中交路橋科技是從事工程檢測(cè)監(jiān)測(cè)、城市安全監(jiān)測(cè)預(yù)警與評(píng)價(jià)、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復(fù)合型高新技術(shù)集團(tuán)企業(yè)。
一、概述
《公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》JTG H20-2007（以下簡(jiǎn)稱新《標(biāo)準(zhǔn)》）的公路技術(shù)狀況指數(shù)（MQI）包含兩層含義：對(duì)公路技術(shù)狀況的客觀描述和對(duì)公路養(yǎng)護(hù)質(zhì)量和管理水平的科學(xué)評(píng)價(jià)。它包括路面（PQI）、路基（SCI）、橋隧構(gòu)造物（BCI）、沿線設(shè)施（TCI）四項(xiàng)指標(biāo)，其中路面（PQI）包含路面損壞（PCI）、道路平整度（RQI）、路面車(chē)轍（RDI）、抗滑性能（SRI）和路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度（PSSI）五個(gè)分項(xiàng)指標(biāo)，共四大項(xiàng)五小項(xiàng)，各項(xiàng)指標(biāo)的值域?yàn)椋?，100），分別代表理論上的最差和最好的路面使用性能或技術(shù)狀況。新《標(biāo)準(zhǔn)》統(tǒng)一了高速公路和普通公路的技術(shù)狀況評(píng)定等級(jí)，明確了公路技術(shù)狀況評(píng)定數(shù)據(jù)的采集和計(jì)算方法，為客觀評(píng)定公路技術(shù)狀況提供了依據(jù)。
二、路面技術(shù)狀況檢測(cè)
（一）路面損壞（PCI）
1、人工檢測(cè)方法過(guò)去曾被廣泛使用。在人力資源豐富、交通量較少的低等級(jí)公路上，人工檢測(cè)有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì)，但不適于大交通量的高速公路和干線公路使用。人工調(diào)查，主觀因素多、質(zhì)量難以控制。為了避免人工調(diào)查標(biāo)準(zhǔn)的不統(tǒng)一，在進(jìn)行檢測(cè)之前，必須對(duì)所有檢測(cè)人員培訓(xùn)，使檢測(cè)人員熟練掌握路面損壞分類標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)量方法。
2、自動(dòng)檢測(cè)：路面損壞檢測(cè)發(fā)展方向。
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：路面損壞采用自動(dòng)化設(shè)備檢測(cè)時(shí)，應(yīng)具有分辨1.0mm以上的裂縫的能力，檢測(cè)數(shù)據(jù)（圖像等）宜采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)識(shí)別處理，且只有識(shí)別準(zhǔn)確率達(dá)到90%以上時(shí)，才能用于PCI評(píng)定。
國(guó)內(nèi)外檢測(cè)設(shè)備回顧：20世紀(jì)70年代，出于公路管理的需要，研究開(kāi)發(fā)了基于攝影技術(shù)的路面損壞檢測(cè)設(shè)備。隨著檢測(cè)技術(shù)的進(jìn)步，路面損壞檢測(cè)方法經(jīng)歷了攝影、模擬攝像、數(shù)字?jǐn)z像、線掃四代成像技術(shù)。
+攝影
+模擬攝像
+數(shù)字?jǐn)z像
+線掃相機(jī)
第一代技術(shù)：是基于攝影技術(shù)的測(cè)量，需要大面積的燈光照明，一般在晚上檢測(cè)，檢測(cè)膠片需要專門(mén)洗印，人工判讀周期長(zhǎng)。80年代中期，公路院從法國(guó)引進(jìn)一套這樣的裝備。
第二代技術(shù)：是基于模擬相機(jī)技術(shù)的測(cè)量，需要均勻的燈光照明，一般用多個(gè)相機(jī),檢測(cè)結(jié)果機(jī)器識(shí)別輔助人工判度。圖為T(mén)RL為英國(guó)公路署開(kāi)發(fā)的裝備，采用了三個(gè)相機(jī)，缺點(diǎn)是分辨率2-3mm,識(shí)別率也低。
第三代技術(shù)：是基于數(shù)字相機(jī)技術(shù)，需要均勻區(qū)域燈光照明，一般用多個(gè)相機(jī)來(lái)減少燈光覆蓋面積，可白天檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果可機(jī)器識(shí)別，分辨率2mm，識(shí)別率85%。圖為英國(guó)采購(gòu)的瑞典裝備，它采用了4套相機(jī)。
