激光式高速弯沉仪测量路面弯沉试验规程DB42／T 1337-2018.pdf

DB42 湖北省地方标准 DB 42/T 1337-2018 激光式高速弯沉仪测量路面弯沉试验规程 Test specification of laser type high-speed deflectometer for pavement deflection measurement(报批稿)2018-04-11 发布 2018-06-11 实施 湖北省质量技术监督 局 发布 ICS 93.080.99 P 66 备案号：DB 42/T 1337-2018 I 目 次 前言.III 1 总则.1 2 规范 性引 用文 件.1 3 术语 和定 义.1 4 试验 方法.2 4.1 目 的与 适用 范围.2 4.2 仪 具与 材料 要求.2 4.3 方 法与 步骤.3 4.4 结 果计 算与 修正.4 5 激光 式高 速弯 沉与 落锤 式弯沉 对比 试验 方法.4 5.1 试 验环 境.4 5.2 路 段选 择.4 5.3 试 验步 骤.4 6 结果 报告.5 附录 A（资料 性附 录）弯 沉测试 结果 记录 表（10 米）.6 附录 B（规范 性附 录）弯 沉测试 结果 公 里 汇总 表（10 米）.7 激光式 高速 弯沉 仪测 量路 面弯沉 试验 规程 条文 说明.8 DB 42/T 1337-2018 II DB 42/T 1337-2018 III 前 言 本标准 采用 公 路路 基路 面现场 测试 规程（JTG E60-2008）中规 定的 FWD 测 量方法 为对 比试验 方法。本标 准所 测量 的路 面 弯沉为 连续 动态 弯沉，与 现行 公 路路 基路 面现 场 测试规 程（JTG E60-2008）中规定 的 静 态回 弹弯 沉或 总弯 沉 有所 区别，有 关测 量值的 含义、修 正方 法等 与现行 标准 存在 一定 差异。对于存 在的 差异，一 方面 验证 本 标准 与现行 标准中 FWD 测试方法 的 相关 性，另一方 面总结 形 成独 立的激光动 态弯 沉 评 价标 准。本标准 起草 单位：湖 北省 高速公 路实 业开 发有 限公 司、武 汉武 大卓 越科 技有 限责任 公司。本标准 起草 人：曹民、刘 松、张 德津、雷宗 建、熊 巍、卢 毅、林 红、韦 仕仕、颜加 俊、曾星、楼 杰、王新林、艾睿、余玲 玲。本标准 执行过 程中，若有 相关 意 见及建 议，欢迎 函 告湖北 省高速 公路 实业开 发有限 公司（地址：武汉市汉 阳区 龙阳 大 道 9 号，邮 编：430051，电 话：027-83468313，电子 邮箱：），以便修订 时研 用。DB 42/T 1337-2018 1 激 光式高 速弯沉仪 测量 路 面弯沉试 验 规程 1 总则 为适应 我省 公路 建设 和管 理需求，保 证公 路工程 施 工和养 护质 量，适应 现阶 段路面 弯沉 快速 检 测 的需要，规范 各类 现场 检测 仪 具 设 备、试验 方法 和操 作要求，制 定本 规程。本 规程 试验 使用 的仪 具设 备 均符 合相 应标 准规 定，并经检 验合 格。本 规程 规定 了 激 光式 高速 弯沉仪 测量 的术 语和 定义、适用 条件、试 验方 法、对比试 验 等 内容。本 规程 适用 于湖 北省 各等 级公路、城 市 道 路的 路面 工程弯沉 检测，弯沉 检测 结果可 用于 公路 路 面质量验收 及技 术状 况检 评。2 规范性 引用 文件 下列文 件对 于本 文件 的应 用是必 不可 少的。凡 是注 日 期的引 用文 件，仅注 日期 的 版本适 用于 本文 件。凡是不 注日 期的 引用 文件，其最 新版 本（包括 所有 的修改 单）适用 于本 文件。JTG D50-2017 公路 沥青 路面设 计规 范 JTG F40-2004 公 路沥 青 路面施 工技 术规 范 JTG E60-2008 公 路路 基 路面现 场测 试规 程 JTG F80/1-2004 公 路工程 质量检 验评 定标 准 3 术语 和 定义 JTG E60-2008 界 定 的 以 及 下 列 术 语 和 定 义 适 用 于 本 标 准。