道路测勘测设计期末考试试卷

1、第一章 绪论公路设计基本要求:快速、环保、经济、舒适、安全路基设计的一般要求：整体稳定性、强度和刚度、水温稳定性对路面的要求：强度和刚度、稳定性、耐久性、表面平整度、表面抗滑性和耐磨性、不透水性、低噪声和少尘性一、道路检测意义1. 本课程研究范围2. 道路测试意义二、道路主要检测项目1压实度 灌砂法、核子密度仪、环刀法、钻芯法、无核密度仪2承载能力 贝克曼梁、自动弯沉仪、落锤式弯沉仪3平整度 3m直尺、连续平整度仪、颠簸累积仪、激光平整度仪4抗滑性构造深度（铺砂法、激光）摩擦系数(摆式仪、测试车、动态旋转仪)5几何尺寸平面偏位（经纬仪）、高程（水准仪）、宽度（尺量）、横坡（水准仪、测试系统）6

2、厚度 挖坑及钻芯、雷达测厚7渗水系数 路面渗水仪8. 强度和模量 土基CBR、承载板、贝克曼梁、动力锥贯入仪9路面破损 摄像车、雷达、超声波、道路综合测试车三、道路检测方法分类1直接法 检测量与检验指标一致，如弯沉值等。2间接法 检测量与检验指标不一致，如压实度等。四、检测技术原理分类1机械 贝克曼梁、3m直尺、摆式仪2机电 机械动作、电器、计算、显示 自动弯沉仪、连续平整度仪3振动 冲击作用、波速、频率、反弹位移 落锤式弯沉仪、落锤式压实仪4雷达 电磁波发射、接收雷达测厚5超声波 波速 水泥混凝土强度、探伤6射线 同位素或粒子、放射性 核子湿度密度仪7激光 激光纹理仪、激光弯沉仪、激光平整度

3、仪、车辙仪8影像 路面破损9集成 综合测试车五、检测数据处理方法特点：道路线长、面积大点检测抽样以点代面精度随机取样位置、数量统计量：六、检测评定依据1公路工程质量检验评定标准（JTG F80/12004）2公路路基路面现场测试规程（JTG E602008）3公路养护技术规范（JTG H102009）4公路技术状况评定标准（JTG H202007）5公路土工试验规程（JTG E402007）6公路工程沥青及沥青混合料试验规程（JTG E202011）七、检测存在问题1检测指标不完善无路基地基承载力 地基处理？无路面层底拉应力 施工质量？七天无侧限抗压强度与抗压回弹模量？渗水系数与路面水损坏？沥

4、青路面老化？2各种仪器检测结果不统一国产与进口仪器差异 摆式仪、摩擦系数测定车不同类型仪器差异 三种弯沉仪，激光纹理仪与铺砂法测构造深度3与国际不一致 CBR与E，状态、受力、变形 E静与E动， E静<< E动4有损检测 如压实度、厚度5仪器设计问题测速慢，如三米直尺，摆式仪，贝克曼梁等；精度差，如摆式仪，铺砂法；汽车对路基路面作用的模拟不够真实，如落锤式弯沉仪，回弹模量6道路检测发展方向指标完善、与国际接轨、技术先进、快速、便捷、无损、准确第二章 压实度检测技术一、概述1.压实的意义：刚度，强度，平整度，稳定性路基路面施工质量控制重要指标非结构设计指标2压实度定义路基土及路面基层

5、 : 沥青路面：标准密度：试验室标准密度（中） 最大理论密度（大）试验段密度（小）二、标准密度和最佳含水率的确定方法 标准密度（最大干密度）是压实度评定的基准值。 要点：取料、试件成型（模拟施工效果）、密度测定1路基土最大干密度 取将要填筑路基的某层的土样 注意：不同填筑层、施工段的填土来源、土质变化（1）标准击实试验 标准击实仪：轻型、重型（模拟夯击、静压压实功）公路路基压实度以重型击实试验法为准小试筒适用于粒径不大于20mm 的细粒土大试筒适用于粒径不大于40mm 的粗粒土干土法,湿土法（2）振动台法：（模拟振动碾压） 适用于粗粒土和巨粒土（3）表面振动压实仪法：（模拟振动碾压）适用于粗粒

6、土和巨粒土，操作容易，更接近实际状况2路面基层（半刚性基层）标准密度（最大干密度）（1）稳定细粒土标准击实法（2）稳定粗粒土振动压实法 （振动台法或表面振动压实仪法）理论计算法3沥青混合料标准密度（1）取样与成型 拌和厂标准马歇尔击实法、大型马歇尔击实法、 旋转压实法、振动法；（我国主要采用马歇尔击实法）（2）密度测定方法 水中重法：适用于密实的型沥青混凝土，吸水性大的集料不适用； 表干法：适用于吸水率不大于2%的沥青混合料； 蜡封法：适用于吸水率大于2%的沥青混合料； 体积法：适用于空隙率较大的沥青混合料。三、现场密度检测方法 有损：灌砂法、环刀法、钻芯法 要点：取样方法、称重、体积无损：核

