路面平整度检测技术及系统
路面平整度测试规程和平整度检测仪技术标准
路面平整度测试规程和平整度检测仪技术标准1 路面平整度的基本定义路面平整度主要反映的是路面纵断面剖面曲线的平整性。
当路面纵断面剖面曲线相对平滑时，则表示路面相对平整，或平整度相对好，反之则表示平整度相对差。
好的路面则要求路面平整度也要好。
2 路面平整度检测的目的和重要性路面平整度是路面评价及路面施工验收中的一个重要指标。
平整度直接反映了车辆行驶的舒适度及路面的安全性和使用期限。
路面平整度的检测能为决策者提供重要的信息，使决策者能为路面的维修，养护及翻修等作出优化决策。
另一方面，路面平整度的检测能准确地提供路面施工质量的信息，为路面施工提供一个质量评定的客观指标。
3 路面平整度检测仪的基本分类路面平整度的仪器主要有两大分类：第一类为纵断面测定(直接式检测类)，即测出路面纵断面剖面曲线，然后对测出的纵断面曲线进行数学分析得出平整度指标。
第二类为车辆对路面的反应测定(响应式检测类)，即测出车辆对路面纵断面变化的力学响应，然后对测出的力学响应进行数学分析得出平整度指标。
对响应式检测类而言，其平整度指标的换算主要是通过对标准仪器测得的结果进行标定而得到。
通常，第一类检测方法可用于路面施工质量验收与评价，而第二类检测方法主要用于路面周期性评价。
但第二类检测仪器常要借助于第一类检测仪器进行指标标定。
直接式检测类主要特点是：(1)能得到路面纵断面曲线，根据纵断面曲线，平整度特性可直观地反映出来。
(2)测得的路面纵断面曲线可输入到仿真数学模型而得到车辆对路面纵断面变化的仿真力学响应。
过去的实验和研究已证明这种仿真响应与真实的车辆响应有很好的相关性。
(3)检测路面纵断面曲线是较难的，尤其是长波长纵断面曲线，其原因是难以从检测仪本身直接取得路面纵断面垂直高度参照点。
比较可取的方法是从检测仪本身的垂直加速度或与水平线的夹角之中间接地取得垂直高度的参照点。
(4)由于此类检测仪能得到路面纵断面曲线，因此可直接用于新路面施工质量的验收与评价，使验收部门有客观依据决定施工质量的优劣。
沥青路面平整度检测方法及频率
沥青路面平整度检测方法及频率
沥青路面平整度检测是确保道路质量的重要环节，通常采用以
下方法进行检测：
1. 高精度激光测距仪，使用激光测距仪沿着道路表面进行扫描，通过测量反射激光的时间来计算道路表面的高程，进而评估路面的
平整度。
2. 惯性测量单元（IMU），IMU可以安装在车辆上，通过加速
度计和陀螺仪等传感器来测量车辆在道路表面的振动和变化，从而
评估路面的平整度。
3. 高清摄像头，使用高清摄像头拍摄道路表面，并通过图像处
理技术来分析道路表面的起伏情况，从而评估平整度。
4. 振动传感器，安装在车辆上的振动传感器可以实时监测车辆
在行驶过程中的振动情况，从而评估道路表面的平整度。
至于频率，一般来说，对于主干道和高速公路等重要道路，平
整度检测的频率通常为每年一次或每两年一次。
而对于次要道路和
低交通量道路，可以适当降低检测频率，通常为每三年一次。
当然，具体的检测频率还需要根据当地的道路使用情况、气候条件和道路
材料等因素来进行综合考虑和确定。
公路工程平整度试验检测技术分析
车辆工程技术133工程技术1 公路沥青路面平整度检测技术方法近年来，我国不断增长的交通量和逐渐增大的车辆荷载，让人们对公路的使用性能提出了更高的要求，路面平整度作为衡量路面使用性能的重要指标，对汽车通行的平稳性和舒适性产生直接的影响。
想要使沥青路面平整度得到有效保证，必须做好平整度检测工作，具体如下。
（1）3m直尺法。
3m直尺测定法有单尺测定最大间隙及等距离（1.5m）连续测定两种。
两种方法测定的路面平整度有较好的相关关系。
前者常用于施工质量控制与检查验收，单尺测定时要计算出测定段的合格率；等距离连续测试也可用于施工质量检查验收，要算出标准差，用标准差来表示平整程度。
但该方法比较落后，测量效率低下，操作者需要低头弯腰，现已用得较少。
（2）连续式平整度仪法。
连续式平整度仪测量时由人或车拉动该仪器前进，由于路面不平引起测量小轮上下摆动，并带动位移传感器的测杆在传感器的小孔槽里上下滑动。
这样就可以根据传感器输出的电位的正负及其大小来确定路面平整度。
采用该类测定仪灵活性较大，既可人拖，也可车拉，但检测效率较低（检测速度不大于12km/h）。
该方法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、破坏严重的路面上测定。
