中交路橋科技是從事工程檢測監(jiān)測、城市安全監(jiān)測預(yù)警與評價、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)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》JTG H20-2007（以下簡稱新《標(biāo)準(zhǔn)》）的公路技術(shù)狀況指數(shù)（MQI）包含兩層含義：對公路技術(shù)狀況的客觀描述和對公路養(yǎng)護(hù)質(zhì)量和管理水平的科學(xué)評價。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）、路面車轍（RDI）、抗滑性能（SRI）和路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度（PSSI）五個分項(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)狀況評定等級，明確了公路技術(shù)狀況評定數(shù)據(jù)的采集和計(jì)算方法，為客觀評定公路技術(shù)狀況提供了依據(jù)。
二、路面技術(shù)狀況檢測
（一）路面損壞（PCI）
1、人工檢測方法過去曾被廣泛使用。在人力資源豐富、交通量較少的低等級公路上，人工檢測有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢，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)行檢測之前，必須對所有檢測人員培訓(xùn)，使檢測人員熟練掌握路面損壞分類標(biāo)準(zhǔn)和測量方法。
2、自動檢測：路面損壞檢測發(fā)展方向。
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：路面損壞采用自動化設(shè)備檢測時，應(yīng)具有分辨1.0mm以上的裂縫的能力，檢測數(shù)據(jù)（圖像等）宜采用計(jì)算機(jī)自動識別處理，且只有識別準(zhǔn)確率達(dá)到90%以上時，才能用于PCI評定。
國內(nèi)外檢測設(shè)備回顧：20世紀(jì)70年代，出于公路管理的需要，研究開發(fā)了基于攝影技術(shù)的路面損壞檢測設(shè)備。隨著檢測技術(shù)的進(jìn)步，路面損壞檢測方法經(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)的測量，需要大面積的燈光照明，一般在晚上檢測，檢測膠片需要專門洗印，人工判讀周期長。80年代中期，公路院從法國引進(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)的測量，需要均勻的燈光照明，一般用多個相機(jī),檢測結(jié)果機(jī)器識別輔助人工判度。圖為TRL為英國公路署開發(fā)的裝備，采用了三個相機(jī)，缺點(diǎn)是分辨率2-3mm,識別率也低。
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，一般用多個相機(jī)來減少燈光覆蓋面積，可白天檢測，檢測結(jié)果可機(jī)器識別，分辨率2mm，識別率85%。圖為英國采購的瑞典裝備，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)的測量，采用一個掃描裝臵，帶狀燈光照明，全天候檢測，檢測寬度任意設(shè)定，機(jī)器識別。由于高分辨率1mm，識別率達(dá)到85-95%。
意義：路況快速檢測系統(tǒng)（CiCS）的開發(fā)成功，使公路常規(guī)和定期的多指標(biāo)（PCI、RQI、RDI）路況檢測工作，可在不影響交通運(yùn)營的條件下，一次性完成，并大大提高檢測效率和檢測精度。
國外圖像識別：國外研究機(jī)構(gòu)十分重視路面損壞圖像的自動識別與處理技術(shù)。多年來，國外在路面損壞圖像自動識別方面的研究沒有突破性的進(jìn)展，路面
損壞的識別率一致維持在85%左右，識別裂縫寬度在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別問題都沒有得到有效解決，由此限制了路面損壞自動識別技術(shù)的推廣應(yīng)用。
在總結(jié)國外經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國公路養(yǎng)護(hù)需要和國際上相關(guān)的技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)（英國、美國），通過對100多萬幅 CiCS檢測圖像的特征分析，根據(jù)檢測圖像的分辨率、灰度程度及圖像亮度，研究開發(fā)了我國第一套具有95%高識別率和自主知識產(chǎn)權(quán)的路面損壞自動識別系統(tǒng)（CiAS）。
影響與意義：在我國的路面損壞檢測工作中，第一次真正意義上擁有了標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的路面損壞檢測方法，減少了檢測工作的人為因素，使不同省市、不同區(qū)域及不同時間檢測的數(shù)據(jù)有了可比性。
（二）道路平整度（RQI）
1、主要檢測方法有：
1）人工檢測（三米直尺、水準(zhǔn)測量）；
2）反應(yīng)類快速檢測設(shè)備；
3）斷面類快速檢測設(shè)備。
2、人工檢測：三米直尺，用于低等級、小交通量公路；在每個百尺樁開端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為三米直尺的測量值)。
3、反應(yīng)類設(shè)備：顛簸累計(jì)儀等，操作簡便、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，在條件允許時宜采用快速和高精度的斷面類檢測設(shè)備。
