高速公路沥青路面平整度检测技术研究

郭天星，王艳凤

(1.阳曲县交通运输发展中心，山西 太原 030100；2.山西交通技师学院，山西 晋中 030800)

0 引言

沥青路面具有耐磨性强、舒适度高、易于维护、行车噪声小等诸多优势[1-2]，常应用于高速公路建设中。为了保障高速公路建设质量，需要开展多项检测，如针入度检测、延度检测、马歇尔稳定度检测及平整度检测等。其中，沥青路面平整度是一项重要的检测指标。目前常用的平整度检测方法有3m直尺法、水准仪法等，它们既有各自的适用条件、应用优势，同时对检测技术、操作细节也有不同要求[3]。近年来，新型技术和精密仪器的创新应用，使得平整度检测的精度进一步提升，选择恰当的检测方法对提升高速公路建设质量有促进作用。这就需要检测人员根据高速公路工程的实际情况，选择最适宜的检测方法，并且编制详细的检测方案，确保平整度检测工作规范化、标准化开展，提高检测结果的可靠性，为公路工程验收和路面维护提供必要的数据参考。

1 沥青路面平整度的概念

以理想平面作为参照，将沥青路面与参照物进行对比，垂直方向上的偏移量即为路面平整度。考虑到测量误差，只要沥青路面的竖向偏移量控制在一定范围内，即符合高速公路沥青路面的验收要求。而如果路面平整度不达标，则会影响行车安全，并且加速路面病害（如车辙）的发生。因此，无论是从行车安全方面考虑，还是从公路管理与维护方面考虑，都必须严格控制沥青路面的平整度。

2 沥青路面平整度的评价指标

《公路路基路面现场测试规程》（JTG 3450—2019）对若干种路面平整度试验方法的适用范围、操作要求、评价指标等作出了详细规定。例如，在“三米直尺测定平整度试验方法”中，需要获取顶面距地面的深度、最大间隙高度两项指标，两者之差即为平整度；在“车载式激光平整度仪测定平整度试验方法”中，由测量仪器自动进行数据采集并计算得出平整度指数IRI。在实际检测时，应根据所选的平整度检测方法，准确把握该方法所用到的关键指标或精确参数，最终得到测试路段的平整度。

3 沥青路面平整度的检测方法

3.1 三米直尺法

运用本方法测定沥青路面平整度，需要准备的工具有长度为3m的直尺，最大间隙测量器具，读数分辨率不超过0.2mm的楔形塞尺，以及相同精度的深度测量尺。测量工具准备妥当后，确定待测路段。每100m选2处作为检测区域，将路面清理干净后开始检测。将3m长的直尺平放在待测路面，观察直尺底部与路面之间的间隙，找出最大间隙的位置，做好标记。将刻有高度标线的塞尺，放入两者的最大间隙中，通过读数可以获得最大间隙高度，记为H1。按照相同的操作方法，在待测路面上连续测量10次，分别记为H1,H2,…,H10。最后将10组数据汇总求平均值，即为待测路段的平整度。三米直尺法的优势在于工具简单、易于携带，适合野外检测工作。但是也存在诸多不足，例如：测量效率不高，人工读数导致误差较大，测量精度也无法得到很好的保证。

3.2 车载式激光断面仪法

运用车载式激光断面仪法进行沥青路面平整度检测，需要借助1台运输车和1台激光断面仪，采样间隔设定为600mm/次，距离标定误差不得超过0.5%，传感器测试进度不超过0.2mm。将满足上述要求的仪器设备进行安装、固定，同时检查运输车的胎压是否标准，轮胎有无夹杂石子或存在其他污染情况。清扫路面，然后于测试路段前100m放置车辆。启动车辆后，以10km/h的速度前行，利用100m路段进行预热。到达待测路段起始线后，将所有仪器全部调整为测试状态，运输车以50km/h的速度完成待测路段的数据采集。车辆行驶过程中应始终保持匀速，不得突然提速或猛然刹车，不得大幅度转弯。运输车驶过待测路段的终止线后，驾驶员将车辆停稳，然后检测人员将激光断面仪采集到的数据导入计算机进行数据分析。使用该方法测试路面平整度的优势主要在于：①效率高，支持运输车辆以50～80km/h的速度行驶，获取一组数据只需要几十秒，整个试验不过几分钟，相比三米直尺法效率得到极大提升；②精度高，激光断面仪可支持的最大测量精度为微米级，比三米直尺法高出了2个数量级。当然，如果路面有积水或者车辆行驶不稳等，有可能会对检测精度造成影响。

3.3 连续式平整度仪法

该方法所用的仪器有1台小型牵引车，1台前后轴距为2.5m的连续式平整度仪，以及一定长度的测绳。选取一段长度为100m的待测路段，将牵引车停在该路段起始点上。在牵引车后方的挂钩上，连接连续式平整度仪。现场技术人员依次检查各设备、仪器的工况是否良好，确定不存在问题后启动汽车。让牵引车以8km/h的速度匀速行驶，由信息系统自动采集并计算平整度。

4 沥青路面平整度检测的工程应用

4.1 工程概况

某高速公路全长75.5km，起止桩号为K133+160—K185+474，为双向4车道，最大设计车速为120km/h，路基宽29.6m。路面采用3层结构，下面层为8cm厚的AC-25沥青混合料，中面层为5cm厚的AC-20沥青混合料，上面层为5cm厚的AC-13沥青混合料。该公路于2019年4月建成通车，为保证行车安全，对沥青路面的平整度进行检测。

4.2 检测方案

为了最大程度消除误差的影响，本次沥青路面平整度检测分别采用了连续式平整度仪和车载激光断面仪两种仪器，检测频率为每100m检测一次，并采用IRI评价其检测结果。

4.3 检测结果分析

采用连续式平整度仪和车载激光断面仪分别对公路各标段进行平整度检测，将该高速公路的K33+200桩号作为起始点，连续测试6组。所得检测结果直接转化为IRI指标，如表1所示。

表1 基于连续式平整度仪的检测结果 单位：m/km

根据表1可知，在该高速公路的试验段K33+200—K33+800，采用连续式平整度仪检测的IRI平均值在1.12～1.15m/km范围内，而采用车载激光断面仪检测的IRI平均值在1.11～1.15m/km范围内，表明该试验路段的平整度良好，而两次平整度检测结果相差较小则证明连续式平整度仪与车载激光断面仪均能准确可靠地检测路面平整度。

5 结语

在建或运营中的高速公路均需开展平整度检测，以便为相关部门掌握公路质量提供数据参考。平整度是评价高速公路沥青路面质量的重要指标，如果平整度不达标，在车辆高速行驶时发生安全事故的概率也会相应增大，除此之外还会导致行车舒适性差等问题。现阶段，行业内采用的平整度检测方法多样，既有比较传统的三米直尺法、水准仪法，也有技术含量较高的车载激光断面仪法、连续式平整度仪法等。不同方法的适用条件和操作流程存在明显差异，只有规范检测流程、加强检测技术控制，才能保证所得结果精度达标。今后需要重视平整度检测技术的创新，进一步提升沥青路面平整度检测精度。