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。
机架上装有蓄电源及可拆卸的检测箱，检测箱可采用显示、记录、打印或绘等方式输出检测结果。
（3）激光断面仪法。
激光断面仪在公路工程检测中，不仅可以检测路面平整度，还可以检测路面车辙和构造深度等。
激光断面仪是一种新型检测技术，主要构成包括激光传感器、加速度传感器、数据采集仪器等，能够在很短时间内完成路面平整度检测。
其本质是采用了激光测距原理，一标准刚性梁上安装多个（两个以上）激光位移传感器，刚性梁可安装在车尾部。
第五章路面平整度检测
激光路面平整度仪的工作原理是装有激
光路面平整度仪的测试车以一定速度在路面 上行驶，固定在汽车底盘上的一排激光传感 器通过测试激光束反射回读数器的角度来测 试路面，这个距离信号同测试车上装的加速 度计信号进行互差，消除测试车自身的颠簸， 输出一路面真实断面信号。信号处理系统将 来自激光传感器的模拟信号转换成数值信号 并记录下来。
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。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。但不适用于已有较多坑槽、破损严 重的路面上测定。
1Байду номын сангаас检测器具 1）车载式颠簸累积仪
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，如图所示。
2、测试步骤
（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。如检测设备中 某项仪表发生故障，即停车检测。牵引平整 度仪的速度应均匀，速度宜为5km/h，最大 不得超过l2km/h。
第 五 章 路面平整度检测
第一节 概述
路面平整度是反映路面功能性和舒适性 的重要指标，也是路面评价及路面施工验收 中的一个重要指标。路面的平整度与路面各 结构层的平整状况有着一定的联系，即各层 的平整效果将累积反映到路面表面上，平整 度必须通过路基、基层、面层各个层的精确 施工方能得以保证。
路面面层由于直接与车辆及大气接触， 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，影响行车的速度和安全及驾驶的平 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。因此，平整 度的检测与评定是公路施工与养护的重要环 节。
路面平整度检测技术分析
路面平整度检测技术分析学号：416627316012姓名：冯雨欣摘要近几年，我国基础设施建设迅猛发展。
在公路交通方面，随着大量的高速公路、国道、省道、县道以及城市和乡镇道路的里程不断增加，公路验收和养护管理的工作量也日益繁重。
在公路建成验收和养护维修前，必须对道路状况进行客观、准确、快速地检测与评价，为质量管理和养护部门提供检测数据和评价结果。
路面平整度不仅是一个衡量路面质量的指标, 而且更是影响运输经济的一个重要因素. 平整度指标放宽会导致车速降低, 直接影响车辆运营费用及时间费用.本文解释了目前在公路平整度检测中使用最广泛的指标——国际平整度指数。
然后分析比较了目前几种典型的平整度测量仪的优缺点，并归纳了各等级公路对平整度检测方法的要求，最后就现在存在的问题提出解决的方法以及对未来的发展方向进行分析。
关键词：路面平整度；国际平整度指数；发展AbstractIn recent years, the infrastructure construction has received fast development in our country, especially in the highway traffic. However, the workload of road inspection and road maintenance are becoming heavy due to the increase of various kinds of roads such as expressway, national roads, provincial roads, county roads and cities and towns etc. Before the inspection and maintenance, the road conditions must be detected and evaluated