（道路与铁道工程专业论文）由平整度预估路面剩余寿命.pdf

摘要 摘要 路面平整度是度量路面行使质量的一项主要性能指标。路面在使用过程中， 由于路面不平整度的激励，外界自然因素的影响及车辆路面系统的共同作用， 产生振动荷载，从而直接影响路面损坏、交通安全、车辆磨损、行车速度及行车 经济性等等，其中产生的路面永久变形( 路面损坏) 将引起路面平整度的变差， 从而又增大振动荷载的产生( 因此，在车辆结构确定时，路面平整度与车辆振动 荷载是一种耦合关系) ，最终使路面行使质量指数降低，路面可使用期限减小。本 论文正是基于这种耦合关系，研究平整度和动荷载随时间的变化情况，并参照临 界可使用状态路面行驶质量指数，预估路面可使用寿命。 本论文的研究是一个较为复杂的过程，涉及多方面内容：通过理论分析和参 考实测资料，建立了正弦函数波形路面模型，并确定模型的波长和振幅；借鉴车 辆研究部门的理论分析，建立考虑左右激励相位差的四自由度车辆模型，通过多 自由度系统复模态理论，求算振动荷载( 精确到具有一定公差的特定点) ；参照修 正壳牌永久变形理论，计算动荷载下的路面永久变形( 精确到具有一定公差的特 定点) ；由计算的永久变形值，计算变形后路面平整度，再经正弦函数理论，计算 变化后平箍度的波形路面振幅和频率；由计算后的波形函数形式，求算动荷载和 永久变形值，并再次计算变形后平整度和波形路面振幅和频率，以此循环计算； 由f 年后的计算平整度，与由临界行使质量指数确定的临界平整度比较，最终得出 路面的可使用期限值。通过以上的理论分析与实际计算，得出了动荷载和沥青混 合料路面变形的影响因素及变化规律，其与路面波长、振幅、激励相位差等有关 系，因此可对沥青路面设计和研究提供参考；在永久变形基础上得出路面振幅和 平整度标准差变化趋势，由此得出路面质量较差的点较之较好的点更能影响路面 的使用寿命，并提出路面养护的综合考虑，全面规划，精心养护，绝不可疏忽某 点某段路面的损坏；采用m a t l a b 和v c + + 等编程语言，最终形成一套预估路面使 用寿命软件，为道路检测和管理部门提供实际应用。 本论文分析和计算中采用的检测资料，均是西宝高速公路k 3 3 一k 4 2 路段右 车道的平整度检测资料，在理论分析中考虑了气候、路面结构及材料等差异，并 对舶础永久变形理论进行了一定的修正，同时经过对比分析，对每千米路段和 k 3 3 一k 4 2 路段的平整度和振幅值进行联系，因此，不仅适用于每千米路段的分 析，也适用于对选定路段的分析，对其他地区公路的维修养护及评估也有实际的 应用价值。 关键词：平整度模型动荷载变形使用寿命循环 竺塑垦竺! a b s t r a c t p a v e m e n te v e n n e s sisam a i ns i g no f r o a de x e r t i s in gq u a n t j t yi n d e x d u r i n ge x e r c i s e ，r o a dw ii ic a u s ev e h i c i ei o a d in g su n d e rt h ea c t u a t e so f r o a df i e e v e n n e s sa n dc o ii e c t i v ei m p a c to fv e h i c i e r o a d w h ；c he x a c t l y a f f e c tp a v e m e n td a m a g e t r a f f i cs a f e t y 。v e h i c i es p o ii v e i o c i t ya n de c o n o m y a n ds oo n ，o n eo f w h i c hsp e r m a n e n td e f o r m a t i o n ( r o a dd a m a g e ) 。a sw i l ic a u s e e v e n n e s sd a m a g ea n dv e h i c iei o a d in g sa c c r e t i o n ( t h e r e f o r e a tac e r t a i n v e h i c i ec o n s t r u c t i o n r o a de v e n n e s sa n dv e h i c i ei c a d i n g sisak i n do fc o u p ie r e i a t i o n ) 。