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

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1、 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

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 （

3、 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

4、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

5、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/

6、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.

7、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

8、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

9、.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

10、标准轴载（ kN） 1001 4 测量轴一侧双轮载荷（ kN） 500.5 5 测量轴单轮传压当量圆直径（ cm） 21.30.5 6 测量轴轮隙宽度（ cm） 120.5 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

11、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

12、 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

13、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

14、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

15、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

16、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

17、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 405km/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+bLD， 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

18、，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

19、 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

20、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。 _