7、子密度仪法、无核密度仪 要点：标定1. 灌砂法 适用于路基土、砂石路面、基（底）层、沥青表处。不适用于填石土。 路基路面基层材料现场密度测定标准方法。 原理：挖取压实材料，称湿重，烘干，称干重 Pd ，利用均匀颗粒的砂去置换试坑的容积，作为挖取材料的压实体积 V，可计算出干密度。具体试验方法与步骤见公路路基路面现场测试规程。主要试验仪具与材料：基板，标定罐，电子称，灌砂筒，标准砂试验要点： 标定砂的松方密度和灌砂筒下部圆锥体内砂的质量； 挖坑、灌砂、称湿重、烘干、称干重，计算含水率和干密度。注意事项： 量砂要规则，换砂重标定密度； 表面平整； 坑壁垂直； 坑底为压实层底部2环刀法 适用于细粒土

8、路基、稳定细粒土基（底）层（龄期不大于2天） 原理：在压实层表面打下带刃环刀取料， 称湿重，烘干，称干重，环刀容积V=200cm3，环刀高度5cm. 注意取样深度：环刀中部处于压实层厚的1/2深度以下。3核子密度仪法 适用于路基、路面材料 放射性元素（射线或中子源）测密度、含水量 无损、快速、土、路面材料、打印结果 散射法：用于沥青混合料面层 直接透射法（打孔插入放射源棒）：用于土基或基层材料。实际密度一组不少于13点，取平均值。 注意： 12个月标定一次； ； 放射性有害健康； 按规定方法标定后，其检测结果可作为工程质量评定与验收的依据。4钻芯法 （半刚性基层） 沥青混合料，芯样直径不宜小于

9、100mm 测定试件密度方法： 表干法 、蜡封法、水中重法 注意： 适用条件 钻芯位置5无核密度仪：适用于沥青混合料 原理：用一个电磁表面接触仪器装置来测量在压实过程中 导致的电磁场的变化。检测深度：25mm 到 100mm 。 实际密度一组不少于13点，取平均值。 注意： 12个月标定一次； 检测平稳、紧密接触； 其检测结果不宜用于工程质量评定验收或仲裁。四、压实度评定方法 土方路基：每压实层每1000m2至少2点，（路基施工规范） 每200m每压实层测 4 处；（评定标准） 路面基层、底基层：每200m每车道测 2 处；（评定标准） 沥青混凝土面层：每200m每车道测 1 处； （评定标准

10、） 13公里路段为一个检验评定单元。 （评定标准）1. 方法 （1）控制平均压实度的置信下限，以保证总体水平。 评定段的压实度代表值应满足条件： K<K0，压实度不合格。式中： 平均值； 保证率系数， 可查公路工程质量检验评定标准附表B获得； 高速、一级公路： 基层、底基层99%； 保证率： 路基、面层95%； 其他公路： 基层、底基层95%； 路基、路面面层90%。 检测点数； 标准差； K0压实度标准值。 如高速公路、一级公路 沥青混凝土面层：K0 =96%（试验室标准密度） or K0 =92%（最大理论密度） or K0 =98%（试验段密度） 无机结合料稳定粒料基层： K0 =

11、98% 无机结合料稳定土底基层： K0 =95% 土方路基： 00.80m， K0 =96% 0.801.50m， K0 =94%>1.50m， K0 =93% （2）规定单点极值不得超出规定值，防止局部隐患。 路基： 基层、底基层： 沥青面层： 评定段压实度为不合格规定扣分界限以区分质量优劣。 路基、基层、底基层： and 沥青面层： and 压实度合格，可得满分。 路基、基层、底基层： ，且有测值 沥青面层： ，且有测值 按其占总检查点数的百分率计算扣分值。2讨论 影响压实度的因素：土质、含水量、压实功 （机重、遍数）、速度、层厚、工艺 路基压实度标准：上高下低？挖方路床？压实度检测

12、异常现象分析： 超百、不能达标，土质变化最大干密度基准值问题 可利用试坑取出材料做击实试验 填石路堤压实质量控制 ： 填料粒径<500mm；路床底面下400mm，填料粒径<150mm； 路床填料粒径<100mm。 质量标准：压实沉降差<试验路确定的沉降差（03mm） or 孔隙率<2025% 土石混填压实质量控制指标 对少量大块石可将粒径大于38mm的块石放回坑中再灌砂，计算压实度；含石多可采用质量标准：压实沉降差 压实度与弯沉值：单层密度整体强度压实度与回弹模量： 单层最佳含水率密度不利季节整体强度压实度与CBR值：单层密度浅层不利状态材料强度检测方法改进：无损

13、、快速、准确五、压实度其他测试技术 1. 国外路基压实检测指标 日本高速公路施工技术规范规定，只有<0.075mm颗粒含量<20%的砂性土才允许用压实度作为控制路基压实标准，<0.075mm颗粒含量>20%的粉性土和粘性土只允许利用空隙率控制压实，而且路基全高均采用同样的压实标准，即用核子密度仪检测时，粘性土空隙率8%、粉性土空隙率13%。空隙率的计算公式如下: Va=rw100-d/w×(100/Gs+W)×100%式中: Va空隙率；d现场测得干密度； W现场土的含水率（%）;Gs现场土的颗粒密度； w水的密度。 英国道路和桥梁施工规范也规定了路