t oc a rr yr o a de x e r c i s i n gq u a n t i t yi n d e xa n dr o a ds e r v i c eii f e d o w n a c c o r d i n gt ot h i sk i n do fc o u p i er e i a t i o n ，t h i st h e s i ss t u d yt h e v a tl e t yc ；r c u | 1 1 s t a n c eo fe v e n n e s sa n dv e h i c l et c a d i n g s w i t hr o a de x e r c i s ；n g t i m e o t h e rw i s ec o m b i n i n gt oe x e r c i s a b i er o a de x e r t is i n gq u a n t i t yl n d e x 。 e s t i m a t er c a ds e r v i c e | i f e t h isr e s e a r c ho ft h e s i siss o m av s r i e t y ，i n v o i v i n gaf e wd o m a i n s ，p a s s t h et h e o r i e sa n a i y s i sw i t ht h em e a s u r i n gd a t ac o n s u i t s ，w ee s t a b iis h e dt h e s i n ef u n c t i o nw a v ef o r mr o a dm o d e i a n dm a d es u r et h ew a v e i e n g t ho ft h e m o d e lw i t hf i a p ：p a s st h et h e o ri e st h a td r a wi e s s o n sf r o mt h ev e h i c i e r e s e a r c hd e p a r t m e n t ，e s t a b li s h e dav e h i c i em o d e lo ff o u rf r e ew i t h c o n s i d e r a t i o nt h ep h a s es h i f te n c o u r a g i n g a n dp a s st h ei m a g i n a r yt h e o r i e s o fm a n yf r e em o i dr e p i y ，c a i c u i a t e dt h ev e h i c i ei o a d i n g s ( a s c e r t a i nt h e p a r t i c u i a rb i t sh a v ec e r t a i nt o i e r a n c e ) ：a c c o r d i n gt ot h ec o t r e c t i n gs h e l l p e r m a n e n tt r a n s f o r m a t io nt h e o rie s c o m p u t et h ep a v e m e n tp e r m a n e n t t r a n s f o r m a t i o nu n d e rv e h i c i ei c a d i n g s ( a s c e r t a i nt h ep a r t i c u i a rb i t sh a v e c e r t a i nt o i e r a n c e ) ：f r 伽c a i c u i a t i n gr e s u i to ft h ep e r m a n e n t t r a n s f o r m a t ；o n c alc uia t e dt h er o a de v e n n e s sa f t e rt h et r a n s f o r m a t ；o n c e m b i n i n gt h r o u g hs i n ef u n c t i o nt h e o r i e s 。