纳更多的研究成果和工程实践经验，便于规范的不断完善。

（二）标准编制框架

1.标准名称与框架

本标准属于制定标准。申报时采用的名称为《公路长期性能科学观测网数

据汇交规范》，按照公路长期性能观测网建设、观测和数据汇交的三个阶段的划

分，属于数据汇交阶段范围，具有明显的界限划分。根据评审专家和部科技司建

议，为了更好的区分公路、桥隧，根据交通运输部办公厅发布的“交通运输部办

公厅关于公布交通基础设施长期性能科学观测网第一批试点观测点的通知”（交

办科技函[2022]1237号），最终将标准名称修改为《公路基础设施长期性能科学

观测网第3部分：数据汇交规范》。

本标准的总体框架包括：范围、规范性引用文件、术语和定义、观测数据记

录及预处理、观测数据管理、附录A观测数据记录表、附录B传感器信息表、附

录C推荐的观测数据处理方法、附录D观测数据代码编码规则。

2.参考标准

（1）《中华人民共和国行政区划代码》（GB/T2260）

（2）《标准文献元数据》（GB/T22373）

（3）《科技计划形成的科学数据汇交通用代码集》（GB/T39908）

（4）《科技计划形成的科学数据汇交通用数据元》（GB/T39909）

（5）《科技计划形成的科学数据汇交技术与管理规范》（GB/T39912）

（6）《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTGD40）

（7）《公路沥青路面设计规范》（JTGD50）

（8）《公路路面技术状况自动化检测规程》（JTG/TE61）

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（9）《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1）

（10）《公路路基路面现场测试规程》（JTG3450）

（11）《公路技术状况评定标准》（JTG5210）

（三）标准主要内容的确定依据

1.术语和定义

（1）科学观测数据（第3.1条）

科学观测数据的定义主要参考《科技计划形成的科学数据汇交技术与管理

规范》（GB/T39912-2021）、国务院办公厅印发的《科学数据管理办法》中科学数

据的定义，科学数据是在自然科学、工程技术科学等领域，通过基础研究、应用

研究、试验开发等产生的数据，以及通过观测监测、考察调查、检验检测等方式

取得并用于科学研究活动的原始数据及其衍生数据。

因此，将科学观测数据定义为在自然科学、工程技术科学等领域，通过观测

的方式取得并用于科学研究活动的原始数据及其衍生数据

（2）实时观测数据（第3.2条）

由于观测仪器设备的不同，可以将观测类型分为实时观测和周期性观测。其

中，实时观测是采用仪器设备持续不断的对观测对象进行的自动观测，它需要稳

定的供电系统作为前提条件，利用传感器设备实现连续不断地实时采集观测。

（3）周期观测数据（第3.3条）

周期性观测是采用间隔一段时间采用仪器设备自动观测或人工观测的方式，

重点强调的是周期性的采集观测，根据《公路路基路面长期性能科学观测网试点

建设指南》的要求，为不少于每年2次的观测数据。

2.一般要求

在本标准申请立项之前，主编单位依托足尺路面试验环道平台、北京大杜社

公路材料腐蚀与工程安全国家野外科学观测研究站和交通基础设施长期性能性

能科学观测网建设，在长期性能观测数据汇交方面开展了大量的基础性工作，已

经积累了大量的观测数据：

①足尺路面试验环道于2015年11月建成，是世界首条以长寿命沥青路面

服役性能验证为目标的试验环道，该平台在不同路面结构内部埋设10余类，超

过2000个传感器，依托加速加载的方式和物联网技术可同时并分析38种国内

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外典型路面结构的全寿命服役信息。除了路域环境信息、结构内部温湿度信息、

应力应变指标的实时观测外，按照每月2次周期检测的频率进行路况性能观测，

系统采集包括弯沉、车辙、抗滑、平整度、路面病害等在内的路面服役性能指标。

通过传感器实时观测和周期性观测，已累计采集服役性能数据1PB以上。

②结合北京大杜社公路材料腐蚀与工程安全国家野外科学观测研究站，以

交通部公路交通试验场足尺环道为中心站，13个野外观测点构成的“一站多点”