14、基压实用空隙率指标控制，路堤上层的空隙率不大于5%，下层不大于10%。 西欧、北美等国广泛使用变形模量作为铁路路基压实检测指标，德国采用变形模量Ev2。德国、日本高速铁路采用动态变形模量Evd。2我国高速铁路设计暂行规定 路基压实标准按填料不同规定不同的地基系数K30和压实系数K或孔隙率n，并采用双指标控制。为便于衡量基床表层的动力学特征，级配碎石压实检测标准中增加动态变形模量Evd。基床底层及下部路堤压实标准为地基系数K30和压实系数K或孔隙率n，并采用双指标控制。地基系数K30法: 地基系数K30的大小反映路基在局部荷载作用下抵抗变形的能力，采用直径为30 cm的载荷板进行试验。K30值指

15、的是荷载强度(P)沉降量(S)曲线上对应土体变形量为0.125 cm时刻的荷载强度(P)值与变形S(荷载板的下沉位移)的比值，即: K30=荷载强度(MPa)/标准沉降量(m)动态变形模量Evd 3落锤频谱式压实度仪（瞬态冲击法测压实度技术） 密度越大，一定重量的锤从一定高度落下，产生的振动频率就越高，但与含水量有关。冲击响应a是密度和含水量W的二元函数。 经试验研究，发现S-G水滞频段（盛安连 顾炳其）a只与密度有关，水份反应不敏感。无需测试含水量，可得密度， 经标定，可计算出压实度K。 不同填料？4车载式压实度仪（1）振动压路机：振动加速度 振动轮的动力学参数的变化与地面材料的密度变化密切

16、相关，振动轮的垂直加速度与相互作用材料的压实度正相关。采用振动压路机的机载压实度计，驾驶员可从显示器上随时查看压实情况、振动频率、运行速度，能够实现压实质量的实时控制，并能保存数据以备其它数据处理之用，避免了漏检，使欠压、过压问题得以解决。 德国生产的宝马压路机就有这种功能。国产也有。（2）光轮压路机：变形5. 瑞雷波检测压实度技术 给路基一个冲击能量,就会在土体内部及表面产生弹性波，路基土压实越密实，土体吸收的能量就越少，弹性波传播的速度就越快，检波器检测得冲击响应信号就越大。6. 探地雷达测压实度技术 探地雷达测压实度工作原理即由发射天线向地下发射高频脉冲电磁波。电磁波在地下介质传播过程中

17、，遇到存在电性差异的物体就会产生反射，反射回来的电磁波经天线接收，根据接收的雷达回波波形振幅和双程走时等参数便可推断地下目标体的空间位置结构电性及几何形态，从而达到探测地下结构的目的。关键问题是建立合理的介电常数模型。目前的研究应用也主要集中在面层和基层。7. 动力锥贯入仪进行路基压实度检测 动力锥贯入仪标准及主要参数 锤重：8Kg，落距：575mm，锥底直径：20mm，锥角：60度 测贯入深度与次数平均每次贯入量（mm/次） 与灌砂法测得压实度进行对比试验经验公式 8. GeoGauge土壤刚度模量压实度测试仪（美国 ） GeoGauge在土的表面施加一个恒定的振动力，量测由此产生的位移。

18、ASTM已经专门制订了新的标准D6758。 第三章 道路承载能力检测技术一、概述1意义路基路面整体强度（承载力）荷载变形弹性理论回弹弯沉值2测试方法主要有：贝克曼梁 自动弯沉仪 落锤式弯沉仪二、贝克曼梁1原理：杠杆原理2仪具（1）标准车： 单后轴双侧4轮10t， 标准轴载BZZ 100。（2）路面弯沉仪贝克曼梁：3.6m（铸铁）（2.4m+1.2m）5.4m（铝合金、折叠）（3.6m+1.8m）7.2m （4.8m+2.4m）（3）温度计接触式路表温度计端部为平头，分度不大于13测试过程前进卸荷法4数据整理测点实测回弹弯沉值：L =(L 初-L终)×2 支点变形修正如果用3.6m贝克

19、曼梁则需要修正，可用2根贝克曼梁联测，一根贝克曼梁测头置于轮隙，另一根贝克曼梁测头置于前一根贝克曼梁的支点处。LT=(L1-L2)×2+(L3-L4)×6 不同路面结构需分别修正。如果用5.4m贝克曼梁则不需要支点变形修正。温度修正：沥青层大于5cm，路面温度超过20±2时，需要进行温度修正。修正方法：查图法（美国）：需要测得路表温度和前5日平均气温，知道沥青面层厚度和基层类型。若在非不利季节测定时，应考虑季节影响系数。评定路段弯沉平均值、标准差及代表弯沉计算。每公里每一双车道80100点。（评定标准）5评价 （1）施工质量验收Za为与保证率有关的系数层位高速、一

20、级公路二、三级公路路基、柔性基层Za=2.0Za=1.645 沥青面层Za=1.645Za=1.5 路基l按Eo计算：沥青路面l为路表面弯沉检测标准值la（按设计结构计算）满足要求，得满分，否则，得零分。超出23S值剔除、分析、局部处理。 （2）路面结构强度评价 （公路技术状况评定标准） （3）水泥混凝土路面养护 接缝传荷能力评定（旧水泥混凝土路面加铺层设计） 将荷载施加在邻近接缝的路面表面，实测接缝两侧边缘的弯沉值，则传荷系数为：板底脱空状况评定（旧水泥混凝土路面加铺层设计）根据面板角隅处的多级荷载弯沉测试结果，并综合考虑唧泥和错台发展程度以及接缝传荷能力进行判别。6注意事项 测试车标准轴载