c o m p u t e dt h er o u t ef i a p sw i t h f r e q u e n c yo fe v e n n e s s ：f r o maf o r mf u n c tio nf o r mt h a ta f t e rc o m p u t in g c a i c u i a t ev e h i c i ei c a d i n g sa n dp e r m a n e n tt r a n s f o r m a t i o na g a i n o t h e r w i s e c o m p u t et h ef i a p sw i t hf r e q u e n c yo fr c a da f t e rt r a n s f o r m a t i o na g a i nw i t h ac ir c u i a t e ：f r o mt h ee v e n n e s sc a i c u i a t i o no fty e a r s 。w i t hc o m p a r is o n c r i t i c a ii ye x e r t is i n gq u a n t i t yi n d e x m a d es u r et h ep a v e m e n ts e r v i c ei f e t h jst h e s ；sc o n c e r n sm a t h e m a t i c s 。m a c h i n e c a l c u i a t o ra n dt r a n s p o r t a t i o n a n de t ci ns t u d yp r o c e s s s ot h ec o u r s ei sav a ri o u sc o u r s e ss t u d y f ar t h e r a b s t r a c t 2 m o r e ，t h r o u g ht h ea b o v et h e o r ie sa n a i y a isw i t ht h ea c t u a ic a i c u i a t i o n g e tt h ei m p a c t i o nf a c t o r sa n dt h et r a n s f o r m a t i o nr e g u ia r so fv e h i c i e i o a d i n g sa n dp i t c ha m a i g a mt r a n s f o r m a t i o n 。w h i c hh a v es o m e t h i n gt od o w a v e i e n g t h a m p ii t u d ea n dm o t i v a t i n gp h a s e s oa st oo f f e rc o n s u i t st ot h e r o a dd e s i g na n dr e s e a r c h ：f r o mt h ep e r m a n e n tt r a n s f o r m a t i o no fp a v e m e n t ， g e tt h ec h a n g e a bietr e n do f r o a da m pit u d ea n de v e n n e s s ，m o r eo v e r g e t t h a tac e r t a i np a v e m e n ti nw o r s ea c t i o nq u a n t i t ya f f e c tr o a ds e r v ；c eii f e m o r ei m p o r t a n c et h a nb e t t e ra c t i o nq u a n t i t y a n dp u tf o r w a r dt h es y n t h e s z e c o n s i d e r a t j o n t h ec o m p l e r ep r o g r a md u r i n gr o a dp r o t e c t i o n w i t hm e t i c u i o u s c a r e f a r t h e rm o r e 。