第四代技術(shù)：是基于線掃相機(jī)技術(shù)的測(cè)量，采用一個(gè)掃描裝臵，帶狀燈光照明，全天候檢測(cè)，檢測(cè)寬度任意設(shè)定，機(jī)器識(shí)別。由于高分辨率1mm，識(shí)別率達(dá)到85-95%。
意義：路況快速檢測(cè)系統(tǒng)（CiCS）的開(kāi)發(fā)成功，使公路常規(guī)和定期的多指標(biāo)（PCI、RQI、RDI）路況檢測(cè)工作，可在不影響交通運(yùn)營(yíng)的條件下，一次性完成，并大大提高檢測(cè)效率和檢測(cè)精度。
國(guó)外圖像識(shí)別：國(guó)外研究機(jī)構(gòu)十分重視路面損壞圖像的自動(dòng)識(shí)別與處理技術(shù)。多年來(lái)，國(guó)外在路面損壞圖像自動(dòng)識(shí)別方面的研究沒(méi)有突破性的進(jìn)展，路面
損壞的識(shí)別率一致維持在85%左右，識(shí)別裂縫寬度在2~3mm 以上，許多路面特征如水泥路面接縫和灌縫后路面裂縫的識(shí)別問(wèn)題都沒(méi)有得到有效解決，由此限制了路面損壞自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的推廣應(yīng)用。
在總結(jié)國(guó)外經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國(guó)公路養(yǎng)護(hù)需要和國(guó)際上相關(guān)的技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)（英國(guó)、美國(guó)），通過(guò)對(duì)100多萬(wàn)幅 CiCS檢測(cè)圖像的特征分析，根據(jù)檢測(cè)圖像的分辨率、灰度程度及圖像亮度，研究開(kāi)發(fā)了我國(guó)第一套具有95%高識(shí)別率和自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的路面損壞自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)（CiAS）。
影響與意義：在我國(guó)的路面損壞檢測(cè)工作中，第一次真正意義上擁有了標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的路面損壞檢測(cè)方法，減少了檢測(cè)工作的人為因素，使不同省市、不同區(qū)域及不同時(shí)間檢測(cè)的數(shù)據(jù)有了可比性。
（二）道路平整度（RQI）
1、主要檢測(cè)方法有：
1）人工檢測(cè)（三米直尺、水準(zhǔn)測(cè)量）；
2）反應(yīng)類快速檢測(cè)設(shè)備；
3）斷面類快速檢測(cè)設(shè)備。
2、人工檢測(cè)：三米直尺，用于低等級(jí)、小交通量公路；在每個(gè)百尺樁開(kāi)端100米內(nèi)連續(xù)放三尺，得出三尺讀數(shù)的平均值，再求出1000米檢測(cè)單元的平整度算術(shù)平均值，用“干線公路路面管理系統(tǒng)CPMA”網(wǎng)站的公式轉(zhuǎn)換為新《標(biāo)準(zhǔn)》的國(guó)際平整度指數(shù)IRI。公式如下：IRI=0.3803X-0.4537(X為三米直尺的測(cè)量值)。
3、反應(yīng)類設(shè)備：顛簸累計(jì)儀等，操作簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確性差；
4、斷面類設(shè)備：激光儀器，重復(fù)性好，準(zhǔn)確性高。
標(biāo)準(zhǔn)建議，在條件允許時(shí)宜采用快速和高精度的斷面類檢測(cè)設(shè)備。
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：各種道路平整度檢測(cè)設(shè)備必須定期標(biāo)定，每年至少標(biāo)定一次，標(biāo)定的相關(guān)系數(shù)應(yīng)大于0.95。
5、設(shè)備標(biāo)定：
按IRI 0~10m/km均勻分布的原則，選擇5段道路平整度不同的實(shí)驗(yàn)路段，標(biāo)定路段長(zhǎng)320m；