21、测定 轮距间隙（可加垫片撑开） 测头安放位置（轮隙中心前方35cm处） 荷载稳定（行车偏载、前移）7有关问题讨论影响测试结果的因素（数据分析）路基路面各层的材料性质、结构组成类型、压实状况、温湿环境、气候条件、交通组成、检测时的环境条件以及所使用的仪器设备及检测人员的检测水平路面施工过程各结构层弯沉值检验标准非标准轴载检测问题：沥青弯沉变化规律：路龄（结构、时间、累计轴载）、测试方法不一致（3.6m，5.4m）、数据不统一(不修正)三、自动弯沉仪1主要设备 法国Lacroix洛克鲁瓦型由承载车、测量机架及控制系统、位移、温度和距离传感器、数据采集与处理系统等基本部分组成。测量机构安装在测试车底

22、盘下面。2工作原理杠杆、机电测试车行驶放下弯沉测试梁后轴轮隙通过测头位移传感器自动记录弯沉测定梁抬起并以2倍于测试车行驶速度向前置于下一测点，周而复始连续测定。可计算、输出弯沉检测统计结果。激光自动弯沉仪向地面发射激光束并接收反射信号,根据激光多普勒原理,通过测量地面在荷载作用下位移的速率数值,进而计算出最大弯沉值。激光自动弯沉仪测速：50km/h80km/h,大幅度提高了测试精度和采样频率和现场测试的安全性问题。后插式路面弯沉自动测试仪3技术要点位移传感器标定 检查测试车轮胎气压：0.7MPa检查测试车轮载：100KN 弯沉值的横坡修正：超高路段横坡i>4%横坡 i 范围高位修正系数低

23、位修正系数>4%1/(1- i )1/(1+ i )不宜检测情况：路面严重损坏、不平整、有坑槽、车辙，平曲线半径过小处，可能损坏设备。4注意事项自动弯沉仪测定结果为静态总弯沉。与贝克曼梁做对比试验，确定两者的相关关系lB=a+b lA相关系数R0.95换算为回弹弯沉值，才能用于路基路面强度评定。不同路面结构和材料、路基状况、温度、水文条件、路面使用状况，其对比关系也有所不同。四、落锤式弯沉仪(FWD)Falling Weight Deflectometer始于美国、日本、丹麦，美国SHRP计划，用FWD进行长达20年的路面跟踪观测与使用性能研究。1主要设备荷载发生装置：锤质量200kg，

24、产生50kN冲击荷载，承载板D=30cm，相当于标准轴载P=0.7MPa。弯沉检测装置：位移传感器7 9个，0250cm范围必须包括0cm、30cm、60cm、90cm四点。运算及控制装置：记录各点变形牵引车2工作原理标准质量的重锤从一定高度落下，发生冲击荷载，路面表面产生瞬间变形，位移传感器测定各点弯沉、描绘弯沉盆、统计计算。3技术要点测速<50km/h每一测点重复>3次，舍去第一次，取平均值4注意事项测得的是动态弯沉及弯沉盆与贝克曼梁做对比试验，得回归方程：lB=a+b lFWD R0.95换算为回弹弯沉值，才能用于路基路面强度评定。不同路面结构和材料、路基状况、温度、水文条件

25、、路面使用状况，其对比关系也有所不同。用途：弯沉值 道路结构承载力 路面性能评价 预测路面剩余寿命 弯沉盆分析 反算路基路面各层模量 水泥路面接缝传荷能力评定 探查水泥路面板脱空通过对FWD所测弯沉盆数据的分析，反演路面结构层的弹性模量的重点和需要解决的问题：路面结构力学特性的模拟反分析的适定性（存在性、唯一性、稳定性）反演结果的验证与应用等五、其他方法1激光弯沉测定仪利用激光光线作为臂长，专门测路面微小弯沉，微米级例如冬季沥青路面，贝克曼梁无法测量时。激光测定仪具有操作简易、精度高、读数稳定、体积小、质量轻等特点。激光器、光电转化测头、放大器、电桥、显示表示激光硅光电池原理、前进卸荷法 发出

26、激光5m光电转换、测头，回弹变形大，落入小孔的激光量多，则产生的电流大2振动式弯沉仪（1）美国（德州）Dynaflect（2）美国（加州）Road Rate（3）美国（WES）Vibrator（1）美国（德州）Dynaflect设备包括一个动态的力发电机（即产生振荡负荷），运动测量仪器（测量振荡负载），校准装置和五个位移传感器。它们可以衡量一个弯沉盆。振动式弯沉仪的特点：动荷发生器（周期荷载） 传感器（精度高、重复性好） 多点弯沉动荷较小3滚轮式弯沉仪RWD（Rolling Wheel Deflectometer）高频激光扫描丹麦美国瑞典测速约55英里/小时，适合于路用普查特点：真实受力状态、