c a n tn e gie c tt h ed a m a g eo fac e r t aina n dac e r t ainr o a d a b s o i u t e i y ：a d o p t i o nt h em a t l a ba n dv c + + w e a v ei a n g u a g e t og e tas e to f s o f t w a r ee s t i m a t i n gt h er o a ds e r v i c eli f e o f f e r i n ga c t u a ja p p li o a t i o nf o r t h er o a de x a min ea n dm a n a g es e c tio n t h ee x a m i n a t i o na n dc a i c u i a t i o nd a t ai nt h i sr h e a i s a ii i st h a t e x a m i n a t i o nd a t ao nx i - b a os u p e r h i g h w a yk 3 3 k 4 2r i g h tw a y a i s oc o n s i d e r e d w e a t h e r ，r o a dc o n s t r u c t i o na n dm a t e r i a i e t cd i f f e r e n c e si na n a i y a is ，s o i ta i s oh a sp h y s i c a iv a i u ef o rh i g h w a ys e i a c t i o n so nm a i n t a i n s p r o t e c t s a n dv a lu a t i o n sino t h e rr e g j o n s k e y - 帕r d s ：e v e n n e s s 。m o d e i v e h i c i ei o a d i n g s s e r v i c e ii f e ，c ir c i e 重庆交通大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作 所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经 发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明 确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 日期：2 0 0 6 年4 月2 8 日 重庆交通大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 重庆交通学院可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用 影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密口，在- 年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不保密击。 ( 请在以上方框内打“4 ”) 学位论文作者签名 指导教师签名： 日期：2 0 0 6 年4 月2 8 日日期：2 0 0 6 年4 月2 9 日 历 0 及 第一章绪论 第一章绪论 1 1 课题的提出及研究意义 交通运输是国民经济的大动脉。作为国民经济的先行官，自我国改革开放以来， 交通运输事业取得了显著的发展，尤其高速公路，因其高速、快捷的优点，发展异 常迅速：据统计，从1 9 8 8 年我国第一条高速公路沪嘉高速公路通车以来，高等 级公路赢线发展，“八五”期间开始实施“五纵七横”路网建设；到2 0 0 4 年高速公 路已经突破2 5 0 0 0 公里，同年交通部制定国家高速公路网规划，规划建设8 2 万 公里的高速公路网，覆盖1 0 多亿人口，届时我国将形成快速综合运输网。同时，由 于沥青路面具有表面平整、行车舒适、耐磨、噪音低、施工周期短、维修方便等优 点，被广泛应用到高速公路建设中，因而我国高速公路大部分为黑色路面。 交通量的增大，使得路与车的矛盾凸现，为提高运行能力和提高交通安全，交 通工程技术人员倡导“交通渠化”。随之沥青路面便产生了车辙、推移、拥抱等永久 变形。永久变形作为高等级沥青路面的一种主要损坏形式，不仅严重降低了路面的 使用寿命，而且降低了乘车舒适性，危害行车安全，同时，其维修养护也较其他路 面病害形式困难。