的长期性能观测站，对围绕影响公路基础设施结构安全长期性能的关键科学参

数进行长期定位观测，历经6年多时间的观测积累，在国际上率先实现30年

等荷载寿命周期的38种路面结构的同时空科学试验观测，系统获取了材料性能

试验数据、抗滑性能数据、结构动态响应数据、路表状况数据、噪声数据、路域

气象环境监测数据、公路结构内部温湿度数据、荷载数据等各类数据。在数据汇

交方面，国家野外站按照基础观测、专项试验观测、加工型观测对数据分类管理；

自主研发多套数据采集、处理和分析软件，实现观测数据的高效利用；完成了并

通过建设野外站门户网站，实现了对外宣传、信息发布以及科技资源开放共享功

能，截止2022年底，数据中心已累计汇交观测数据超过1PB，形成数据集413

个。在数据安全管理方面，国家野外站已经完成了数据中心网络二级等保升级并

通过测评；建立了数据容灾备份机制、定期网络安全及漏洞扫描机制、实现重要

数据异地备份和核心数据物理隔离，确保观测数据安全。

③主编单位作为主要技术负责单位参与交通基础设施长期性能性能科学

观测网的建设和运行工作，开展了我国13个不同气候、地质、自然条件地区的

路基路面长期使用性能野外观测工作。包括山东、江苏、浙江、江西、云南、新

疆在内的8个试点观测点，已按照路域环境、交通荷载、路况性能、结构力学响

应4大类的观测指标，开展了观测数据的元数据汇交工作，明确了元数据和原始

数据的汇交格式和汇交要求。

基于足尺试验环道中心站和已有观测点的观测经验，形成了包括路域环境

信息、交通荷载信息、路况性能信息、结构力学响应信息在内的观测指标体系，

指导了观测网第一批试点观测点的数据汇交工作。为加快观测网形成，规范观测

数据的汇交要求，确保数据汇交的科学性和有效性，提出数据汇交的一般要求，

明确数据汇交的范围，阐明原始数据、元数据和数据代码的相关关系。

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公路基础设施长期性能观测的原始数据，包括通过仪器设备和人工方式采

