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公路路基路面長期性能科學觀測網試點建設指南
發布時間:2022-02-25 瀏覽次數:9013 來源:歐美大地

公路路基路面長期性能科學觀測網建設試點


為貫徹落實《交通強國建設綱要》《國家綜合立體交通網規劃綱要》,2022年1月交通運輸部辦公廳下發《交通運輸部辦公廳關于組織開展公路路基路面長期性能科學觀測網建設試點的通知》,旨在按照統一標準開展條件建設與升級、數據采集與匯交、科學分析與研究,為最終建成點面結合、多級架構的觀測網積累經驗,加快構建我國自主的公路設計建造養護理論體系。

在《公路路基路面長期性能科學觀測網試點建設指南》文件中,詳細規定了觀測點技術要求、觀測方法和原則、觀測指標體系、觀測數據管理方法、觀測點標志標識等。


通知原文:https://xxgk.mot.gov.cn/2020/jigou/kjs/202201/t20220111_3635977.html


要求

一般觀測點

特殊觀測點

選址

依托公路應涵蓋高速公路、一級公路或二級公路

按照典型高速、國省干線路段篩選,主要設置于新建、改擴建和養護工程

硬件配置

氣象觀測設施和相關路用性能檢測設備等

還應包括:軸載稱重裝置、傳感器斷面系統埋設,監測站房、供電系統、網絡傳輸系統等

觀測設施設備

環境監測系統和路面性能檢測設備

路面定期檢測所需的儀器設備,應可滿足對車轍、平整度、橫向力系數、構造深度、彎沉的檢測,符合JTG 3450

觀測頻度

可選擇周期性觀測或實時觀測的方式進行觀測,采用動、靜態傳感器,實現實時、自動監測,其中動態傳感器的采集頻率為2000Hz,靜態傳感器的采集頻率不小于1次/10min;采用陸基、空基平臺或人工檢測方式,實現周期性觀測,頻率每年不少于2次。

觀測原則

遵照典型性和代表性原則、目標性原則、準確性原則、定位性原則、持續性原則,開展科學觀測

*詳細觀測點技術要求請參照《公路路基路面長期性能科學觀測網試點建設指南》


觀測指標體系


環境信息觀測指標體系


氣象環境信息觀測指標一般應為:溫度、濕度、太陽輻照、降雨量、風速、風向、紫外輻射、總輻射等。

路面結構內部環境信息觀測指標一般應為:結構內溫度、結構內濕度。

結構內溫度觀測層位應選擇道路表面、各結構層層底位置以及土基內部;結構內濕度觀測層位應選擇各結構層層底位置以及土基內部,距離路表1m、1.5m、2m、2.5m處。





荷載信息觀測指標體系


一般觀測點應觀測交通基本信息;

特殊觀測點應觀測交通基本信息(斷面日交通量和交通組成)和車輛軸載信息(車輛軸載)。



美國IRD公司動態稱重系統

選型建議

關于動態稱重設備,在選擇中有以下建議:

動態稱重系統與前述路面性能監測系統是兩套獨立的系統,其數據傳輸與分析均是獨立展示和獨立信號通道。因此在應用中需要單獨考慮動態稱重的數據傳輸與展示。

動態稱重系統的綜合技術性能相對比較容易達到,目前在國內已有很多成熟的產品及方案投入實際使用。在項目選擇中出于性價比考慮建議采用國產產品,能夠在滿足性能要求的前提下方便系統的調試與維護。



路表信息觀測指標體系


一般觀測點和特殊觀測點均應觀測路表信息。

瀝青路面結構觀測點的觀測指標包括:龜裂裂縫、縱向裂縫、橫向裂縫、路面車轍深度RD、國際平整度指數IRI、橫向力系數SFC、路面構造深度MPD、擺值、構造深度等;

水泥路面結構觀測點的觀測指標包括破碎板、裂縫、板角斷裂、錯臺、平整度、橫向力系數SFC和構造深度等。




路面結構響應信息觀測指標體系


特殊觀測點應觀測路面(包括瀝青路面或水泥路面,以及路基)結構響應信息。其中,瀝青路面結構的觀測指標包括:彎沉、應力、應變等,一般觀測點需觀測彎沉指標;水泥路面結構的觀測指標包括:應力、應變等;路基結構的觀測指標包括:應力等。