为 了 便 于 使 用，以 下 重 复 列 出 了JTG F41-2008 中的某 些术 语和 定义。3.1.1 弯沉 deflection 在规定 荷载 作用 下，路 基或 路面表 面产 生的 总垂 直变 形值（总 弯沉）或 垂直 回弹 变形值（回弹 弯沉），以0.01mm 为单位 表 示。JTG E60-2008，定 义2.1.10 3.1.2 弯沉盆 deflection basin 弯沉检 测中，路 面在 竖直 冲击荷 载作 用下 产生 瞬时 竖直变 形，变形 沿荷 载中 心向周 围逐 渐减 小 并 在荷载区 域内 形成 盆状，即 弯沉盆。3.1.3 动态弯 沉 dynamic deflection 路面在 动态 荷载 作用 下，路面表 面产 生瞬 时垂直 变形，以0.01mm 为单位表 示。3.1.4 激光式 高速 弯沉 仪 laser type high-speed deflectometer 采用激 光非 接触 式 高 速测 定路面 在车 轮动 态荷 载作 用下产 生连 续动 态弯 沉、弯沉盆 的试 验设 备。3.1.5 落锤式 弯沉 仪 falling weight deflectometer DB 42/T 1337-2018 2 用于测 定路 面 在 标准 质量 重锤落 下一 定高 度发 生 的 冲击载 荷 作 用下，产生 动态弯沉 和 弯沉 盆的 试 验仪器。3.1.6 弯沉对 比试 验 deflection comparison test 设置两 个或 两个 以上 的实 验组，通过 对比 分析 落锤 式 弯沉 仪测 值 和 激光 式高 速 弯沉 仪测 值，探 究 两种检测 结果 的相 关 性。3.1.7 DMI digital measurable image 采用移 动测 量技 术采 集的 具有内、外 方位 元素 和时 间参数 的地 面实 景影 像以 及应用 接口 的统 称。3.1.8 IMU inertial Measurement Unit 用于测 量物 体三 轴姿 态角（或角 速率）以 及加 速度 的装置。4 试验方 法 4.1 目的与 适用 范围 4.1.1 本方法 适用 于应 用多 普勒 测速原 理的 激光 式高 速弯 沉仪测 定路 面动态 弯 沉。4.1.2 本方法 适用 于新建 路 面工 程质量 验收、运 营路 面结 构质量 状况 检查，路 面结 构承载 能力 评定。4.2 仪具与 材料 要求 4.2.1 激光式 高速 弯 沉仪：由承 载车、检测控 制系 统、多 普勒激 光传感 器、距离测 量系统、温度 控 制系统、供电 系统、数 据采 集与处 理系 统等 基本 部分 组成，如 图 1 所 示。图 1 激光 式高 速 弯 沉仪 4.2.2 承载车 技术 要求：承 载车 应不少 于两 轴，测量 轴为 双侧四 轮的 载重 车，具体 参数见 表 1。DB 42/T 1337-2018 3 表 1 承载 车基 本参 数 序号 项目 要求 1 标准轴载等级 BZZ-100 2 承载车测量轴前/后轴距（m）7 3 测量轴标准轴载（kN）100 1 4 测量轴一侧双轮载荷（kN）50 0.5 5 测量轴单轮传压当量圆直径（cm）21.3 0.5 6 测量轴轮隙宽度（cm）12 0.5 4.2.3 测试系 统基 本功 能要 求，见表 2。表 2 测试 系统 基本 要求 序号 项目 要求 1 定位 DMI+GPS/北斗 2 定姿 IMU/陀螺仪/加速度计 3 测试速度范围（30-90）km/h 4 激光传感器分辨率 0.01mm/s 5 测试激光器数量 不少于 4 个 6 温度传感器 非接触式路面温度+环境温度，误差1 7 距离标定误差 0.1%8 工作环境温度（0 60）9 特征点标记 可实时标记并记录被测道路上桥梁、隧道等特征点属性信息 4.2.4 数据采 集要 求 激光式 高速 弯沉 仪 在 检测 过程中，由 软件 自动、实 时采集 纵向 距离、地 理坐 标、路 面变 形速 度、刚性测量 横梁 姿态、测 量轮 对地压 力、环境 温度、路 面温度 等数 据，并实 时记 录桥隧 等特 征点 信 息，由软件自动 进行 数据 分析，对 原始数 据及 处理 结果 完整 保存。