用精密水準(zhǔn)儀或符合世界銀行一類測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的斷面類平整度檢測(cè)設(shè)備檢
測(cè)標(biāo)定路段，測(cè)點(diǎn)間距為0.25m或0.5m；
測(cè)量320m路段連續(xù)高程，用CPMS提供的國(guó)際平整度指數(shù)（IRI）計(jì)算程序，計(jì)算IRI；
設(shè)備檢測(cè)結(jié)果與IRI比較，確定標(biāo)定系數(shù)。
（三）路面車(chē)轍（RDI）
1、人工檢測(cè)。步行見(jiàn)到有車(chē)轍的部位測(cè)量，分左車(chē)轍與右車(chē)轍，采用三米直尺架在峰谷上，直尺量出到谷底的高差。數(shù)據(jù)以100米均值計(jì)算，求出算術(shù)平均值。
以前的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，沒(méi)有將車(chē)轍作為獨(dú)立指標(biāo)，其原因有二點(diǎn)：?jiǎn)栴}不嚴(yán)重、沒(méi)有設(shè)備支持。近年來(lái)，由于交通量的迅速增長(zhǎng)，渠道交通、重載、超載作用，車(chē)轍已經(jīng)成為我國(guó)高速公路瀝青路面的一種主要損壞形式。
2、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：高速公路和一級(jí)公路的路面車(chē)轍作為獨(dú)立的檢測(cè)指標(biāo)（RDI）。通過(guò)檢測(cè)路面車(chē)轍深度計(jì)算路面車(chē)轍深度指數(shù)（RDI）。其它等級(jí)公路，沿用傳統(tǒng)做法。
標(biāo)準(zhǔn)建議：采用斷面類快速檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)路面車(chē)轍。
（四）路面抗滑性能（SRI）
路面抗滑性能直接影響公路行車(chē)的安全性。20世紀(jì)30年代，發(fā)達(dá)國(guó)家就開(kāi)始了路面抗滑性能的研究工作，目前已經(jīng)開(kāi)發(fā)出多種路面抗滑性能的測(cè)試方法和測(cè)試設(shè)備。
1、直接法：摩擦系數(shù)；
根據(jù)摩阻力檢測(cè)方式，摩擦系數(shù)分為制動(dòng)力系數(shù)和橫向力系數(shù)兩種。
制動(dòng)力系數(shù)：表明車(chē)輛制動(dòng)距離的長(zhǎng)短。
橫向力系數(shù)：不僅能夠體現(xiàn)車(chē)輛制動(dòng)距離的長(zhǎng)短，還能夠表示防止車(chē)輛側(cè)滑的能力。
英國(guó)、比利時(shí)和丹麥等國(guó)均規(guī)定將橫向力系數(shù)SFC作為路面抗滑性能控制指標(biāo)。
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：用橫向力摩擦系數(shù)SFC（Side-way Force Coefficient）作為檢測(cè)指標(biāo)，通過(guò)SFC計(jì)算路面抗滑性能指數(shù)（SRI）。
2、間接法：紋理（構(gòu)造）深度。
檢測(cè)路面抗滑性能的間接方法，包括微觀構(gòu)造和宏觀構(gòu)造兩方面。
微觀構(gòu)造：表面粗糙度，提供低速行駛（<50km/h）時(shí)的抗滑性能。
宏觀構(gòu)造：紋理深度，外露骨料間形成的構(gòu)造，使路表水迅速排除，避免形成水膜，在高速行車(chē)時(shí)起作用。
3、鋪砂法：有手工鋪砂法和電動(dòng)鋪砂法，根據(jù)面積，計(jì)算構(gòu)造深度（TD）。
4、激光法：用激光設(shè)備，測(cè)試路面紋理深度SMTD（Surface Mean Texture Depth）。
目前，我國(guó)缺少橫向力系數(shù)與路面紋理深度之間的關(guān)系研究（UK SCANNER）。
（五）路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度（PSSI）
路面彎沉可分為靜態(tài)彎沉和動(dòng)態(tài)彎沉。我國(guó)路面設(shè)計(jì)和養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)所使用的彎沉指標(biāo)應(yīng)為靜態(tài)回彈彎沉。
靜態(tài)彎沉：貝克曼梁和自動(dòng)彎沉儀等靜態(tài)加載設(shè)備，（含回彈彎沉和總彎沉）。
動(dòng)態(tài)彎沉：落錘式彎沉儀、穩(wěn)態(tài)動(dòng)力彎沉儀等動(dòng)態(tài)加載設(shè)備。