集的周期观测数据，以及采用传感器自动采集的实时观测数据。通过仪器设备、

传感器原始采集的数据，是电信号数据，需要根据标定公式和参数，将原始电信

号转换为可识别的物理数据，经过数据预处理过程，形成规范化存储的原始数据,

才能实现数据的有效挖掘分析和共享。

为了验证数据的真实性，除了汇交元数据之外，需要在数据中心备份原始数

据备查，从而确保汇交数据的质量。

为了实现数据的统一管理，提出明确的数据汇交流程及要求，由观测点汇交

数据至省级数据中心，再汇交至部级数据中心，按照实现3级数据架构，实现数

据的有效汇交。

3.观测数据预处理

（1）实时观测数据预处理（第5.1条）

在实时观测数据的采集过程中，均采用传感器进行采集，采集数据均为电信

号，需要通过传感器厂家给定的公式、传感器标定参数等，将原始电信号转换为

可识别的数字信号，从而便于观测数据的后期挖掘和分析工作。

由于传感器故障、临时停电、数据传输中断等因素影响，容易导致观测数据

缺失、数据异常等情况发生，需要对数据进行预处理，从而保障数据的有效性和

连续性，确保观测数据质量。

在传感器的观测过程中，部分数据指标均采用相同的数据采集仪获得，产生

的相关数据均保存在同一个文件中。一般会将路域气象数据、结构层内部温度数

据、结构层内部湿度数据保存在一个数据文件中。为了更好的区分数据类型，按

照路域环境、交通荷载、路况性能和结构力学响应4大类观测内容，将数据进行

分类，进行分别编译和存储。

（2）周期性观测数据预处理（第5.2条）

周期性观测数据的预处理工作重在数据转换，与实时观测数据的数据转换

过程是一致的。对路况性能（包括路面病害、车辙、平整度、弯沉、摩擦系数）

的周期性能观测，需要将观测数据与路段位置一一对应。采用路况性能检测设备

进行指标观测过程中，仍是借助传感器获得观测指标，如FWD落锤式弯沉仪检

测的弯沉指标等，一般是安装7个及以上的传感器，获得不同位置的弯沉力学响

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应信息，需要根据传感器厂家给定的公式、传感器标定参数信息，将原始电信号

转换为可识别的数字信号。

4.原始数据记录要求

在观测网的观测点建设过程中，由于选择不同的传感器设备、厂商、传感器

类型，均会产生不同的观测数据记录格式。为了保障数据的一致性，对原始观测

数据提出统一的格式要求，按照路域环境、交通荷载、路况性能和结构力学响应

4大类，规定了各自原始数据的记录格式和要求，从而确保原始数据汇交数据的

有效性和一致性。

（1）路域环境数据记录要求（第6.1条）

路域环境信息通过传感器进行采集，包括了路域气象信息、结构内部温度数

据和结构内部湿度数据等3个子类。由于天气变化，每个月的气象信息存在

显著的变化，因此选择每个月形成一个原始数据文件，以及数据代码和元数据。

为了保障观测数据的一致性，明确路域环境信息观测指标的记录格式要求，要求

有效数据保留至小数点后1位，从而确保数据的真实性和有效性。

（2）交通荷载数据记录要求（第6.2条）

交通荷载信息的观测类型，包括交通量、交通组成、交通荷载等3个子类。

由于采用的观测方式不同，存在自动观测和人工观测两种方式，在交通荷载数据

的记录格式上也存在差异。当通过交调站或轴重仪设备获取交通量和交通组成

信息时，每个月形成一个原始数据文件，以及数据代码和元数据，从而便于掌握

每个月的交通量和交通组成情况，辅助路面结构设计。

采用人工观测方式获取交通量和交通组成信息时，按检测次数形成一个原

始数据文件，以及数据代码和元数据。

交通荷载数据要求有效数据应保留至小数点后1位，从而确保数据的真实

性和有效性。

（3）路况性能数据记录要求（第6.3条）

本节中规定了路况性能数据的记录要求，包括路面病害数据、沥青路面的车

辙数据、路面平整度数据和路面抗滑性能数据，参考了《公路路面技术状况自动

化检测规程》（JTG/TE61）、《公路路基路面现场测试规程》（JTG3450）的有关规

定要求，结合足尺试验环道的观测和数据汇交经验，确定了：

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a）对于路面病害指标，按照沥青混凝土路面和水泥混凝土路面的不同路面