27、测速高、影响交通小4滚动动力弯沉仪RDD（Rolling Dynamic Wheel Deflectometer）德克萨斯大学研制滚动式弯沉传感器测速25km/h提供路表被损摄像特点：连续测量、信息量大、但测速较慢5便携式落锤弯沉仪（PFWD）（手持落锤弯沉仪、轻型落锤弯沉仪）德国、芬兰落锤重量：10kg承载板直径：15cm落高：7085cm位移传感器个数：1个表面弯沉、综合弹性模量布西奈斯克理论弹性半空间问题：忽略了动力作用 泊松比取0.5，半刚性基层误差大与贝克曼梁测得的回弹弯沉值，相关系数0.66发展现状：1、弯沉值测点：4点（最多可扩展到7点）2、落锤重量:落锤质量10kg（5、20k

28、g可选）3、最大落高:90 cm 4、承载板直径:100 200 300mm 5、荷载范围:120KN第四章 平整度检测技术一、概述：意义：路面是行驶车辆的直接承载体, 而路面的行驶质量与路面平整度特性、车辆悬挂系统的振动特性以及人对振动特性的反应或接受能力 3 方面因素密切相关。由于路面表面高程的波动诱使行驶车辆的车体产生振动, 这种振动会对车辆磨损、燃油消耗、行驶舒适性、路面损坏和交通安全等产生直接的影响。路面平整度定义：平整度是路面表面相对于理想平面的竖向偏差。路面平整度指标直接反映了路面的行驶舒适性，是一个涉及人、车、路三方面的综合指标。平整度是衡量道路施工质量、服务水平的重要指标。路

29、基，基层，垫层，面层对平整度都有要求。路面不平整引起：振动（舒适性和安全性）冲击（路面损坏，汽车机件损坏，轮胎磨损，增大油耗）积水(路面水损害)检测方法: 断面类：（表征表面凹凸）三米直尺，连续平整度仪，激光平整度仪。反应类：（表征s舒适性感觉）车载式颠簸累积仪。评价指标：三米直尺：最大间隙值h（mm），连续式平整度仪：标准差（mm），颠簸累计仪：单向累计值VBI（cm/km），国际平整度指数IRI（m/km）。国际平整度指数IRI：数学模型：模拟1/4车轮，以测定速度80km/h行驶在路面上，在行驶距离内动态反应悬挂系统的累积竖向位移量RSi（m/km）。 =0.6 IRI IRI=a+b

30、VBI二、3m直尺1主要设备：3m直尺，塞尺或深度尺2原理：机械，路表面不平，与直尺底面有间隙，塞尺量间隙值。3测试方法，位置：行车道一侧车轮轮迹（距车道线0.81.0m）和 旧路车辙中间 目测确定最大间隙值位置，量测最大间隙值。4评定施工质量控制和检查验收：每200m，测2处×10尺计算平均值，不合格尺数，合格率。最大间隙要求：层位最大间隙值（mm）高速、一级公路其他公路沥青混凝土面层/5基层812底基层1215土方路基1520路面使用性能评价：不具备快速检测设备的三、四级公路路面平整度可采用三米直尺人工检测。 沥青路面、水泥混凝土路面每年检测1次， 每1000m为一个评定段。技术

31、等级优良中次差最大间隙值（mm）8>10， 12>12， 15>15，18>185讨论：读数记数装置研发 ：带游标测量尺三米直尺， 数显三米直尺，新型三米直尺三、连续式平整度仪1主要仪器：八轮仪：标准长3m（前后轴距或车架长）位移测量装置：机架中间，分为a接触式：测定轮（能起落）+位移传感器b非接触式：激光或超声波位移传感器其他机构：蓄电池、距离传感器、采集控制箱牵引车：小面包车2原理： 机电，量测以三米机架为基准的中点路面凹凸值（mm）。采样间距10m，计算区间100m，得到一个标准差3要点测定位置：行车道一侧车轮轮迹（距车道线0.81.0m）旧路车辙中间 速度均匀：

32、5km/h ，<12km/h 测定轮：充气压力、磨损程度4评价（1）施工质量验收评：定计算评定段的平均值，标准差，变异系数。 高速、一级公路沥青路面、水泥混凝土路面：1.2（mm ） IRI= /0.6=2 （m/km）（2）路面使用性能评价： 沥青路面、水泥混凝土路面每年检测1次，每1000m为一个评定段。 行使质量指数RQI：技术等级优良中次差路面行驶质量指数RQI9080，<9070，<8060，<70<605讨论： 坑槽、破损严重的路面不适用； 检测结果重复性差、测速慢； 测试位置不易控制。四、车载式颠簸累积仪：属于反应类 。速度快1主要设备： 承载车辆

33、距离测量装置 颠簸累积仪测量装置 主控制系统：数据采集、计算。2工作原理： 行驶，不平激振后轴与车箱间单向位移累积值VBI（cm/km） 。最小读数1mm，最大读数±20cm，计算区间100m。3技术要点安装牢固标定：与IRI相关系数不小于0.99； 20000km；一年；更换减震器或轮胎。测试速度：3080km/h可输出VBI、IRI，测试速度及距离4讨论 颠簸累积仪测值VBI与IRI相关关系对比试验。 4段路，每段300m，颠簸累积仪每段测5次，取平均值。 水准仪分别测两轮迹处纵断高程，采样间隔250mm，标准程序计算IRI，两个轮迹取平均值。IRI=a+b VBI。 相关系数0

