车载式激光平整度仪测试平整度方法

JTG 3450—2019《公路路基路面现场测试规程》中T 0934-2008车载式激光平整度仪测试平整度方法

1 适用范围
1.1 本方法适用于车载式激光平整度仪测量路面国际平整度指数（IRI），以表征路面平整度。
1.2 本方法适用于在无严重坑槽、车辙等病害及无积水、无冰雪、无泥浆的正常通车条件下路面上进行平整度测试。
2 仪具与材料技术要求
  车载式激光平整度仪（以下简称激光平整度仪）由承载车、距离传感器、纵断面高程传感器和主控制系统组成，基本技术参数的要求如下：
（1）测试速度：（30～100）km/h。
（2）采样间隔：≤500mm。
（3）传感器测试精度：1.0mm。
（4）距离标定误差：≤0.05%。
3 方法与步骤
3.1 准备工作
（1）检查激光平整度仪的各传感器。
（2）检查承载车轮胎气压，应达到车辆轮胎规定的标准气压，车胎应清洁，不得沾附杂物。
（3）现场安装距离测量装置，应确保机械紧固装置安装牢固，螺丝无松动。
（4）检查激光平整度仪各部分应符合测试要求，不应有破损。
（5）打开系统电源，启动控制程序，检查各部分的工作状态。
3.2 测试步骤
（1）测试开始之前应让承载车以测试速度行驶（5～10）km，按照规定的预热时间对激光平整度仪预热。
（2）承载车停在测试起点前（50～100）m 处，启动平整度测试系统程序，按照测试路段的现场技术要求设置完毕所需的测试状态。
（3）驾驶员应按照要求的测试速度范围驾驶承载车，宜在（50～80）km/h 之间，避免急加速和急减速，急弯路段应放慢车速，沿正常行车轨迹驶入测试路段。
（4）进入测试路段后，测试人员启动系统的采集和记录程序，在测试过程中必须及时准确地将测试路段的起终点和其它需要特殊标记的位置输入测试数据记录中。
（5）当承载车辆驶出测试路段后，测试人员停止数据采集和记录，并恢复仪器各部分至初始状态。
（6）检查测试数据文件应完整，内容应正常，否则需要重新测试。
（7）关闭系统电源，结束测试。
4 数据处理
  激光平整度仪采集的数据是路面相对高程值，应以100m 为计算区间长度用IRI的标准计算程序计算国际平整度指数（IRI）值，以m/km 计，保留2位小数。
5 激光平整度仪测值与国际平整度指数IRI 相关性关系试验
5.1 试验条件
（1）选择不少于4 段不同平整度水平的路段，每段路IRI 值的间距应大于1.0，且有足够加速或减速长度的路段，根据实际测试道路IRI 的分布情况，可以适当增加某些范围内
的标定路段。
（2）每路段长度不小于300m。
（3）每一段内的平整度应均匀，包括路段前50m 的引道。
（4）选择坡度变化较小的直线路段，路段交通量小，便于疏导。
（5）一台承载车安装的多套平整度测试设备，需要分别试验。
（6）宜选择在车道的正常行驶轮迹上进行，明确标记试验路段起终点位置。
5.2 试验步骤
5.2.1 距离标定
（1）选择坡度变化较小的平坦直线路段，长度不小于500m，标记起终点。
（2）标定开始之前应让承载车以测试速度行驶（5～10）km，按照规定的预热时间对测试系统进行预热。
（3）将承载车的前轮对准起点线，启动测试系统，然后令承载车沿着路段轨迹直线行驶，避免突然加速或减速，接近终点时，减速停车，确保承载车的前轮对准终点线，输出距离测值。重复此过程，确保距离传感器测试结果和路段标称长度的差值允许误差范围之内。
5.2.2 按照本方法3.2 的规定，对试验路段进行5 次重复平整度测试，取其IRI 计算值的平均值作为该路段的测试值。
5.2.3 IRI 值的确定
（1）以精密水准仪做为标准仪具，测量标定路段上测线的纵断面高程，要求采样间隔为250mm，高程测量精度为0.5mm。然后用IRI 标准计算程序对纵断面测量值进行模型计算，得到标定线路的IRI 值。
（2）其它符合世界银行一类平整度测试标准的纵断面测试仪具也可以作为确定标定路段IRI 值的仪具。
5.3 试验数据处理
  按照本规程附录C 的规定将各试验路段的IRI 值和相应的平整度仪测值进行回归分析，建立相关性关系式，相关系数R 不得小于0.99。
6 报告
  本方法应报告以下技术内容：
（1）测试路段信息（桩号、长度等）。
（2）国际平整度指数（IRI）值及其换算值。
（3）若进行相关性试验，还应报告相关性关系式及相关系数。

条文说明

  高效自动化平整度测试系统种类繁多，结构、原理、操作以及所用的指标均存在较大差异，参照世
界银行46 号报告对平整度测试方法的研究成果，按其对道路纵断面测试的直接程度以及精确度分为反
应类平整度测试系统和纵断面平整度测试系统。
  反应类测试系统是通过测量车辆在路面上通行时车轴与车身之间的垂直位移或车身的加速度作为
其对路面不平整度的反应值，其测试结果与车辆的动态性能有关，因而具有时间不稳定、不易于转换、
难以进行比较等固有特征，需要通过与国际平整度指数IRI 之间的相关性关系，间接换算成国际平整度
指数IRI 表征路面的平整度，如车载式颠簸累积仪、BPR 平整度测试仪、NAASRA 平整度测试仪等。
纵断面平整度测试系统是通过测量路面纵向断面高程值，直接计算出国际平整度指数IRI 表征路面的平
整度，如激光断面测试仪、超声波断面测试仪、APL 纵断面分析仪、多轮式平整度测试仪等，这类测
试系统要求采样间隔不超过250mm，传感器测距允许误差为1mm，达不到要求的，则应视为反应类测
试系统。
  国际平整度指数IRI 是由世界银行推荐使用的标准的平整度测试指标，并且在其46 号报告里发表
了IRI 的标准计算程序，采用了1/4 车模型。IRI 是一个断面类的数学统计指标，具有时间稳定性，易
于重现，对路面1.2m～30.5m 范围内的波长有较好的频率响应特征，与大多数平整度测试结果有良好
的相关性关系，包括与我国现行规范中使用的标准差σ也有良好的线性关系，以IRI 为标准的平整度测
试指标，使不同平整度测试系统的结果可以相互比较。
  根据世界银行的分类标准，采样间隔小于等于250mm，断面测量精度为0.5mm 的纵断面测试系统，
为一类平整度测试系统，如精密水准仪、手推车断面仪、部分激光平整度仪等。根据选取5段IRI在（0～
5）m/km 范围内不同水平的路面的试验表明，同时用水准仪、手推车断面仪、激光平整度仪进行IRI
测试，三种方法的IRI 测试结果一致，并且对于所试验的激光平整度仪不同速度的测试结果也具有很好
的一致性，因此，符合世界银行一类平整度标准的仪具，经过系统校准，均可以作为建立反应类测试系
统与IRI 相关性关系的标定工具。
  超声波平整度仪的使用可参照本方法。

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