objectively and accurately in order to provide the test data and evaluation results to the relevant department. Pavement smoothness is not only a measure of pavement quality, but also an important factor to affect the transportation economy. The relaxation of planeness index will lead to the decrease of vehicle speed, which will directly affect the operating expenses and the time cost of the vehicle.This article explain that the most widely used index of road roughness is the international roughness index at present. And then it analyzes and compares the advantages and disadvantages of several typical flatness measuring instrument. and summarizes the requirements of the detection method for the flatness of each grade highway.Finally, puts forward the solution for existing problems and analyzes the direction of the future development.Keywords：路面平整度；国际平整度指数；发展第一章简介1.1 研究意义进入21 世纪以来随着我国经济的高速发展，对高速公路建设的需求越来越高。
路面平整度检测
检测目的和要求
检测目的
通过对路面平整度的检测，了解 道路表面的起伏状况，评价道路 质量和使用性能。
检测要求
检测结果应具有客观性、准确性 和可重复性，能够为道路建设和 养护提供科学依据。
02
路面平整度检测方法
传统检测方法
3m直尺法
采用3m长的平直尺搁置于路面表面 ，测量直尺与路面之间的最大间隙。 此方法简单，但测量精度和效率较低 。
激光平整度检测系统
车载式颠簸累积仪法
优点在于精度高、速度快、非接触式测量 ；缺点在于设备价格昂贵，对使用环境要 求较高。
优点在于操作简便，检测效率高；缺点在 于受车辆自身振动影响较大，对车辆性能 和传感器精度要求较高。
03
路面平整度检测设备与原理
常用检测设备介绍
01
3m直尺法
采用3m长直尺作为测量基准，通过测量直尺与路面的最大间隙来评定
数据记录
详细记录每个测点的位置、 检测结果以及相关环境参 数等信息。
数据采集、处理及分析
数据采集
将现场试验过程中获取的数据进行整理，包括原始数据、处理后的数据以及相关图像等。
数据处理
对采集的数据进行必要的预处理，如去噪、滤波等，以提高数据的准确性和可靠性。
数据分析
采用适当的统计方法和数据处理技术，对处理后的数据进行分析和挖掘，提取有用的信息和特征。例如， 可以计算路面的平整度指数、分析不同路段之间的差异以及探究路面平整度与交通量、车速等因素之间 的关系。
• 便携性与操作性：对于需要频繁移动或现场检测的情况，设备的便携性和操作 性也是重要的考虑因素。轻便、易携带的设备能够方便地进行现场检测，而简 单易用的操作界面能够提高检测效率。
04
现场试验与数据分析
路面 平整度检测
第二节 3m直尺测定平整度
3m直尺测定法有单尺测定和等距离（1.5m）连续测 定两种，前者用于施工质量控制和检查验收，测定 时要计算出测定段的合格率。等距离连续测试也同 样可用于施工质量检查验收，但要算出标准差，用 标准差来表示平整度的好坏。
❖ 一、检测器具
连续式平整度仪 （八轮仪）、牵引车、皮尺或测绳。
1-脚轮；2-拉簧；3-离合器；4-测量架；5-牵引架；6-前架； 7-记录计；8-测定轮；9-纵梁；10-后架；11-软轴
二、测试步骤
❖ 1．准备工作
（1）选择测试路段。 （2）施工过程中质量检测时，测试地点根据需要决定； 路面工程质量检查验收或进行路况评定时，以行车道一侧车轮