结构形式，提出了对应的路面病害记录形式。其中，沥青混凝土路面主要是记录

坑槽、泛油、拥包和网裂的面积、桩号和车道位置，面积数据的记录精度为

0.0001m2。路面纵向裂缝、横向裂缝和斜向裂缝的记录要素应包括长度、缝宽、

桩号和车道位置等，对于水泥混凝土路面，还应记录裂缝位于板块的位置，如：

板角，以及每块板的裂缝数量

a）对于沥青路面车辙指标，每10m定点分别记录观测车道的左、右轮迹带

的最大车辙深度，精度为0.0001m。

b）路面抗滑性能包括了摩擦系数和构造深度两类，其中摩擦系数应采用横

向力系数测试系统进行自动观测，且应同时采用摆式仪进行人工观测。在进行横

向力系数指标自动观测过程中，每20m为一个观测子路段，每个路段应进行3

次重复试验；在进行摆值指标的人工观测时，每10m设定一个固定测点，每个

测点应进行3次平行试验。

c）对于路面抗滑性能中的构造深度指标，应采用车载式激光构造深度仪进

行自动观测，且应同时采用手工铺砂法或电动铺砂仪等进行人工观测。当采用车

载式激光构造深度仪记录表面纹理时，每10m为一个观测子路段，每个路段应

进行3次重复试验，取3次重复试验的平均值作为观测子路段的检测结果，精

度为0.01；用电动铺砂法或手工铺砂法进行构造深度观测时，每10m设定一个

固定测点，每个测点应进行3次平行试验，取平均值作为对应测点的检测结果，

记录各个测点的纹理深度值和路表温度，精度为0.01，有助于研究路域环境信息

对路面抗滑性能的影响规律。

d）对于路面平整度指标，每10m为一个观测子路段，每个路段应进行3次

重复试验，采用IRI或σ为计量单位，精度为0.01。

为了在观测路段能够提供足够的样本量进行数据分析，建议观测路段在条

件允许情况下，尽可能多的采集观测数据，实现不同观测点的长期观测，避免由

于路面损害维护导致的观测点数据丢失，提升观测数据的长期价值。

（4）结构响应数据记录要求（第6.4条）

在结构响应数据中，对于采用多点落锤式弯沉仪（FWD）检测获得弯沉数据，

包括了两种情形，第一种情形是进行定点弯沉观测，即在埋设应力应变传感器的

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断面位置进行固定测点的弯沉观测，采用50kN、70kN、90kN和110kN四种荷载