4.3 方法与 步骤 4.3.1 准备工 作 激光式 高速 弯沉 仪 检 测前 需进行 以下 准备 工作：a)检查承 载车 轮胎、刹 车、悬挂、油路、电 路、灯具、随车 工具 等，确保 车辆 状态正 常；b)检查测 量轴 载荷，调 整胎 压、轮 胎间 隙等 参数，使 其符 合 4.2.2 要求；c)检查和 调校 激光 式高 速弯 沉仪 的 承载 车、供 电系 统、检测控 制系 统以 及各 传感 器 的性 能，各 项指标应 符合 仪器 说明 书规 定的要 求；d)开启全 部设 备 进 行检 查，保证供 电、传感 器、计算 机、软 件采 集与 计算、警 示灯应 正常；e)开动激 光式 高速 弯沉 仪，进行不少于 2 公 里的 实际 弯沉测试，验证 系统 数据 采集与 计算 是否正常。4.3.2 测试步 骤 激光式 高速 弯沉 仪 测 量路 面弯沉 测试 步骤 如下：a)在开始 测试 前，需 对设 备 提前通 电，对 各传 感器 进 行 预热，启动 温度 控制 系 统调节 设备 舱内 达到要求 的温 度，并开 启警 示灯及 导向 灯等 警告 标志；b)到达测 试路 段起点 前，提 前放下 测距 轮，操作 人员 按照设 备使 用手 册的 规定 和测试 路段 的 现 场技术要 求，设置 所需 的 路 段信息 和测试 参数；DB 42/T 1337-2018 4 c)驾驶员 均匀 加速 测试 车辆 到正常 测试 速度，启 动定 速巡航 在测 试路 段 待 检车 道上 保 持正 常、安全行驶；d)操作人 员在 车辆 到达 测试 路段起 点前，提前 至少 200m 开始测量，并 在车 辆 测 量轴驶过 测试路段起点 时进 行 起 测点 标记。测试 过程 中如 遇桥 梁、隧道、路面 类型 改变、变 道超车 或桩 号 修 正等特殊 位置，应 准确 标记 属性信息；e)当测试 车辆 测量 轴驶 过 测 试路段 终点 时，操 作人 员应 做终 点 标记，并在 车辆 驶离 终点至 少 200m后停止 数据 采集，升 起测 距轮使 设备 处于 准备 状态；f)操作人 员检 查测 试数 据，文件应 完整，数 据结 果应 正常，否则 需 重 新测 试。g)操作人 员按 照设备 使 用手 册的规 定关 闭 系 统电 源，结束测 试。h)返回停 车场，安 全停 车后 由操作 人员 拷贝 测试 数据。4.4 结果计 算 与 修正 通过 测试系统 配备的数 据处理 软件，对 采集到的 数据进 行 计算 处 理，同时 按T0951 及T0952 的方法进行温 度、坡度 和相 关性 等修正。5 激光 式 高速 弯沉 与落 锤式 弯沉 对 比试 验方法 5.1 试验环 境 5.1.1 环境要 求：无大 风，系统 环境温 度为（10-35）。5.1.2 试验路 段：平直、无 严重 破 损、无 积水、无 污染、无 交 叉口及 方便 掉头 的路 段，长 度不小 于 700m，路面横 坡不 大 于 2%，并 且 路面弯 沉值 分布 均匀，试 验路段 附近 没有 重型 交通 或震动。对比 试验 路段 可参考 图 2 进 行布 置。图 2 对比 试验 路段 布置 参考图 5.2 路段选 择 按照弯 沉值 不同 水平 范围 选择路 面结 构相 似的 路段 不少 于 4 段，进 行两 种测 定方法 对比 试验，以 便将激光 式高 速弯 沉仪 测到 的数据 换算 成落 锤式 弯沉 仪 测得 的弯 沉值。5.3 试验步 骤 激光式 高速 弯沉 与落 锤式 弯沉比 对试验 步 骤如 下：a)用喷漆 标记 对比 路段 的起 点位置，同时 在起 点位 置 之前 200m 处再用 喷漆 做 一个标 记，作 为激光式高 速弯 沉 仪 的加 速起 点，此 区间 作为 加速 区间；b)在试验 路段 后轴 载车 轮迹 的纵向 位置 上每隔 10m 用喷漆喷 点，作为 落锤 式 弯 沉仪检 测方 法 的测试点；c)从试验 路段 的试 验区 起点 开始，按 照 T 0952 的方 法 测定喷 漆点 处的 路面 弯沉，到达 试验 区 终点后结 束测 试；d)落锤式 弯沉 仪测 试完 毕后，等 待 10min，待路 面完 全 恢复后 即可 开始 进行 激光 式高速 弯沉 仪 的数据采 集；主 测试路 面 减速 区 200m 加速 区 200m 试 验区 起点 试验区 300m 