一系列的调查表明，随着交通量的增多，永久变形引起的路面损 坏所占的比例越来越大：如美国，7 0 年代a a s h t o 发起的在各州所进行的路面损坏 调查表明，在州际主要公路上，由于永久变形所导致的路面损坏约占3 0 ，而日本 在8 0 年代统计显示，由于永久变形引起的路面损坏高达8 2 ，在我国，自“八五” 以来，永久变形问题也越来越严重，永久变形已经成为当今沥青路面三大损坏形式 之冠的世界性问题。 为了保证路面在使用期内保持一定的使用性能以满足使用要求，将有限的资金 分配到最需要采取措施并取得最佳效果的路段上，对路面进行有效管理与及时维修， 我国采取了检测路面平整度大小来分析其永久变形损坏程度和路面使用性能恶化程 度。对路面平整度指标有明确规定，根据公路工程质量检验评定标准- ，0 7 1 - - 9 8 3 ， 高等级道路的平整度以标准差o - 1 2 聊州来限制；按照公路养护技术规范脚0 7 3 - 8 5 3 ，其养护标准取盯 3 5 栅 ，所以一般公路取0 - 2 5 珊跏。对路面平整度的成 因及控制也进行了较多的研究，取得了一些进展，如新建i 每速公路的路面平整度大 小主要取决建设质量，与路面的设计、路面材料的选择、路面的施工工艺等因素有 关；在使用过程中，高等级公路的路面平整度在自然因素和行车荷载的作用下，特 别是在行车动荷载的作用下将出现衰退，即路面平整度由较好的水平向较差的水平 发展( 平整度变差) 。可以注意到，汽车行驶在不平整的路面上，车轮将对路面产生 附加的动荷载，这种动荷载将加速路面平整度的衰减，而路面平整度的变差又将使 得车轮对路面产生的附加动荷载增大，这就是路面平整度与汽车动荷载之间的耦合 第一章绪论 2 作用。但迄今仅有很少的研究人员分析路面的平整度与其引起的动荷载之间的关系。 目前我国对路面结构的设计均以静止的车辆荷载作用下的结构为研究对象，这 在荷载不太大、车速较低、路面非常平整的情况下基本是适合的。然而在路面有一 定的不平度时，汽车行驶将对路面产生运动荷载，静力荷载模式与车辆行驶过程中 对路面的实际作用力将有较大的差异，地面结构的动力学特性也远非净力学特性所 能描绘，这些差异和缺陷，用现有的设计理论和方法无法从根本上加以解决的。 在路面设计理论中，把行驶的车辆荷载以静止的胎压模型设计，考虑动荷载系 数，从而限制路面的车辙，到达设计寿命。然而在高等级公路的使用过程中，路面 的使用寿命往往在没有达到设计使用年限时就出现早期破坏，其中很重要的一个因 素就是没有考虑实际的动荷载作用而导致的。 本论文从不平整路面引起的行车动苟载作用出发，力求取锝动力荷载作用下高 等级公路路面平整度与行车动荷载之间的关系，从而为动荷载设计奠定一定的基础， 并寻找出平整度随荷载作用变化下的规律和动荷载对时间、平整度的变化趋势，预 估路面的动荷载和永久变形，参照质量规范而得出路面的使用的临界状态和期限， 为公路相关部门的养护、翻修道路提供依据；最后利用所得到的这些关系编程，开 发一套分析动荷载与平整度的变化规律的程序，为工程实际提供重要的应用价值。 1 。2 国内外研究现状及发展趋势 作为世界上经济科技实力最雄厚、公路交通与航空运输最发达的国家美国从 1 9 8 7 年开始，投资i 5 亿美元用于开发“战略公路研究计划”翮吲昭格h i g h r e s e a r c h p r o g r a m ，简称s h r p 计划，该计划于1 9 9 3 年结束后，国会又追加投资7 亿美元用于路面长期性能观测，其中相当大的一部分用于路面动力学研究，他们对 当代繁重交通作用下地面结构的设计方法必将以动力学为基础有着非常深刻和长远 的构思。 欧洲共同体也在目益抓紧这方面的研究，如英国垒4 桥大学工程学系在这方面颇 有建树。地面结构的动力学响应分析近年来也成为学术界十分重视的课题。从国际 上最负盛誉的权威刊杨j o u r n a lo f a p p l i e dm e c h a n i c s 以及a s c e ( 美国土木 工程师协会) 、a s m e ( 美国机械工程师协会) 的各种国际刊物上发表的论文就可以 看出，该领域已成为最活跃的热门领域。 在研究某种地面结构的动力响应时，作用的车辆荷载一般地被认为是大小位置 均不随时间变化的恒载，而实际上这种简化只是理想的特殊荷载，没有真正涉及真 实荷载作用。另一方面对车辆荷载的研究也很少，只是汽车部门在研究减振和提高 车辆行驶舒适性及疲劳问题等稍有触及。 在纵观国内外一些成果可知，汽车部分着重研究车辆振动模型：如k e v i n 等的 第一章绪论 车辆振动模型。