级位的弯沉检测，每个荷载级位开展3次平行试验，取平均值作为测试值，精度

为0.01mm。在弯沉指标的检测过程中，受到路面温度和空气温度的环境影响，

为了更加准确的表征弯沉指标，要求在检测过程中记录不同位置的弯沉值的同

时，记录路面温度和空气温度。第二种情形，是为了全面检测观测路面的结构响

应情况，进行10m弯沉观测，即每间隔10米，参考《公路路基路面现场测试规

程》（JTG3450-2019）T0953-2008试验方法，采用50kN、70kN、90kN和110kN四

种荷载级位的弯沉检测，

对于应力、应变及竖向变形观测指标，也同样包括了两种情况，一种是在进

行FWD定点弯沉观测，路面受到50kN、70kN、90kN和110kN四种冲击荷载作

用，产生的应力、应变及竖向变形数据，这些数据的采集有助于分析固定荷载作

用下，弯沉和应力、应变及竖向变形指标的演变规律，有助于解释复杂环境和荷

载作用下的路面结构响应机理；另一种，是在交通荷载的作用下，获得应力、应

变及计竖向变形的结构层响应数据。

应力应变采集频率的确定十分重要。根据《公路沥青路面设计规范》（JTGD50）

中的规定，可将BZZ-100标准轴载的单个车轮简化成半径为10.65cm的圆形均

布荷载。当车轮经过传感器上方时，对于埋设在路表下12cm深度处的传感器，

按照1:1扩散的原则，车轮作用直径将扩散为45.3cm，传感器的有效作用距离

为45.3cm，如图1所示。按照车辆行驶速度80km/h（22.22m/s）计算，车辆通

过传感器上方的时间为0.453/22.22=0.02s。大量的应力应变数据分析结果表明，

为获取车辆通过时包含峰值点的一个完整应力或应变响应波形，约需峰值附近

的50个数据点，即在车辆通过的0.02s时间内，需至少采集50个数据点才能

获取一个完整波形。按此计算，应力应变采集频率至少为1852Hz。取整后，结

构层力学响应信息观测频率宜为2000Hz。

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图1车轮荷载扩散示意图

此外，由于应力应变传感器的采样频率高达2000Hz，但只有车辆经过时的

应力应变响应才有价值，其他车辆未经过时间内，会产生大量的无效数据而浪费

数据存储空间，因此，建议加装应力应变采集触发装置，只有当车辆经过传感器

埋设断面时，再开始应力应变数据采集，节省存储空间，减少数据冗余，提升数

据采集的有效性。

（5）特色指标数据记录要求（第6.5条）

由于我国幅员辽阔，地质条件复杂，气候环境多变，交通荷载繁重，路面的

结构形式多样，公路工程使用品质的差异性较大。作为盐渍土地区、永冻土和严

寒地区、高填方路基、桥面铺装等特殊观测地区路段，存在一些特殊的观测指标，

包括含盐量、冻胀融沉变形、孔隙水压力、高填方路基稳定性、桥面铺装应变等

指标观测，因此增加了该类特色指标的数据记录要求。

以青海省G0613西丽高速公路观测点为例，该路段穿越于山前平原、宽阔沟

谷地带，沿线海拔高度缓缓降低，多年冻土与长石头山多年冻土基本连接呈连续

分布，土层岩性以砾砂、粉砂土为主。多年冻土温度约为-0.5~-1℃之间左右，

冻土含冰量较高。在多年冻土上限附近包裹冰、微层状冰，在10m深度以上包

裹冰、薄层状冰多见，下部风化泥岩中常有脉状冰，20m深度范围高含冰量土

层多见。

因此，在标准的制定过程中，针对永冻土和严寒地区，提出应增加路基内部

距路表2.5m以下深度范围的温度和湿度观测，以及路域外天然地表下不同深度

位置处的温度和湿度观测，必要时可增加路基冻胀融沉变形、孔隙水压力等观测，

从而进一步揭示多年冻土地区公路路基病害机理。

（6）路面结构信息记录要求（第6.6条）

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为了更好的展示路面结构信息，对于路面结构信息提出相应的记录要求，路