二、准备工作
（1）设备安装到承载车上以后按规定进行相关性试 验。
（2）根据设备操作手册的要求对测试系统各传感器 进行校准。
（3）检查测试车轮胎气压，应达到车辆轮胎规定的 标准气压，车胎应清洁。
（4）距离测量装置需要现场安装的，根据设备操作 手册说明进行安装，确保机械紧固装置安装牢固。
轮迹带作为连续测定的标准位置；
旧路已形成车辙的路面，取一侧车辙中间位置为测定位置。当 以内侧轮迹（或外侧轮迹带）作为测定位置时，测定位置距 车道标线80~100cm。
（3）清扫路面测定位置处的杂物。 （4）检查仪器检测箱各部分是否完好、灵敏，并将各连接线
接妥段路面起点。
2.颠簸累计值VBR与国际平整度指数IRI在选定测试条 件下的相关关系式及相关系数。
第五节 车载式激光平整度仪测定平整度
浅析激光路面平整度检测系统
浅析激光路面平整度检测系统激光路面平整度检测系统是一种利用激光技术实时检测道路平整度的设备。
该系统采用激光器发射激光束，经过光学系统聚焦成一条精细的线，照射在道路表面上，然后通过光电探测器接收回反射回来的光线，经过信号处理和数据分析，得到路面的平整度数据。
本文将从激光路面平整度检测系统的原理、优势和应用等方面进行浅析。
激光路面平整度检测系统的工作原理是基于光电量测量的原理。
当激光束照射在道路表面时，由于路面高低不平，激光束在路面上会产生反射和散射。
系统接收到的反射光信号会随着路面高低变化而发生变化。
通过接收到的光信号强度，可以判断该点的高低差异，从而得到整个路面的平整度数据。
激光路面平整度检测系统相比传统的测量方法有很多优势。
激光测量具有高精度和高速度的特点，能够快速准确地获取路面的平整度数据。
激光系统可以实现全自动化的测量，不需要人工干预，大大提高了测量的效率和准确性。
激光系统还可以进行实时监测，及时发现路面的变化情况，提前采取维护措施，减少因路面不平引起的事故和损坏。
激光路面平整度检测系统在工程领域有着广泛的应用。
在道路建设中，激光系统可以用于道路施工前的路面平整度检测，及时发现和修复路面的不平整问题，确保道路质量。
激光系统可以用于道路维护中的巡检和评估，及时发现和修复路面的损坏和变形问题，延长道路使用寿命。
激光系统还可以应用于高速公路、桥梁和隧道等重要交通设施的平整度检测，确保交通设施的安全和稳定。
激光路面平整度检测系统也存在一些挑战和限制。
激光系统对于路面材质和颜色的适应性较差，对于非均匀反射和散射的道路材质可能会产生误差。
激光系统对于大范围的路面平整度检测有所限制，无法覆盖整个道路。
激光系统的设备价格较高，对于一些中小规模的道路施工单位来说可能承担不起。
激光路面平整度检测系统是一种高精度、高效率的道路测量设备，具有广泛的应用前景。
随着激光技术的不断发展和成熟，相信激光路面平整度检测系统将会在道路建设和维护领域发挥重要的作用。
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日本：
PSI 4.53 0.518 lgσ 0.371 C 0.174 D2
σ—纵向平整度标差（mm）；C—裂缝率（%）
D—车辙深度（cm）
NOTE：
1、PSI主要受平整度的影响 2、日本处置方法
PSI 3.0~2.1 2.0~1.1 1.0~0.0
处理方法 表处 罩面 重建
2、对车速的影响
断面类平整度测试设备
水准测量 梁 式 断 面 仪（TRRL） 激 光 断 面 仪（丹麦） 纵 断 面分析仪
（法国路桥中心试验室LCPC研制的惯 性断面仪APL）
水准测量
手推式断面仪
激光断面仪
美国ASTM标准（E950—94）
加速度计：±2g 激光传感器：
采样间距 分辨率
偏差
一级 ≤25mm
AASHTO： PSI 5.03 1.91lg(1 SV ) 0.01 C P 0.21RD2 AC
PSI 5.41 1.980 lg(1 SV ) 0.05 C 3.3P
PC
SV—纵向平整度离散度；C—裂缝度（m2/1000m2） P—修补度（ m2/1000m2 ）；RD—车辙深度（cm）
油耗 轮耗 时间
4、对道路养护的影响
结构性能 功能性能 养护费用 运营费用
综合
平整度检测的重要性
平整度的检测和评 定是公路施工与养 护的一个非常重要 的环节
公路工程质量检查项目
弯沉（土方路基、沥青面层） 抗压强度（底基层、基层） 抗拉强度（水泥混凝土面层） 压实度（路基、底基层、基层、沥青面层） 厚度（底基层、基层、面层） 沥青含量（沥青面层） 平整度（路基、底基层、基层、面层） 横披（路基、底基层、基层、面层） 纵断高程（路基、底基层、基层、面层） 摩擦系数（沥青面层） 构造深度（沥青面层、水泥混凝土面层） 路表病害（高速公路养护）