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：路面彎沉檢測(cè)宜采用具有可靠數(shù)據(jù)標(biāo)定關(guān)系的自動(dòng)化檢測(cè)設(shè)備，檢測(cè)結(jié)果應(yīng)該能夠換算成我國(guó)相關(guān)技術(shù)規(guī)范規(guī)定的靜態(tài)回彈彎沉值。路面彎沉自動(dòng)化檢測(cè)設(shè)備必須定期標(biāo)定，每年至少標(biāo)定一次，標(biāo)定的相關(guān)系數(shù)應(yīng)大于0.95。
在路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、路面損壞、路面平整度、路面抗滑性能和路面車(chē)轍 5 個(gè)路面技術(shù)狀況指標(biāo)中，路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度（彎沉）最難檢測(cè)。
自動(dòng)彎沉儀的檢測(cè)速度僅為3~7km/h；大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明，落錘式彎沉儀（FWD）與貝克曼梁（BB）之間存在著不穩(wěn)定的相關(guān)關(guān)系；新疆世界銀行道路標(biāo)定的實(shí)驗(yàn)顯示， FWD-BB平均相關(guān)系數(shù)只有0.67左右，不滿足標(biāo)準(zhǔn)對(duì)95%相關(guān)系數(shù)的最低要求。慢速、低效的路面彎沉檢測(cè)裝備不適應(yīng)大規(guī)模網(wǎng)級(jí)路面彎沉的檢測(cè)要求。
三、路基、橋隧構(gòu)造物和沿線設(shè)施狀況調(diào)查
1、目前國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有用于路基和沿線設(shè)施檢測(cè)的自動(dòng)設(shè)備。項(xiàng)目主要是依靠人工檢測(cè)，有條件的地區(qū)，還可以借助路況數(shù)據(jù)采集儀（RCR）現(xiàn)場(chǎng)記錄、匯總、計(jì)算與評(píng)定。
2、橋隧構(gòu)造物技術(shù)狀況（BCI）：
橋隧構(gòu)造物技術(shù)狀況（BCI）評(píng)定所需數(shù)據(jù)是依據(jù)《公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范》（JTG H11-2004）和《公路隧道養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》（JTG H12-2003）評(píng)定的技術(shù)等級(jí)。BCI 評(píng)定的前提是橋梁、隧道和涵洞的技術(shù)等級(jí)評(píng)定數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、有效。
四、檢測(cè)與調(diào)查頻率
五、檢測(cè)方式
公路技術(shù)狀況檢測(cè)與調(diào)查是以1000m路段為基本單元，高速公路和一級(jí)公路按上行方向（樁號(hào)遞增方向）和下行方向（樁號(hào)遞減方向）分別檢測(cè)，二、三、四級(jí)公路可不分上下行。
使用快速檢測(cè)方法和設(shè)備采集路面技術(shù)狀況評(píng)定所需數(shù)據(jù)時(shí)，每個(gè)檢測(cè)方向至少要檢測(cè)一個(gè)主要行車(chē)道。
六、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)
計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)技術(shù)的快速發(fā)展允許保存更詳細(xì)、更多的原始數(shù)據(jù)，詳細(xì)的原始數(shù)據(jù)
可用于公路技術(shù)狀況評(píng)定以外的路面養(yǎng)護(hù)決策分析和養(yǎng)護(hù)設(shè)計(jì)。
設(shè)備檢測(cè)：所有快速檢測(cè)設(shè)備的原始檢測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)以高密度（10~20m）長(zhǎng)期保存。人工調(diào)查：人工調(diào)查數(shù)據(jù)可以100m為單位保存。
七、檢測(cè)設(shè)備配臵方案（MQI）
