Ровность дорожного покрытия является важным показателем для оценки эксплуатационных характеристик дороги и комфорта движения. Автомобильный лазерный профилограф обеспечивает эффективный и точный метод измерения продольного профиля дорожного покрытия и расчета международного индекса ровности (IRI). В данной статье представлены методика испытаний, процедуры проведения измерений, требования к калибровке и процесс обработки данных при оценке ровности дорожного покрытия с использованием лазерного профилографа. Материал предназначен для предоставления технических рекомендаций по инспекции автомобильных дорог, оценке качества и техническому обслуживанию дорожных покрытий.

1. Область применения

1.1 Данный метод применим для измерения международного индекса шероховатости (IRI) дорожного покрытия с использованием установленного на транспортном средстве лазерного дорожного профилометра для оценки шероховатости дорожного покрытия.

1.2 Данный метод применим для проверки шероховатости дорожного покрытия в нормальных условиях движения транспорта, когда поверхность дорожного покрытия не имеет серьезных дефектов, таких как выбоины и колеи, а также стоячей воды, льда, снега и грязи.

2. Технические требования к приборам и материалам

Лазерный измеритель шероховатости дорожного покрытия, устанавливаемый на транспортное средство (далее именуемый «Лазерный измеритель шероховатости»), состоит из испытательного транспортного средства, датчика расстояния, датчика продольного профиля и основной системы управления. Основные технические требования следующие:

(1) Скорость испытания: 30–100 км/ч.

(2) Интервал дискретизации: ≤500 мм.

(3) Точность измерения датчиком: 1,0 мм.

(4) Погрешность калибровки расстояния: ≤0,05%.

3. Метод и процедура испытаний

3.1 Подготовка

(1) Проверьте все датчики лазерного измерителя шероховатости дорожного покрытия.

(2) Проверьте давление в шинах испытательного автомобиля. Давление в шинах должно соответствовать требованиям, указанным для данного автомобиля. Шины должны быть чистыми и без каких-либо загрязнений.

(3) Установите измерительное устройство на месте. Убедитесь, что механические крепежные элементы надежно установлены и все винты должным образом затянуты без ослабления.

(4) Осмотрите лазерный измеритель шероховатости дорожного покрытия. Все компоненты прибора должны соответствовать требованиям испытаний и не иметь повреждений.

(5) Включите питание системы, запустите программное обеспечение управления и проверьте рабочее состояние всех компонентов.

3.2 Процедура испытаний

(1) Перед испытаниями испытательный автомобиль должен проехать 5–10 км с заданной скоростью для прогрева лазерного измерителя шероховатости дорожного покрытия в соответствии с требуемым временем предварительного прогрева.

(2) Остановите испытательный автомобиль за 50–100 м до начальной точки испытательного участка. Запустите программное обеспечение системы измерения шероховатости дорожного покрытия и установите необходимые параметры испытаний в соответствии с техническими требованиями испытательного участка на месте.

(3) Водитель должен управлять испытательным транспортным средством в пределах заданного диапазона скоростей испытаний, предпочтительно 50–80 км/ч. Следует избегать резкого ускорения и замедления. Скорость транспортного средства должна быть снижена на крутых поворотах, и транспортное средство должно въезжать на испытательный участок по обычной траектории движения.

(4) После въезда на испытательный участок оператор должен запустить программу сбора и записи данных. Во время испытаний начальная точка, конечная точка и другие места, требующие специальной маркировки, должны быть своевременно и точно внесены в записи данных испытаний.

(5) После того, как испытательный автомобиль покинет испытательный участок, оператор должен прекратить сбор и запись данных и восстановить все компоненты прибора до исходного состояния.

(6) Проверьте файлы испытательных данных. Файлы должны быть полными, а их содержимое — достоверным; в противном случае испытание следует повторить.

(7) Выключите питание системы и завершите испытание.

4. Обработка данных

Данные, полученные с помощью лазерного измерителя шероховатости дорожного покрытия, представляют собой относительные значения высоты дорожного полотна. Международный индекс шероховатости (IRI) рассчитывается с использованием стандартной процедуры расчета IRI с интервалом оценки 100 м. Значение IRI выражается в м/км и указывается с точностью до двух знаков после запятой.

