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公路路基路面长期性能科学观测网试点建设指南
发布时间:2022-02-25 浏览次数:32763 来源:欧美大地

公路路基路面长期性能科学观测网建设试点


为贯彻落实《交通强国建设纲要》《国家综合立体交通网规划纲要》,2022年1月交通运输部办公厅下发《交通运输部办公厅关于组织开展公路路基路面长期性能科学观测网建设试点的通知》,旨在按照统一标准开展条件建设与升级、数据采集与汇交、科学分析与研究,为最终建成点面结合、多级架构的观测网积累经验,加快构建我国自主的公路设计建造养护理论体系。

在《公路路基路面长期性能科学观测网试点建设指南》文件中,详细规定了观测点技术要求、观测方法和原则、观测指标体系、观测数据管理方法、观测点标志标识等。


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


要求

一般观测点

特殊观测点

选址

依托公路应涵盖高速公路、一级公路或二级公路

按照典型高速、国省干线路段筛选,主要设置于新建、改扩建和养护工程

硬件配置

气象观测设施和相关路用性能检测设备等

还应包括:轴载称重装置、传感器断面系统埋设,监测站房、供电系统、网络传输系统等

观测设施设备

环境监测系统和路面性能检测设备

路面定期检测所需的仪器设备,应可满足对车辙、平整度、横向力系数、构造深度、弯沉的检测,符合JTG 3450

观测频度

可选择周期性观测或实时观测的方式进行观测,采用动、静态传感器,实现实时、自动监测,其中动态传感器的采集频率为2000Hz,静态传感器的采集频率不小于1次/10min;采用陆基、空基平台或人工检测方式,实现周期性观测,频率每年不少于2次。

观测原则

遵照典型性和代表性原则、目标性原则、准确性原则、定位性原则、持续性原则,开展科学观测

*详细观测点技术要求请参照《公路路基路面长期性能科学观测网试点建设指南》


观测指标体系


环境信息观测指标体系


气象环境信息观测指标一般应为:温度、湿度、太阳辐照、降雨量、风速、风向、紫外辐射、总辐射等。

路面结构内部环境信息观测指标一般应为:结构内温度、结构内湿度

结构内温度观测层位应选择道路表面、各结构层层底位置以及土基内部;结构内湿度观测层位应选择各结构层层底位置以及土基内部,距离路表1m、1.5m、2m、2.5m处。





荷载信息观测指标体系


一般观测点应观测交通基本信息;

特殊观测点应观测交通基本信息(断面日交通量和交通组成)和车辆轴载信息(车辆轴载)。



美国IRD公司动态称重系统

选型建议

关于动态称重设备,在选择中有以下建议:

动态称重系统与前述路面性能监测系统是两套独立的系统,其数据传输与分析均是独立展示和独立信号通道。因此在应用中需要单独考虑动态称重的数据传输与展示。

动态称重系统的综合技术性能相对比较容易达到,目前在国内已有很多成熟的产品及方案投入实际使用。在项目选择中出于性价比考虑建议采用国产产品,能够在满足性能要求的前提下方便系统的调试与维护。



路表信息观测指标体系


一般观测点和特殊观测点均应观测路表信息。

沥青路面结构观测点的观测指标包括:龟裂裂缝、纵向裂缝、横向裂缝、路面车辙深度RD、国际平整度指数IRI、横向力系数SFC、路面构造深度MPD、摆值、构造深度等;

水泥路面结构观测点的观测指标包括破碎板、裂缝、板角断裂、错台、平整度、横向力系数SFC和构造深度等。




路面结构响应信息观测指标体系


特殊观测点应观测路面(包括沥青路面或水泥路面,以及路基)结构响应信息。其中,沥青路面结构的观测指标包括:弯沉、应力、应变等,一般观测点需观测弯沉指标;水泥路面结构的观测指标包括:应力、应变等;路基结构的观测指标包括:应力等。