面结构信息记录内容应包括路面结构层厚度、路面组合方式、混合料类型、胶结

料类型、埋设的传感器类型、位置、编号以及必要的说明等信息。

（7）设备标定数据记录要求（第6.7条）

传感器标定时应详细记录标定日期、传感器类型、传感器编号、传感器埋设

位置、传感器标定参数等信息，作为传感器的准确性的参考依据。其他检测设备

标定时，也应详细标定日期、标定机构、标定方法、标定参数等信息，作为判定

检测设备的准确性的参考依据。

5.元数据

根据元数据的定义，是关于数据的数据，在元数据字段的选择上，重点考虑

了观测点信息、观测指标信息、观测数据产权信息、观测数据共享信息4个方

面，具体如下所述：

在观测点信息方面，采用观测点名称、路段编号、桩号等字段，准确展示观

测点名称、观测路段的实际桩号范围、观测路段的编号信息。

在观测指标信息方面，采用观测指标对应的4级目录结构，明确数据集归

类；由观测点编号、观测点类型（一般G、特殊S）、结构类型、观测指标、时间

范围、观测频度（实时R、周期C）信息构成数据中文名称，按照观测数据代码

的编码规则，形成数据代码与中文名称一一对应；利用摘要、关键词、开始时间、

结束时间、观测设备、数据类型、数据量（MB）、记录总数等字段，明确公路基

础设施长期性能观测指标的采集位置、采集频率、路面结构信息等相关信息，明

确长期性能观测过程中采用的设备名称、设备型号、观测的时间范围、采集的数

据文件类型、数据量（MB）、记录总数等情况，准确掌反映观测指标信息。

在观测数据产权信息方面，采用数据生产者、其他贡献者、数据归属单位、

共享方式等字段，是为了明确数据的产权归属。

在观测数据共享信息方面，采用数据联系人、联系电话、邮箱信息等字段，

是为了便于数据的开放共享，为行业道路研究者提供联系索取数据的途径。

6.观测数据管理

为了保障数据汇交的安全性，在所有观测数据的汇交过程中，均涉及到数据

存储、数据汇交、数据共享和数据安全的相关管理办法。为了确保数据的真实有

13

效，原始数据汇交时应确保与元数据清单一致，并对应对数据文件格式、格式标

准以及数据内容等关键信息进行必要的说明，按照观测数据类型、观测点地区、

观测点编号、观测指标、观测时间进行数据文件的统一命名，统一编制数据编码，

方便数据的存储、汇交、查询与共享。

（1）数据存储（第8.1条）

数据存储包括原始数据存储和元数据存储两大类。元数据应与原始数据数

据集一一对应进行存储，从而确保数据的真实性和可靠性。在实际数据观测过程

中，传感器采集的数据均为电信号数据，要统一转换为可识别的数字信息，保存

为可以识别的物理量信息。因此，为了保持原始数据存储的一致性，对原始文件

统一规范要求，实现规范化存储。

（2）数据汇交（第8.2条）

在数据汇交过程中，按照数据安全定级的要求，采用不同的数据汇交办法。

通过数据安全定级研讨会的专家意见，观测网涉及的观测数据属于一般数据，因

此可以采用网络传输的方式进行汇交。根据数据汇交协议要求，由省级数据中心

向部级数据中心汇交，除结构响应信息采用邮寄移动硬盘方式进行汇交以外，其

余数据均可通过网络传送。

为了便于观测数据的检索、查阅和共享，各观测点的观测数据应按照观测数

据类型、观测点地区、观测点编号、观测指标、观测时间进行数据文件的统一编

码。数据在汇交前，省级数据中心应对所汇交的数据进行核查，确保汇交数据格

式、数量以及内容等正确无误。

（3）数据共享（第8.3条）

利用政府财政资金和政府间国际合作实施的公路交通科技项目数据需按照

开放共享为常态，不开放共享为例外的原则。由主管部门组织编制数据资源目录，

有关目录和数据需及时接入交通基础设施（路基路面）长期性能科学观测网平台，

面向公众开放。

数据共享分为线上共享和线下共享两种方式。对于数据量较小的观测数据，

如环境信息、荷载信息、路况信息等观测指标，可通过搭建的网站平台能够实现

线上共享。对于数据量庞大的观测数据，如应力、应变结构响应数据，无法通过

线上共享的方式进行，可通过线下的方式共享。

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为了保障观测数据的所有者权益，数据使用者应依法依规使用观测数据，不

得滥用、非授权使用、未经许可扩散或泄露所获取的观测数据，应恪守学术道德，

遵守知识产权相关规定，在论文发表、专利申请、专著出版等工作中应注明所使

用和参考引用的测试数据编码和来源。

（4）数据安全（第8.4条）

制定数据安全保护措施，细化数据利用流程及安全审查程序，加强数据下载

的认证、授权等防护管理，防止数据被恶意使用。

一般管理用户负责数据的单一管理功能或局部数据的管理功能。超级管理

用户负责全局数据和用户数据的管理功能。数据用户赋予单项数据的使用权限，

分为一般用户、注册用户和特殊用户。将用户权限分为数据的版权（拥有权）、

修改权、更新权以及数据的使用权和分发权等。

7.观测数据记录表（附录A）

按照路域环境、交通荷载、路况性能、结构力学响应和其他观测指标的分类，

包括了路域气象信息观测数据、结构内部温度信息观测数据、结构内部湿度信息

观测数据、车辆轴载观测数据、交通量观测数据（自动观测）、交通量观测数据

（人工观测）、沥青混凝土路面病害数据、水泥混凝土路面病害数据、车辙数据、

横向力系数数据记录表、构造深度数据（表面纹理）、摆值观测数据、构造深度

数据（电动铺沙法）、构造深度观测数据（手工铺砂法）、平整度观测数据、定点

弯沉测数据、10m弯沉测数据、应力应变观测数据、氯离子含量数据、竖向变形

观测数据，形成了统一的观测数据记录表形式。

为了明确观测数据信息，统一添加了观测点名称、桩号/位置、观测人员、

观测日期、审核人员、审核日期作为表头字段，以便数据和观测点的一一对应。

8.传感器信息表（附录B）

传感器类型多种多样，包括温度、湿度、应力、应变、位移传感器等在内，

不同的传感器具有不同的工程量转化公式和参数，因此需要分别进行记录，才能

实现观测数据的有效转换，因此将传感器信息汇总成表，统一记录格式，以便于

数据处理。

9.推荐的观测数据处理方法（附录C）

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在足尺试验环道的数据处理过程中，形成了一整套温度和应力应变数据的