施工质量
养护水平
平整度对路面使用的影响
1、 对行车舒适性和安全性的影响
主观评分（50年代，AASHTO，PSR） 服务性能指数（ AASHTO ，1960，PSI） 服务性能指数（日本，1978，PSI） 舒适性指数（加拿大，70年代末，RCI） 中国道路质量指数模型（交通部，1996，RQI）
平均车速与平整度的关系
ARV(v)
a2 IRIv
v 22.2
( a0
a1
ln( a2 RI
))
其中：ARV—平均车速； IRI—国际平整度指数； v—车速； RI—行驶指数； a0 ~ a2 —回归系数
3、对经济性的影响
平整度值
车速
巴西、加勒比海：15% 印度：10% ~ 33% 中国：15%
方式
动态 动态 动态 静态 静态 动态
动态
2、原理
☆ 反映类
组成：
颠簸累积传感器、
DMI、数据采集系统
VBI：
车辆后轴与车厢之间的 单向位移累积值 （单位：cm/km）
VBI越大，路面平整性 越差
特点：
➢ 反应类设备记录了机械系统以恒定速度在路面上行驶时的 动态响应，而获得平整度的相对测试结果。该结果与机械系 统的振动特性、车辆行驶速度、环境气候等因素有关。
车速与平整度的关系
（Watanatada，1987，巴西）
S = a1 + a2 RS + a3 F + a4 CURVE + a5 ALT + a6 BI + a7 PWR + a8 WIDTH
其中：RS—事故速度； F—雨中速度； CURVE—曲率； ALT —海拔； BI—平整度值； PWR—汽车功率； WIDTH—路面宽度； a1~a8—回归系数。
二、平整度测试设备
断面类
测定路面表面凹凸情况
反应类
测定路面表面凹凸引起的车辆振动的颠簸 情况
反应类指标即为舒适性能指标
1、类型
种类
反映类
断面类
仪器
车载式颠簸累积仪 拖车式颠簸累积仪 PRDAS平整度仪 精密水准仪 三米直尺 连续式平整度仪
激光断面仪
产地
英国 英国 澳大利亚
美国、丹麦、 法国、英国、 澳大利亚
面层
3m直尺：每200m测2处*10尺 平整度仪：全线每车道连续检测，每100m计算σ、IRI
测试方法比较
方法
特点
技术指标 适用范围
3m直尺法
设备简单,结果直 最大间隙h(mm) 观,间断测试,效率 低,反应凸凹程度
连续式平整度仪 法
路面平整度测试技术
一、平整度的概念及工程意义 二、平整度测试设备 三、规范要求测试频率与测试方法 四、平整度指标之间的换算 五、Dynatest 5051激光平整度测试系统（RSP）
一、平整度的概念及工程意义
平整度
是指以规定的标准量规，间断或连续地量测 路表面的凹凸情况，即不平整度的指标，是 路面的一种表面特征
➢ 缺点： a. 时间稳定性差，由于车辆振动特性会随时间和其它因素
而变化，同一台设备在不同时期测定结果不一致。必须经常 标定以确保获得合理的测定结果；
b. 转换性差，不同部门的测定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比较；
c. 不能给出路面的真实断面和绝对变形，因而无法利用测 定结果考察和分析影响路况的路表特性。
二级 三级 四级
25mm～ 150mm 150mm
～ 300mm
>300mm
≤0.1mm
0.1mm～ 0.2mm 0.2mm～ 0.5mm
>0.5mm
1.25mm 2.5mm 6.25mm
精度 （SD） 0.38mm
0.76mm
2.50mm
三、规范要求测试频率与测试方法
基层和底基层
3m直尺：每200m测2处*10尺
是路面使用性能最重要的指标之一 是影响路面行使质量的主要因素（舒适性）
影响路面平整度的因素
交通荷载
水平力（刹车制动力、摩擦力）：拥包、车辙 竖向力：不均匀沉陷
环境因素
温度、湿度：引起路面结构物理力学性质发生变化（胀缩、 强度变化）
路面结构
结构层层间结合、结构层承载力、材料的高温、低温及 水稳定性等
反映类平整度测试设备
美国公路局BPR平整度仪 英国TRRL研制的颠簸累积仪（VBI） 美国PCA平整度仪 美国Mays平整度仪 澳大利亚NAASER平整度仪
美国BPR平整度仪
（单轮拖车，测试速度32km/h，通过机械式积分器记录 带片弹簧车轮的竖向位移量）
☆ 断面类
原理：
沿轮迹量测路表面高程——路表纵断面——通 过数学分析采用一综合性统计量表征平整度