公路交通部门只是研究汽车静载下的公路结构的响应，或者是所建 的模型与实际荷载作用有较大的差距，如我国的钟阳、王哲人( 1 9 9 2 ) 把汽车分别简 化为二自由度和五自由度体系，初步分析了车辆荷载与行车速度的关系；东南大学 的黄晓明、孙璐等在上述模型上利用随机理论作了分析。而我国这几位作者在建立 车辆振动模型时都忽略了轮胎阻尼的影响，考虑的是刚性轮胎。与汽车轮胎有较大 的差别。 从现有的研究成果可以看出，各个国家研究人员在各自的研究方面都取得了相 应的研究成果，但在某些方面还不尽完善，如如何将车辆振动模型( 与实际车辆振 动相近) 与路面相作用之间相结合分析等，所以本论文提出把行驶的车辆振动模型 与路面结构之间的相互作用结合，分析研究车辆动荷载作用及其对路面的破坏作用， 这将成为f 一个研究焦点，今后的发展趋势将沿着这一方面进行，在研究理论取得 突破性发展对路面设计理论中将以动力荷载作为设计标准，从而把实际荷载作用与 路面之间的响应纳入设计体系，解决目前路面设计理论中静荷载设计理论无法解决 的路面使用过程中的早期破坏及缺陷。 1 3 研究内容、目标和技术关键 1 3 1 本课题的研究内容： ( 1 ) 分析总结路面平整度测量各种方法的优缺点和相关联系，以国际平整度指数 为标准，将各种方法结果与该指数建立回归关系，并以国际平整度指数评价路面行 驶质量指数。 ( 2 ) 研究分析路面的不平擦度( 沿路面纵向高低程度) 引起的行驶车辆的附加动 力荷载，建立数学模型分析研究路面不平整度与汽车动荷载之间的关系。 ( 3 ) 研究分析在不平整路面上行驶的汽车动荷载对路面的破坏作用( 动力荷载作 用下路面的不平整度增加) 及其与路面使用性能及品质衰减之间的关系。 ( 4 ) 研究开发路面不平整引起的动荷载产生路面永久变形( 以平整度指数变化为 指标) 对行驶质量指数的变化情况，并与最低限度为限点，计算路面的使用周期的 程序。 1 3 2 本课题的研究目标： ( 1 ) 路面不平度与不同行驶车辆之间动荷载的相关关系( 以函数形式表达) ； ( 2 ) 路面不平度及交通荷载与路面使用品质变化之间的相关关系，并使其获得的 关系式置信度( 可靠度) 达0 8 以上； ( 3 ) 研究开发的程序计算结果与路面实际变化结果之间误差率控制0 1 在以内， 为道路管理维修部门提供及时有效的预测。 1 3 3 本课题研究的技术关键： 第一章绪论 4 ( 1 ) 理论分析路面不平度与不同行驶车辆荷载之间的关系，分析在不平整路面上 行车荷载沿纵向的分布； ( 2 ) 从理论上分析预测路面不平度在荷载疲劳作用下的变化规律，即从理论上分 析预测路面使用品质的变化规律( 衰减规律) ； ( 3 ) 从现有高等级公路路面不平度的测量结果对上述理论分析结果进行验证与 修正，从而得出路面不平度程度与荷载及路面使用品质衰减之间的关系； ( 4 ) 利用多种程序语言( 主要是m a t l a b 和c 语言) 编程，对行驶质最指数的变化 进行有效预测，将预测结果与( 3 ) 对比，分析路面剩余使用年限。 第二章平整度理论 第二章平整度理论 铺面在使用过程中，由于行车和自然因素的不断影响，其使用性能会逐渐衰 减，最终达到不能满足使用要求的状态。为了了解和掌握铺面使用性能的衰减情 况，以便即是采取各种养护和改建措施以延缓其衰变或恢复其性能，必须定期对 铺面的使用性能进行监测，对它满足使用要求的程度进行评价。铺面平整度即是 度量铺面行驶质量的一项主要性能指标。本章我们将就平整度进行说明。 2 1 平整度的概述 按照i r r e ( 国际道路不平度试验) 定义，路面不平度是道路表面对于理想平 面的偏离，它具有影响车辆动力性、行驶质量和路面动力荷载三者的数值特征。 因此，平整度可定义为铺面表面诱使行驶车辆出现振动的高程变化，是路面使用 性能的一项主要指标。它不仅影响行车的安全性、乘坐的舒适性及运输的经济性， 还直接产生汽车振动荷载，从而加剧路面和汽车机件的损坏和轮胎的磨损。路面 的平整度与路面结构层次有着一定的联系，即各层次的平整度效果将累积反映到 路面表面上，因此它必须通过路基、基层、厦层各个层次的精细设计、精确施工方 能得以保证。道路工程通常采用规定的标准量规，间断地或连续地量测道路表面的 凹凸情况，从而得出不平整度的指标。目前，国际上常用的路面不平度评价指标有 n a a s r a 指数、a p l 指数、c p 指数、剑指数、p s i 指数、i r i 指数、p s d ( 功率 谱密度) 、盯( 标准差) 等，我国常用盯( 标准差) 、i r i 指数来评价路面平整度。 