34、.99 评价： 将VBI换算为IRI，评价方法同前述。 坑槽、车辙严重的路面不适用、五、车载式激光平整度仪：断面类、无接触测试、 速度高、精度高1主要仪器： 承载车辆，距离传感器，纵断面高程传感器，主控制系统，数据采集与处理系统2工作原理：激光平整度仪采集的是轮迹处路面相对高程值，最小读数0.5mm，计算区间100m，计算IRI。3技术要点： 系统检查：轮胎气压、传感器校准 距离传感器安装牢固 测试速度30100km/h 4注意 激光平整度仪测值IRI与IRI相关关系对比试验。 4段路，每段300m，激光平整度仪每段测5次，取平均值。水准仪分别测两轮迹处纵断高程，采样间隔250mm，标准程序计

35、算IRI，两个轮迹取平均值。 IRI=a+b IRI。 相关系数0.99 坑槽、车辙严重、积水、积雪、泥浆的路面不适用。不能直视激光孔或反射回的激光束，损伤眼睛，只能通过红外线显示卡，或光谱交换眼镜观察光束是否存在。六、其他平整度测试仪：1. 超声波平整度仪2. 手推式激光路面平整度仪3. 自动化路面纵断面剖面仪-达普勒斯平整度仪4. 便携式路面平整度仪 5. 轻便型高速激光路面平整度测试仪一、概述1意义：行车安全性，路面抗滑性能路面滑溜雨天，弯道、下坡侧翻、追尾事故2. 路面抗滑机理平整、干燥的路面主要由粘附力控制。粘附力来自于轮胎和路表分子结合力、轮胎表面下橡胶剪切。粗糙、潮湿的路面主要由

36、滞后力控制。路面潮湿时其粘附力显著下降。在粗糙的路面上，轮胎不断经受压缩和松弛变形。压缩阶段：变形能量储存在橡胶内。松弛阶段：部分储存的能量被恢复，部分储存的能量以热的形式散失。3影响因素路表纹理细纹理：集料表面粗糙度低速起决定作用材料选取考虑，抗滑耐久性，石料磨光值要求PSV>42。粗纹理：外露集料构造高速决定作用，构造深度要求。行车速度：低速时（<10mph):粘附力-速度关系显著，滞后力-速度关系不显著。高速时（>50mph):粘附力-速度关系不显著，滞后力-速度关系显著。随着车速提高，轮胎与路表间的摩擦系数有所降低。车速高，不利抗滑路面抗滑性能测试车速要求。载重大，摩

37、擦力大测试压力要求。温度：温度增加时，粘附力可能增加或减少；但是，滞后力总是随着温度增加而减少。路面抗滑性能测试温度及温度修正。轮胎特性：轮胎结构、材料性能、花纹等。测试轮胎要求。其它：路表覆盖物如雪、石屑等影响。测试前清扫路面。4测试方法直接：（制动距离法）摆式仪法摩擦摆值BPN、单轮式横向力系数测试车横向力系数SFC、双轮式横向力系数测试车摩擦系数SCRIMSFC、动态旋转式摩擦系数测定仪摩擦系数DF SFC间接：构造深度测试法构造深度TD：铺砂法：手工铺砂法、电动铺砂法、车载式激光构造深度仪5路面抗滑性能要求(1)沥青路面高速公路、一级公路、竣工验收抗滑指标公路沥青路面设计规范（JTG

38、D502006）规定：(2)水泥混凝土路面高速公路、一级公路、竣工验收抗滑指标水泥混凝土路面设计规范（JTG D402002）规定：一般路段：1.1 mmTD0.7mm 特殊路段：1.2 mmTD0.8mm(3) 公路养护路面抗滑性能评价指标公路技术状况评定标准（JTG H202007）规定：6. 国际摩擦指数(IFI)IFI =International Friction Index1992年世界道路组织(PIARC)提出，统一由不同测试设备测定的摩擦系数，通过试验（比利时28路段、西班牙26路段），取得51种测定结果，按纹理深度和摩擦系数确定国际摩擦指数IFI。IFI由两项组成： 黄金速度

39、数（Golden Value Speed Number）式中：Sp 黄金速度预测值；TX 纹理参数，由粗纹理测定设备测定；a、b 取决于粗纹理测定设备的常数。 黄金摩擦系数（Golden Value Friction Number）式中：A、B、C 常数，取决于测定设备；光滑轮胎C=0。F60 黄金摩擦系数预测值。FRS 滑行速度S时，摩擦系数测定值。二、构造深度TD检测1手工铺砂法仪具与材料：1 ）人工铺砂仪：由圆筒、推平板组成。（1）量砂筒： V=25cm3 （2）推平板：直径50mm ，底面粘一层厚1.5mm 的橡胶片。（3）刮平尺：可用30cm 钢板尺代替。2 ）量砂：干燥洁净的匀质砂