起点 终点 试验 区 终点.DB 42/T 1337-2018 5 e)激光式 高速 弯沉 仪 在 起点 处准备 就绪，开始 检测 后，承载车 开始 加速，待行 驶 到测试 路段 起点位置时，行 驶速 度应 达 到 40 5km/h，并保 持匀 速；f)在行驶 过程 中，尽量 使多 普勒激 光器 的光 点对 准喷 漆点，驶过 距终 点 200m 后 停止 采集；g)重复 a）-c）的步 骤，测 试 5 次；h)测量完 毕后，用 专用 数据 处理软 件 以 10m 为段 长进 行数据 处理，得 到测 试路段 的弯 沉值；i)采用同样 步骤 完成所有 试 验路段的数据 采集。通 过 分析计算得到 回归方 程 LB=a+b LD，LB和LD分别为落锤 式弯 沉测 试 值和 激 光式 高速 弯沉 仪 测 试值，回 归方 程相 关系 数 R 应 不小 于 0.95。6 结果报 告 a)激光式 高速 弯沉 仪和 落锤 式弯沉 仪 测 值的 相关 关系 及相关 系数；b)弯沉测 试结 果记 录表 中需 包含 10m 间隔 各 测 点的 桩 号、修 正前 弯沉 值、路面 温度、前 5 天平均温度、修 正后 弯沉 值等 数据。弯沉 测试 结果 记录 表 样表 详见 附 录 A；c)弯沉测 试结 果汇 总表 中需 包含该 测试 路段 弯沉 的平 均值、标 准差、代表 弯沉、SSI、PSSI 和评价等级 等数 据。弯沉 测试 结果汇 总表 样表 详见 附 录 B。DB 42/T 1337-2018 6 附 录 A（资料 性 附 录）弯沉测 试结 果记 录表（10 米）表A.1 所 示了 弯沉 测试 结果 记录 表 的样 表。弯沉测试 结 果记 录表（10 米）项目名 称：测 点信 息：K0+000-上行-1 车道 日期：序号 桩号 弯沉值（0.01mm）路表温 度()前 5 天 平均 温度()修正后 弯沉 值(0.01mm)备注 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 DB 42/T 1337-2018 7 附 录 B（规范 性附 录）弯沉测 试结 果公 里汇 总表（10 米）表B.1 所示 了弯 沉测 试结 果 公里汇 总表 的样 表。弯沉测 试结 果公 里汇 总表（10 米）项目名 称：测 点信 息：K0+000-上行-1 车道 日期：序号 起点桩 号 长度/m 路面实 测弯 沉值 平均值 标准差 代表值 SSI PSSI 评价等 级 测点 1 测点 2 测点 3 测点*测点*测点*1 2 3 4 5 6 7 8 9 DB 42/T 1337-2018 8 激 光式高 速弯沉仪 测量路 面弯沉试 验规程 条文说 明 激光式 高速 弯沉 仪是 由标 准载荷 的测 量轴 轮胎 在高 速行驶 过程 中碾 压路 面产 生动态 载荷，路 基 或 路面表面 由静 止状 态产 生瞬 时变形，即 测定 连续、动 态载荷 作用 下产 生的 动态 弯沉及 弯沉 盆。该类设 备是 目前 世界 上最 先进的 弯沉 测试 装置，以 正常的 通行 速度 进行 测试，无 需封 闭道 路，不 对日益繁 忙的 道路 交通 产生 影响，具 有极高 的经 济效 益。该类 设备最 早由 丹麦GreenWood 公 司在20 世纪90年代开 始研 发，我国 武汉 武 大卓越 科技 有限 责任 公司 在2012 年已 研制 出了 具有 自主知 识产 权的 激光 式 高速弯沉 仪，并已 在国 内大 范围推 广使 用。激光式 高速 弯沉 仪检 测原 理：在 正常 行驶 过程 中，测 试系统 通过 多套 激光 多普 勒传感 器同 步采 集 路面弯沉 盆中 心不 同位 置处 路面的 瞬时 垂直 下沉 速度，并由 惯性 测量 系统 进行 修正后，根 据路 面 结 构 模 型计算出 弯沉 值和 弯沉 盆。其检测 原理 如下 图所 示。激光式 高速 路面 弯沉 测定 仪检测 设备 检测 原理 图 由于路 面结 构和 路基 条件 的不 同 会对 相关 性公 式产 生影响，因 此，各地 在求 取 相关关 系时 应该 区 别不同地 区及 路面 结构、材 料等条 件，采用 符合 测试 路段实 际情 况的 计算 模型 和相关 关系 式。_