处理方法。

温度是表征路面结构服役行为的重要参量，沥青路面的各类服役性能指标

都与路面结构的温度状态密切相关，沥青路面结构内部温度场分布及变化规律

具有重要的研究价值。针对路面结构的温度数据，通过计算“5日”温度、时间

序列的归一化，能够绘制出日温度曲线。大气温度与路面结构一定深度范围内的

温度变化呈相似的状态，即非对称的偏正态分布。通过对比，Bigaussian模型可

以描述路面结构内部温度和大气温度24h内的最高温度和最低温度、最高温产

生的时间以及升温速率和降温速率等特征值，具有较好的拟合精度。

应力应变指标可以反映路面结构的损伤状态，是路面结构设计验算的力学

指标，它作为道路结构内部力学响应的重要观测指标，能够以此开展道路力学计

算、路面服役性能分析、道路寿命计算以及演化模型等领域的多项研究，在道路

领域具有十分重要的价值。由于采用了2000Hz的高频采集，数据量巨大，因此

需要数据截取、数据滤波、特征值提取、工程值转化等力学响应数据方法，实现

数据的标准化处理，提升数据的有效性。通过数据截取，去除未经过车辆荷载情

况的无效数据，减少数据冗余；通过数据滤波，去除数据噪声；通过特征值提取，

能够提取出研究所需要的基线、最大值，最小值等信息；通过工程值转化，将应

力应变传感器的采集值，按照传感器的标定公式转化为工程值，最终为道路研究

者提供应力应变观测数据。

10.观测数据代码编码规则（附录D）

（1）观测点编号代码

通过观测点归属、观测点序号、观测点类型，采用“观测点归属代码+观测

点序号代码+观测点类型代码”的方式，确定观测点编号代码。

根据我国的行政区划划分，参照《科技计划形成的科学数据汇交通用代码

集》（GB/T39908）和《中华人民共和国行政区划代码》（GB/T2260）的有关规定，

采用两位字母代码作为观测点归属简称。

根据《公路路基路面长期性能科学观测网试点建设指南》，将观测点类型划

分特殊观测点和一般观测点，分别用英文Special的首字母S代表特殊观测点，

用General的首字母G代表一般观测点。

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根据观测点编号代码的制定规则，确定了交通基础设施长期性能科学观测