40、，粒径0.15 0.3mm 。3 ）量尺：钢板尺、钢卷尺试验原理： 铺砂、刮平 量直径：D=（D1+D2）/2 每一测点3次取平均值注意：砂质、密度、人为影响0.150.3mm粒径、干燥回收过筛晾干2电动铺砂法1）仪具与材料电动铺砂仪 电动、砂漏、铺砂 宽B=5cm，厚度均匀t0 标准量筒V=50mL 砂玻璃板等2）测试方法及原理3. 激光构造深度仪利用激光测距原理量测深度变化(同激光平整度仪) 。注意其检测结果不同于铺砂法。与铺砂法对比试验，建立相关关系。车载式激光构造深度仪测速：50km/h以上 采样间隔：小于10mm 精度：0. 1mm三、摆式仪1主要设备摆式仪：,橡胶片：物理性质技术要

41、求，有效使用期一年。 温度计、尺子（126mm）、 洒水壶、刮板（或刷子）等。2原理：机械，橡胶块滑过路面时的动能损失，即摆锤前后高度差。3要点 标定、调零 位置：行车道轮迹带行车方向 每测点测5次，最大与最小之差<3BPN，取平均值。测试指标即为摩擦摆值BPN,其特点为定点测量.原理简单不仅可以用于室内,而且可用于野外测试沥青路面及水泥路面的抗滑值。但这种测试方法受人为因素影响大,检测速度慢,只适用于一般公路不具备摩擦系数测定车时的抗滑性能检测。4讨论 仪器之间差别，如国产、进口，对比试验、相关关系。 重复性差，变异性大； 反映低速（10km/h）抗滑，路表细纹理。 不合理现象构造深度

42、大，点接触，BPN低；泛油段，接触面大，BPN高。 风力影响。 电脑摆式仪，读数自动化。四、单轮式横向力系数测试系统测定路面摩擦系数1. 仪器设备（1）摩擦系数测定车：SCRIM型，由承载车辆、距离测量装置、横向力测量装置、供水系统和主控制系统组成。水箱容积为5500升，满足测试里程75公里。2. 测试系统（1）测试轮胎为3.00/20的光面轮胎（2）测试轮胎标准气压为350kPa（3）测试轮静态垂直标准载荷为2kN（4）横向力系数SFC=横向力/垂直载荷3. 测试技术要点（1）每个测试项目开始前或连续测试1000km后，必须对测试系统进行标定；（2）检查测试轮胎气压；（3）检查测试轮胎磨损情

43、况，当轮胎直径减少达6mm时，需要换新轮胎；（4）检查洒水位置（测试轮前400mm）和宽度（150mm）；（5）行驶中降下测试轮预跑500m，开始正式测试；（6）沿正常轮迹行驶；（7）标准测速50km/h；（9）不同类型摩擦系数测试设备间相关关系对比试验与SCRIM系统测值SFC建立相关关系不同测速：40、50、60、70、80km/h； 4种试验路段；各测试3次，取平均值；相关系数R不小于0.95。相对滑行速度S = Vsin式中：V 行车速度；轮胎偏角。主要缺陷：由于滑行速度低，取决于细纹理。五、双轮式横向力系数测试系统测定路面摩擦系数工作原理与结构与英国Mu-Meter相同1. 测试系统

44、构成牵引车、供水系统、测量机构（包括荷载传感器） 、电子控制和数据处理系统、标定装置等2. 测试系统技术参数（1）单轮静态标准荷载：1.27kN（2）测试轮夹角：15o（3）测试轮标准气压：70kPa±3.5kPa（4）测试轮规格：4.00/4.80-8光面轮胎（5）距离测试轮标准气压：210kPa±13.7kPa3. 测试要点（1）系统标定；（2）检查轮胎压力；（3）测速：4060km/h，匀速。4. 注意事项（1）测试轮沿轮迹带运行；（2）弯道、陡坡数据异常，应剔除；（3）测试结果与单轮式横向力系数不同，转换为SFC才能用于工程检验和评价。有试验结果显示两者的关系为：两

45、测轮距及偏角和车辆轮距不一致，不适合公路。六、动态旋转式摩擦系数测试仪工作原理及结构（同日本Dynamic Friction Tester）库伦摩擦定律：一定载荷W的轮胎和路面接触，并以一定速度V行进，轮胎会受到摩擦力F。测试这个力F，得到摩擦系数DF=F/W。1仪具（1）动态旋转式摩擦系数测试仪包括控制器、测试仪和记录仪 每个橡胶滑块的固定压力为11.8N 滑块与测试表面接触压力为150kPa车辆蓄电池（DC12V）作电源 x-y记录仪或便携式计算机（2）水桶、扫帚、温度计等2测试要点（1）测试点喷水。（2）测试盘提升加速旋转至90km/h，关闭电源，降落到路面，测试滑块力矩，直到测试盘停止

46、转动。可计算出不同速度下的摩擦系数并可绘出曲线。通常取60 km/h时的摩擦系数作为测量值。（3）同一测点测3次，取平均值。3注意事项（1）虽然测试结果稳定性好，但测速慢，仅适合定点或小规模测量。（2）测试结果与单轮式横向力系数不同，转换为SFC才能用于工程检验和评价。有对比试验结果所得两者关系式为：滑行速度： 090 km/h主要缺陷： 现场测定需要交通控制； 沿圆周方向测定，无法区分方向性，因此，对刻槽水泥路面的评价可能不准确。七、其他1. GripTester道路摩擦系数检测系统GripTester由英国Findlay Irvine公司生产。该产品被世界公路协会、国际民航组织（ICAO）