5. Корреляционный анализ между измерениями, полученными с помощью лазерного измерителя шероховатости дорожного покрытия, и международным индексом шероховатости (IRI)

5.1 Условия испытаний

(1) Выберите не менее четырех участков дороги с различными уровнями шероховатости дорожного покрытия. Разница между значениями IRI соседних участков должна быть больше 1,0, и каждый участок должен иметь достаточную длину разгона и замедления. В соответствии с фактическим распределением значений IRI на испытательном участке дороги, в определенных диапазонах могут быть добавлены дополнительные калибровочные участки.

(2) Длина каждого испытательного участка должна быть не менее 300 м.

(3) Шероховатость дорожного покрытия на каждом испытательном участке должна быть равномерной, включая 50-метровый подъездной участок перед испытательным участком.

(4) Выбирайте прямые участки дороги с относительно небольшими перепадами уклона. Выбранные участки должны иметь низкий объем движения транспорта для облегчения организации движения и проведения испытаний.

(5) Если на одном испытательном транспортном средстве установлено несколько устройств для измерения шероховатости дорожного покрытия, каждое устройство должно быть испытано отдельно.

(6) Испытание предпочтительно проводить вдоль обычных колесных дорожек полосы движения. Начальная и конечная точки испытательных участков должны быть четко обозначены.

5.2 Процедура тестирования

(1) Калибровка расстояния

① Выберите ровный, прямой участок дороги с относительно небольшими перепадами высот. Длина участка должна быть не менее 500 м. Четко обозначьте начальную и конечную точки.

② Перед калибровкой испытательный автомобиль должен проехать 5–10 км на испытательной скорости, чтобы прогреть испытательную систему в соответствии с заданным временем предварительного прогрева.

③ Выровняйте передние колеса испытательного транспортного средства по стартовой линии, запустите систему тестирования и проедьте транспортным средством по прямой траектории испытательного участка. Следует избегать резкого ускорения или замедления. При приближении к конечной точке уменьшите скорость транспортного средства и остановите его, убедившись, что передние колеса выровнены по финишной линии. Запишите измеренное расстояние. Повторите процедуру, чтобы убедиться, что разница между результатом измерения датчика расстояния и номинальной длиной испытательного участка находится в пределах допустимой погрешности.

(2) В соответствии с требованиями, указанными в пункте 3.2 настоящего метода, провести пять повторных испытаний шероховатости дорожного покрытия на испытательном участке. Среднее значение рассчитанных результатов IRI следует принимать за измеренное значение для участка дороги.

(3) Определение значения IRI:

① В качестве эталонного прибора следует использовать прецизионный нивелир для измерения высот продольного профиля контрольной линии на калибровочном участке. Интервал измерений должен составлять 250 мм, а точность определения высот — 0,5 мм. Полученные данные продольного профиля затем обрабатываются с использованием стандартной процедуры расчета IRI (международного индекса ровности) для определения значения IRI на калибровочном участке.

② Для определения значения IRI на калибровочном участке также могут использоваться другие приборы для измерения продольного профиля, соответствующие стандарту измерения ровности дорожного покрытия класса I Всемирного банка (World Bank Class I).

5.3 Обработка результатов измерений

В соответствии с требованиями, указанными в Приложении C данной спецификации, необходимо выполнить регрессионный анализ между значениями IRI каждого испытательного участка и соответствующими результатами измерений прибора для оценки ровности дорожного покрытия. Следует установить уравнение корреляции, при этом коэффициент корреляции R должен быть не менее 0,99.

6. Отчет об испытаниях

В отчёте об испытаниях должна быть представлена следующая техническая информация:

(1) Информация об испытательном участке (включая пикетаж, длину участка и другие соответствующие данные).

(2) Значения IRI и их преобразованные значения.

(3) Если выполнялось испытание на корреляцию, также должны быть указаны уравнение корреляции и коэффициент корреляции.