沥青路面结构响应信息观测指标

观测内容

观测指标

单位

观测频度-方式

观测设备

结构响应信息

弯沉

0.01mm

周期-自动

落锤式弯沉仪

应力

MPa

实时-自动

土压力

应变

微应变

实时-自动

沥青应变计、混凝土应变计、竖向应变计

推荐设备

落锤式弯沉仪

用于现场测定承载能力,分为手持式、拖车式/车载式。车载式适合于在城市和人口稠密区域,交通繁忙区域,以及要求安全、精确和快速机动的区域做测试


KM-100HAS沥青应变计

产品要点:专为沥青道路检测设计,容易安装,耐高温,防水,成活率高


AST/VAST型沥青应变计

低模量,结构坚固,耐高温、振动及碾压


KDA-PA土压计

双膜片结构,减少干扰土壤中的应力分布,用于土体内压力测量和路堤土压监测


KM应变传感器

混凝土等材料固化后或固化过程中的应变测量,绝缘性高,高精度,优异的稳定性,长期应变测量


水泥路面结构响应信息观测指标

观测内容

观测指标

单位

观测频度-方式

观测设备

结构响应信息

应力

MPa

实时-自动

混凝土应力计、振弦式钢筋计、土压力计

应变

微应变

实时-自动

振弦式应变计、竖向应变计


推荐设备


IRHP和IRCL振弦式钢筋计

高稳定性和灵敏度,坚固, 防水结构,适用于大多数钢筋尺寸


EM 埋入式振弦应变计

长期可靠性,高分辨率和高精度,3000微应变的量程,频率信号易于处理并适合长距离传输


路基结构响应信息观测指标

观测内容

观测指标

单位

观测频度-方式

观测设备

结构响应信息

应力

MPa

实时-自动

土压力盒

推荐设备


TPC土压计

长期可靠性,压力测量范围大,坚固耐用的不锈钢结构


KLA-A沉降传感器

地层间的沉降测量,最多可测量6个位置的沉降量


选型建议

沥青/混凝土传感器在市面上具有多种型号和传感原理,在实际进行选型时主要有以下建议:

沥青应变计在路面铺设过程中会承受高温和碾压环境,因此首要考虑传感器的坚固性和耐高温性能,其次需要考虑传感器的导线耐热性。进口传感器一般来说具有更高的耐久和稳定性。

混凝土埋入式应变计具有不同的原理(电阻应变式与振弦式等),电阻应变式支持静态/动态测试,振弦式仅支持静态测试。同时,不同原理的传感器具有不同的数据采集接口,大量混用会导致数据采集系统的复杂化。在满足测量要求的前提下,应当尽可能选择同种原理的应变传感器。


数据采集仪器


TMR-300小型多通道数据采集系统

多种测量单元组合,支持应变片、应变式传感器、电压、热电偶、铂电阻,100kHz高速采样(观测频度要求动态2kHz),分布式连接,结构紧凑,防震设计


DT85G岩土型数据采集仪

支持振弦式传感器,最多可扩展到960个模拟输入,双通道隔离技术,可编程控制模拟输出,可编程控制模拟输出


HeimLab L1多通道数据采集单元

支持多种类型传感器,高密度通道配置,高精度采集,操作简便的软件系统,能够耐受恶劣的现场环境



扩展监测功能


路段分布式光纤应变-温度监测

将光纤以适当形式埋设和集成在路面中,将整根光纤作为动态传感器,能够在这个光纤铺设路段范围内对路面的变形情况和温度分布进行分布式的整体监控,并且能够涵盖车辆通过引起的动态变形。这一监测方法允许用户获取在被测范围内的路面的变形与温度场,并获知在道路上行驶的车辆的基本信息。主要包括:

1. 道路路面的变形状态:

-横向变形;

-竖向变形;

-裂缝的产生与发展;

-路面的温度剖面。

2. 关于车辆的信息:

-车辆引发变形的动态加权;

-车辆轴的数量。



交通状况监控:分布式光纤声波传感(DAS)


OptaSense®公司的交通监控解决方案将标准单模电信光纤电缆转换为大范围分布式的传感器阵列,通过专用的用户界面或补充交通命令的方法,将整个受监控道路的实时可靠交通监控状况与事件检测信息提供给决策者和控制系统。

• 实现经济的交通路线覆盖率;

单个路边安装的光纤询问器单元即可以覆盖100公里长度的范围。

• 提供无与伦比的监控性能;

能够在50米长度的空间长度上每秒更新一次监控结果。

• 不会受到天气、温度或环境光线变化的影响;

• 安装便捷,不会破坏路面;

• 不会受到道路状况恶化、路面养护和翻新的影响;

• 合理布设好光纤后,基本不需要进行维护。



写在最后

欧美大地深耕公路工程质量检测及性能监测领域30多年,采用全球先进检测技术服务于我国公路工程质量建设的发展,与国内公路行业权威机构长期合作,丰富的行业经验,能够为您提供全面的公路工程监测解决方案。欢迎您与我们一起探讨公路路基路面长期性能科学观测的相关问题与解决方案。



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