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：各種道路平整度檢測設(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320m；
用精密水準(zhǔn)儀或符合世界銀行一類測試標(biāo)準(zhǔn)的斷面類平整度檢測設(shè)備檢
測標(biāo)定路段，測點(diǎn)間距為0.25m或0.5m；
測量320m路段連續(xù)高程，用CPMS提供的國際平整度指數(shù)（IRI）計(jì)算程序，計(jì)算IRI；
設(shè)備檢測結(jié)果與IRI比較，確定標(biāo)定系數(shù)。
（三）路面車轍（RDI）
1、人工檢測。步行見到有車轍的部位測量，分左車轍與右車轍，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，沒有將車轍作為獨(dú)立指標(biāo)，其原因有二點(diǎn)：問題不嚴(yán)重、沒有設(shè)備支持。近年來，由于交通量的迅速增長，渠道交通、重載、超載作用，車轍已經(jīng)成為我國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：高速公路和一級公路的路面車轍作為獨(dú)立的檢測指標(biāo)（RDI）。通過檢測路面車轍深度計(jì)算路面車轍深度指數(shù)（RDI）。其它等級公路，沿用傳統(tǒng)做法。
標(biāo)準(zhǔn)建議：采用斷面類快速檢測設(shè)備檢測路面車轍。
（四）路面抗滑性能（SRI）
路面抗滑性能直接影響公路行車的安全性。20世紀(jì)30年代，發(fā)達(dá)國家就開始了路面抗滑性能的研究工作，目前已經(jīng)開發(fā)出多種路面抗滑性能的測試方法和測試設(shè)備。
1、直接法：摩擦系數(shù)；
根據(jù)摩阻力檢測方式，摩擦系數(shù)分為制動力系數(shù)和橫向力系數(shù)兩種。
制動力系數(shù)：表明車輛制動距離的長短。
橫向力系數(shù)：不僅能夠體現(xiàn)車輛制動距離的長短，還能夠表示防止車輛側(cè)滑的能力。
英國、比利時和丹麥等國均規(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）作為檢測指標(biāo)，通過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，在高速行車時起作用。
3、鋪砂法：有手工鋪砂法和電動鋪砂法，根據(jù)面積，計(jì)算構(gòu)造深度（TD）。
4、激光法：用激光設(shè)備，測試路面紋理深度SMTD（Surface Mean Texture Depth）。
目前，我國缺少橫向力系數(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)彎沉和動態(tài)彎沉。我國路面設(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：貝克曼梁和自動彎沉儀等靜態(tài)加載設(shè)備，（含回彈彎沉和總彎沉）。
動態(tài)彎沉：落錘式彎沉儀、穩(wěn)態(tài)動力彎沉儀等動態(tài)加載設(shè)備。
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：路面彎沉檢測宜采用具有可靠數(shù)據(jù)標(biāo)定關(guān)系的自動化檢測設(shè)備，檢測結(jié)果應(yīng)該能夠換算成我國相關(guān)技術(shù)規(guī)范規(guī)定的靜態(tài)回彈彎沉值。路面彎沉自動化檢測設(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轍 5 個路面技術(shù)狀況指標(biāo)中，路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度（彎沉）最難檢測。
自動彎沉儀的檢測速度僅為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95%相關(guān)系數(shù)的最低要求。慢速、低效的路面彎沉檢測裝備不適應(yīng)大規(guī)模網(wǎng)級路面彎沉的檢測要求。
三、路基、橋隧構(gòu)造物和沿線設(shè)施狀況調(diào)查
1、目前國內(nèi)外還沒有用于路基和沿線設(shè)施檢測的自動設(shè)備。項(xiàng)目主要是依靠人工檢測，有條件的地區(qū)，還可以借助路況數(shù)據(jù)采集儀（RCR）現(xiàn)場記錄、匯總、計(jì)算與評定。
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）評定的技術(shù)等級。BCI 評定的前提是橋梁、隧道和涵洞的技術(shù)等級評定數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、有效。
四、檢測與調(diào)查頻率
五、檢測方式
公路技術(shù)狀況檢測與調(diào)查是以1000m路段為基本單元，高速公路和一級公路按上行方向（樁號遞增方向）和下行方向（樁號遞減方向）分別檢測，二、三、四級公路可不分上下行。
使用快速檢測方法和設(shè)備采集路面技術(shù)狀況評定所需數(shù)據(jù)時，每個檢測方向至少要檢測一個主要行車道。
六、數(shù)據(jù)存儲
計(jì)算機(jī)存儲技術(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：所有快速檢測設(shè)備的原始檢測數(shù)據(jù)應(yīng)以高密度（10~20m）長期保存。人工調(diào)查：人工調(diào)查數(shù)據(jù)可以100m為單位保存。
七、檢測設(shè)備配臵方案（MQI）