根据交通部公路路基路面现场测试规程j t j0 5 9 9 5 规定：平整度的钡4 试 设备分为断面类和反应类两类，断面类平整度测定是直接沿行驶车辆的轮迹量测 路面的高程而得到路表纵断面，通过数学分析后采用一综合性统计量作为其平整 度指标，其实质是测定路面表面凹凸情况。这一类测试设备最常用的是3 m 直尺及 连续式平整度仪，其中3 m 直尺的特点是设备简单、结果直观、间断测试、反应凹 凸程度，其技术指标是最大间隙h ( r a m ) ，用来评价道路的横向平整度，缺点是工 作效率较低，而且3r n 直尺检测一般只用于高等级道路的横断面车辙检测。据公 路路基路面现场测试规程j t j0 5 9 9 5 可知，纵断面平整度的检测要求用连续式 平整度仪；连续式平整度仪设备较复杂、连续测试、工作效率高、反应凹凸程度， 其技术指标是标准差仃( m m ) 。用来评价道路的纵向平整度。反应类平整度测定系 统是在主车或拖车上安装由传感器和显示器组成的仪器，它可以传感和累积车辆 以一定速度驶经不平整路表面时悬挂系统的竖向位移量，其实质是测定路面凹凸 引起车辆振动的颠簸程度。反应类指标是司机和乘客喜接感受到的平整度指标，因 此实际上是舒适性能的指标，其最常用的测试设备是车载式颠簸累积仪，特点是设 备复杂、连续测试、反映舒适性、工作效率高，其技术指标是单向累计值 第二章平整度理论 6 v b l ( c m l k m ) ，用来评价道路的行车舒适性能。表2 1 给出了国内常见的平整度测 试仪简介。 表2 1 常见平整度测试设备 f 序号种类仪器开发组织测量方式 i -断面类水准仪、塔尺世行静态 2断面类t r r l 三米粱式测平仪英国静态 3 断面类a p l 一7 2 测平仪法国动态 4 反应类车载式颠簸累计仪 英国动态 5 反应类拖车式颠簸累积仪 英国动态 6 反应类r r d a s 测平仪 澳大利亚动态 7 断面类 m e l 也l n 英国静态 目前，我国高等级道路平整度检测要求用连续式测平仪，其测量原理如下： 在一个小型牵引车辆的牵引下，连续式测平仪在沿道路纵向行驶过程中，机架中 间的测定轮每间隔1 0 铡自动采集测定轮相对于机架的上下位移值，并给出每 l o o m 计算区间的采样数据的标准差；其工作原理是在采集过程中选取路面上方一 个标准计算面，每隔1 0 c m 采集一个两者之间的偏差值，然后每1 0 0 m 计算一个标 准差o - ： ( 2 1 ) 式中, l c i ：第f 个采样值； 工：采样均值； 订：采样点数。 目前国际平攘度指标( t e d ) 在国际上已被广泛接受。国际平整度指数( 1 e d ) 是 由联合研究小组根据国际道路平整度检测的结果提出的一种可为国际共用的平整 度度量指标。它采用1 4 车模拟( 类似于单轮拖车) ，以8 0 k m l h 的速度在已知断面 上行驶时，计算一定行驶距离那悬挂系统的累积位移量。因此，侧可以采用绝大 多数纵断亟测定方法直接量测得到，也与各种反应类平整度测定方法有很高的相 容性，同主观评分也有很好的相关性。 2 2 各测平仪的相关性 为获得国际平整度指标，测平仪必须具备两个基本的条件：能直接检测出 路面纵断面剖面曲线( 高差) ；能检测长波长的剖面( 波长大于5 0 m ) 。我国目 厚 第二章平整度理论 前只有少数进口的测平仪及自动化路面纵断面仪具备以上两个条件( 如激光断面 仪等) ，而其它的测平仪只能通过相关分析的方法，间接地获得国际平整度指标。 i r i 与其他测试设备的标定关系一般为： i r i = a + b x b i 式中引：平整度测试设备的测试结果； a ，b ：标定系数； i r i ：国际平整度指数，m l k m 。 图2 1 是在上海某路面处检测出的精密水准仪国际平整度指标与连续式平整 度标准差之间的关系： 连续式平整度标准差( r s d ) 图2 1连续式测平仪与精密水准仪的相关性 按照交通部公路科学研究所的试验取得的国际平整度指数与平整度标准差之 间的相关关系为：盯= 0 5 9 2 6 脚+ 0 0 1 3 ，相关系数，= 0 9 8 7 5 ，为方便应用，一一 般取仃= 0 6 1 r ，而且在i r 2 m l k m 时，行车速度可以达到v l o o k m l h ( 这种 标定在实际上获得的仍是平整度标准差，未包括长波长路面剖面信息，因此仍需 进行调整) 。在国际刊物和出版专著中，很多学者及研究人员提出用波形函数来描 述不平整道路的路面，特别是美国的m w s a y e r s 在论文中提出用正弦函数表征不 平整路面，从而可以得出波形路面函数正弦波波长与相应振幅与国际平整度指数