网第一批试点观测点代码如表1所示。

表1交通基础设施长期性能科学观测网试点观测点编号代码

排观测点观测点

观测点名称

序类型代码

内蒙古自治区G10绥满高速公路观测点K1518+400-

1特殊观测点NM01S

K1520+400

2黑龙江省G221国道观测点K26+300-K28+300特殊观测点HL01S

3江苏省G25宁杭高速公路观测点K2172+200-K2174+200一般观测点JS01G

4浙江省S28台金高速公路观测点K41+700-K43+200一般观测点ZJ01G

5浙江省G15沈海高速公路观测点K1384+000-K1386+000特殊观测点ZJ02S

6福建省G72泉南高速公路观测点BK77+472-BK79+472特殊观测点FJ01S

7江西省G45大广高速公路观测点K2916-K2918特殊观测点JX01S

山东省G25长深高速公路观测点K1285+500-K1286+500、

8一般观测点SD01G

K1544-K1545

9山东省S27沾临高速公路观测点K88+596-K90+596特殊观测点SD02S

10山东省G205国道观测点K974+369-K976+369特殊观测点SD03S

广西壮族自治区S31三柳高速公路观测点K153+900-

11特殊观测点GX01S

K154+900

重庆市G5021石渝高速公路长寿连接线观测点LK8+800-

12一般观测点ZS01G

LK10+500

13四川省G5京昆高速公路观测点K2119+000-K2120+000一般观测点SC01G

14四川省G42沪蓉高速公路观测点K1793+500-K1795+000特殊观测点SC02S

15云南省S71昭阳西环高速公路观测点K5+000-K6+000特殊观测点YN01S

16青海省G0613西丽高速公路观测点K429+000-K430+000特殊观测点QH01S

17青海省G0612西和高速公路观测点K81+000-K82+000特殊观测点QH02S

新疆维吾尔自治区G30连霍高速公路观测点K3405+000-

18特殊观测点XJ01S

K3406+000

新疆维吾尔自治区S21阿乌高速公路观测点K76+000-

19特殊观测点XJ02S

K77+000、K233+400-K234+400

20RIOHTrack足尺路面试验环道观测点ZK0+000-ZK2+038.77特殊观测点BJ01S

（2）结构类型代码

按照观测路段结构类型顺序编号，采用两位数字编制，如“01”，作为观测

路段的结构类型代码。对于特殊的观测试验路段，可以按照已有的结构类型编码，

按顺序编号，作为观测路段的结构类型代码。

（3）观测指标代码

按照观测指标的类型，提出采用四位数字代码的形式表示九参数气象站信

息、结构内温度、结构内湿度等在内的等38项观测指标内容。

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首位数字代表一级观测指标，包括路域环境信息、交通荷载信息、路况性能

信息、结构响应信息和其他观测指标信息5类观测指标；

第二位数字代表二级观测指标内容，其中路域环境信息包括路域气象信息、

结构内部环境信息两类，交通荷载信息包括交通基本信息、车辆轴载信息两类，

路况性能信息按照路面材料的不同，分为沥青混凝土路面和水泥混凝土路面两

类，结构响应信息按照路面材料和结构形式的不同，分为沥青混凝土路面、水泥

混凝土路面和桥面铺装三类；第三位数字代表三级观测指标，没有的采用“0”

代替；

第三位数字代表三级观测指标，在沥青混凝土路面的路况性能信息中，包含

了路面病害、车辙、平整度、摩擦系数、构造深度等观测指标；在水泥混凝土路

面的路况性能信息中，包含了路面病害、平整度、摩擦系数、构造深度等观测指

标；在沥青混凝土路面的结构响应信息中，包含了弯沉、应力、应变及竖向变形

两类；在水泥混凝土路面的结构响应信息中，包含了应力、应变及竖向变形1类；

在桥面铺装的结构响应信息中包含了应力、应变及竖向变形1类，没有的采用

“0”代替。

第四位数字代表四级观测指标，包括以下内容：

在路域环境信息中，路域气象信息为包括温度、湿度、光照度、降雨量、风

速、风向、紫外辐射、总辐射、大气压力的九参数气象站信息；结构内部环境信

息包括了结构内部温度和结构内部湿度。

在交通荷载信息中，交通基本信息包括交通量和交通组成，车辆轴载信息为

车辆轴载。

在路况性能信息中，沥青混凝土路面的路面病害主要包括纵向裂缝、横向裂

缝、斜向裂缝、坑槽、拥抱、网裂等病害形式，水泥混凝土路面的路面病害主要

包括了破碎板、裂缝、板角断裂、错台、板底脱空等病害形式，两种路面的病害

均采用以人工观测的方式进行记录，或采用自动观测的方式获得路表图像信息；

沥青混凝土路面的车辙主要采用多功能车自动观测，或采用3米直尺进行人工

观测；路面的平整度指标，按照观测设备的不同，分为多功能车自动观测的平整

度，或采用八轮仪观测获得平整度数据；摩擦系数指标分为横向力系数和摆值两

类，其中，横向力系数是采用