瀝青路面結構響應信息觀測指標

觀測內容

觀測指標

單位

觀測頻度-方式

觀測設備

結構響應信息

彎沉

0.01mm

周期-自動

落錘式彎沉儀

應力

MPa

實時-自動

土壓力

應變

微應變

實時-自動

瀝青應變計、混凝土應變計、豎向應變計

推薦設備

落錘式彎沉儀

用于現場測定承載能力,分為手持式、拖車式/車載式。車載式適合于在城市和人口稠密區域,交通繁忙區域,以及要求安全、精確和快速機動的區域做測試


KM-100HAS瀝青應變計

產品要點:專為瀝青道路檢測設計,容易安裝,耐高溫,防水,成活率高


AST/VAST型瀝青應變計

低模量,結構堅固,耐高溫、振動及碾壓


KDA-PA土壓計

雙膜片結構,減少干擾土壤中的應力分布,用于土體內壓力測量和路堤土壓監測


KM應變傳感器

混凝土等材料固化后或固化過程中的應變測量,絕緣性高,高精度,優異的穩定性,長期應變測量


水泥路面結構響應信息觀測指標

觀測內容

觀測指標

單位

觀測頻度-方式

觀測設備

結構響應信息

應力

MPa

實時-自動

混凝土應力計、振弦式鋼筋計、土壓力計

應變

微應變

實時-自動

振弦式應變計、豎向應變計


推薦設備


IRHP和IRCL振弦式鋼筋計

高穩定性和靈敏度,堅固, 防水結構,適用于大多數鋼筋尺寸


EM 埋入式振弦應變計

長期可靠性,高分辨率和高精度,3000微應變的量程,頻率信號易于處理并適合長距離傳輸


路基結構響應信息觀測指標

觀測內容

觀測指標

單位

觀測頻度-方式

觀測設備

結構響應信息

應力

MPa

實時-自動

土壓力盒

推薦設備


TPC土壓計

長期可靠性,壓力測量范圍大,堅固耐用的不銹鋼結構


KLA-A沉降傳感器

地層間的沉降測量,最多可測量6個位置的沉降量


選型建議

瀝青/混凝土傳感器在市面上具有多種型號和傳感原理,在實際進行選型時主要有以下建議:

瀝青應變計在路面鋪設過程中會承受高溫和碾壓環境,因此首要考慮傳感器的堅固性和耐高溫性能,其次需要考慮傳感器的導線耐熱性。進口傳感器一般來說具有更高的耐久和穩定性。

混凝土埋入式應變計具有不同的原理(電阻應變式與振弦式等),電阻應變式支持靜態/動態測試,振弦式僅支持靜態測試。同時,不同原理的傳感器具有不同的數據采集接口,大量混用會導致數據采集系統的復雜化。在滿足測量要求的前提下,應當盡可能選擇同種原理的應變傳感器。


數據采集儀器


TMR-300小型多通道數據采集系統

多種測量單元組合,支持應變片、應變式傳感器、電壓、熱電偶、鉑電阻,100kHz高速采樣(觀測頻度要求動態2kHz),分布式連接,結構緊湊,防震設計


DT85G巖土型數據采集儀

支持振弦式傳感器,最多可擴展到960個模擬輸入,雙通道隔離技術,可編程控制模擬輸出,可編程控制模擬輸出


HeimLab L1多通道數據采集單元

支持多種類型傳感器,高密度通道配置,高精度采集,操作簡便的軟件系統,能夠耐受惡劣的現場環境



擴展監測功能


路段分布式光纖應變-溫度監測

將光纖以適當形式埋設和集成在路面中,將整根光纖作為動態傳感器,能夠在這個光纖鋪設路段范圍內對路面的變形情況和溫度分布進行分布式的整體監控,并且能夠涵蓋車輛通過引起的動態變形。這一監測方法允許用戶獲取在被測范圍內的路面的變形與溫度場,并獲知在道路上行駛的車輛的基本信息。主要包括:

1. 道路路面的變形狀態:

-橫向變形;

-豎向變形;

-裂縫的產生與發展;

-路面的溫度剖面。

2. 關于車輛的信息:

-車輛引發變形的動態加權;

-車輛軸的數量。



交通狀況監控:分布式光纖聲波傳感(DAS)


OptaSense®公司的交通監控解決方案將標準單模電信光纖電纜轉換為大范圍分布式的傳感器陣列,通過專用的用戶界面或補充交通命令的方法,將整個受監控道路的實時可靠交通監控狀況與事件檢測信息提供給決策者和控制系統。

? 實現經濟的交通路線覆蓋率;

單個路邊安裝的光纖詢問器單元即可以覆蓋100公里長度的范圍。

? 提供無與倫比的監控性能;

能夠在50米長度的空間長度上每秒更新一次監控結果。

? 不會受到天氣、溫度或環境光線變化的影響;

? 安裝便捷,不會破壞路面;

? 不會受到道路狀況惡化、路面養護和翻新的影響;

? 合理布設好光纖后,基本不需要進行維護。



寫在最后

歐美大地深耕公路工程質量檢測及性能監測領域30多年,采用全球先進檢測技術服務于我國公路工程質量建設的發展,與國內公路行業權威機構長期合作,豐富的行業經驗,能夠為您提供全面的公路工程監測解決方案。歡迎您與我們一起探討公路路基路面長期性能科學觀測的相關問題與解決方案。



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