47、和美国联邦航空局（FAA）列入规范。GripTester可用于机场、公路的摩擦力检测。GripTester直接连续测试用于计算摩擦系数的垂直力和摩擦阻力，测试结果精度高；自动控制洒水量，确保测试路表水膜厚度要求，用水量低。GripTester 的测试轮始终与行车方向一致，很好模拟了实际行车的制动轮，因此GripTester 测得的是行车方向的摩擦系数。测试速度：65km/h或95km/h。对比试验表明，SCRIM 和GripTester所测结果的相关关系为：2. 手推式激光构造纹理仪3. SAFEGATE摩擦系数测试车在摆式仪基础上发展起来，纵向摩擦系数，瑞典引进，测试轮气压0.7MPa，90

48、km/h。测试车骑线行驶，下降测试轮到轮迹带，自带水箱、自动洒水。摩擦系数FS =垂直轮载/纵向水平阻力与摆式仪所测摆值关系：BPN=0.96FS+54. 动态摩擦系数测试仪(DFT)动态摩擦系数测试系统(DFT)是一个以测试拖车、内置水箱和牵引车为一体的完整的精确的机场和道路摩擦系数测试系统。美国生产。安装了一定数量的传感器，可以分别进行滚动摩擦系数roll和滑动摩擦系数slip的测试。电脑采集、处理数据。测试速度24 km/h96 km/h5. 刹车式摩擦系数测试仪在行驶的过程中，每间隔指定的距离自动对测试轮刹车，刹车期间测试轮在路面上滑动。根据传感器所记录的力，即可计算制动力系数。该设备

49、在美国是抗滑能力测试标准设备之一，测试速度最高可以达到110kmh。6. 不完全刹车式摩擦系数测试仪在测试轮和行驶轮之间，用不等直径的同轴齿轮和链条连接，使得测试轮的滚动线速度小于行驶轮的滚动线速度。在正常测试时呈现连滚带滑的运动状态，根据力传感器记录的数据即可计算路面摩擦系数。该设备在路面上的测试速度为50kmh左右，在欧洲应用较多。7. 锁轮式测定车（ASTM E 274 locked wheel trailer)测定原理：库伦摩擦定律式中：m 摩擦系数；F 平行于路面的摩擦力；N 法向力。滑动状况：100% 标准法向力(轮重）：1085±15 lbf标准测定速度：40mph测定

50、轮胎 肋式轮胎：ASTM最早推荐的标准轮胎；7条16.8mm宽肋，6条5.05mm宽槽；槽尺寸大于粗纹理，有利于排水；摩擦系数对粗纹理不敏感，主要取决于细纹理。光滑式轮胎：ASTM于1975年引入；摩擦系数取决于粗纹理和细纹理；锁轮式测定车优点：无需交通控制 和AASHTO公路几何设计路面摩擦系数假定相吻合，即刹车后光滑轮胎在潮湿、光滑的路面上滑行（减速度为3.4m/s2）8. 2010年交通部颁布新标准“路面制动式摩擦系数自动测试系统” “双轮式横向力摩擦系数自动测试系统”第六章 强度和模量测试技术一、概述1. 意义路基路面必须具有足够强度和刚度，才能使路基路面在汽车荷载作用下不致破坏和产生

51、过量变形。2. 土基的强度指标回弹模量E0：我国路面设计参数 地基反应模量K: 国外水泥混凝土路面设计参数CBR值：国外路基填料强度要求,我国路基填料选择强度要求3. 路面各结构层的强度指标回弹模量Ei：我国路面设计参数 抗弯拉强度：我国沥青路面设计参数抗折强度：我国水泥混凝土路面设计参数 CBR值：国外路面材料强度要求4. 强度和模量的确定方法（1）土基回弹模量E0： 现场实测法：大刚性承载板测试方法 查表法：确定临界高度拟定土的平均稠度预估路基回弹模量 室内试验法：室内小承载板试验修正 换算法：与回弹弯沉L0、CBR值、压实度K和含水率W（2）土基CBR值：室内试验、现场检测（3）路面 回

52、弹模量Ei：整层测定、分层测定、查表;抗弯拉强度：室内劈裂试验、查表;抗折强度：室内小梁试验、查表二、CBR值测试方法CBR=California Bearing Ratio （加州承载比）美国加利福尼亚州公路局首先提出，用于评定路基土和路面材料的强度指标，以材料抵抗局部荷载压入变形的能力表征，并采用高质量标准碎石为标准，以它们的相对比值表示CBR值。在国外多采用CBR作为路面材料和路基土的设计参数。我国将CBR指标列入公路路基设计和施工技术规范，作为路基填料选择的依据。（一）CBR值室内试验简介按施工现场的最佳含水率和压实度、采用重型标准击实仪击实成型圆柱形标准试件，为了模拟材料在使用过程中的最不利状态，在加载前试件要泡水4昼夜。做贯入试验时，在试件顶面施加荷载板以模拟路面结构对土基的附加应力；加荷使端面直径50mm、长l00mm的金属柱贯入杆以11.