李中杰

（中國葛洲壩集團勘測設計有限公司，湖北 宜昌443002）

1 引言

路面跳車是由路面異常突起或沉陷等損壞引起的車輛突然顛簸。路面跳車影響因素包括水泥混凝土路面的錯臺，瀝青路面的坑槽、擁包、沉陷、波浪，井蓋凸起或者沉陷，路面與橋隧構造物異常連接引起的跳車。

2 路面跳車產生原因

路面跳車產生的因素具有多樣性，主要原因是剛性橋涵等結構物與柔性路堤之間存在剛度差異，致使路橋過渡段在行車荷載的反復作用下，連接處兩邊發(fā)生了不均勻沉降，較大的沉降差形成臺階，從而引發(fā)路面跳車病害。

2.1 橋臺等結構物和臺背路基的沉降差

橋臺、涵洞等結構物與其回填的臺背路基在公路總體成型后，由于受到自身重力或者車輛荷載作用，均要產生不同程度的沉降或豎向壓縮變形。由于兩者之間的沉降差異會在行車方向產生縱向高差，從而導致路面跳車，這是路面跳車產生的重要方面。

2.2 不同類型填筑材料路基的沉降差

在路基填筑過程中，對于長年積水或受地表、地下水浸泡而形成淤泥質的地基，會造成地基土天然含水量高，孔隙比大、壓縮性高、強度低，滲透系數小，地基沉降更為嚴重，而且需要相當長的時間才能趨于穩(wěn)定。現場施工控制不到位或者換填不完全會造成路基長時間穩(wěn)定過程，與正常路基形成沉降差。

3 路面跳車檢測

3.1 檢測原理

路面跳車檢測基于激光測距原理，數據采集通過一種非接觸式斷面類距離測試設備。

測試系統(tǒng)主要包括系統(tǒng)處理器、激光器、距離傳感器和計算機系統(tǒng)。通過激光傳感器、加速度傳感器和距離傳感器，分別測量激光傳感器到斷面的垂向距離、激光傳感器的垂向加速度和沿斷面縱向行駛的距離，然后用下面的公式可計算得到斷面的高程（20世紀60年代由美國通用汽車公司的Elson Spangler 和William Kelly 提出，仍然是目前國際上主要慣性斷面類測量儀測量斷面的理論基礎），再計算出路面跳車指數。

式中：x——斷面的縱向距離；

Z（x）——斷面高程；

H（x）——激光傳感器到斷面的垂向距離；

At（x）——激光傳感器的垂向加速度；

V2——沿斷面縱向行駛速度的平方。

3.2 檢測方法

3.2.1 準備工作

①安裝設備，根據設備操作說明對測試系統(tǒng)傳感器進行校準。②檢查測試系統(tǒng)各部分應符合測試要求，不應有明顯的可視性破損。③打開系統(tǒng)電源，啟動控制程序，檢查各部分工作狀態(tài)。

3.2.2 測試步驟

①測試開始前讓測試車以測試速度行駛5～10km，對設備進行預熱。②測試車停在測試起點前50～100m 處，啟動設備測試系統(tǒng)程序，按照設備操作手冊的規(guī)定和測試路段的現場技術要求設置完畢所需的測試狀態(tài)。③駕駛員按照要求駕駛車輛，避免急加速和急減速，沿正常行車軌跡測試路段。④進入測試路段后，測試人員啟動系統(tǒng)采集和記錄程序，在測試過程中必須實時關注設備檢測狀況。⑤測試完成后關閉測試設備，結束測試。

3.3 數據處理

根據JTG 5210—2018《公路技術狀況評定標準》對路面跳車的計算要求[1]，計算由路面縱斷面高差確定。路面跳車按下式計算得出：

式中：Δh——路面縱斷面高差（cm），應為10m 路面縱斷面最大高程和最小高程之差；

hi——第i 點的路面縱斷面高程；

i——第i 個路面縱斷面高程數據，應為自動化設備檢測數據，每0.1m 計1 個高程，10m 路面縱斷面共計100 個高程數據。

對于路面跳車應按表1的規(guī)定劃分跳車程度。

表1 路面跳車程度劃分標準

路面跳車應按處計算。若10m 路面縱斷面存在輕度、中度或者重度路面跳車，則該10m 路面跳車應取嚴重程度最大的段落，計為1 處路面跳車[2]。路面跳車指數PBI，總體采用總體100 分制，對于測試路段得分采用扣分制，按下式計算：

式中：PBi——第i 類程度的路面跳車；

ai——第i 類程度的路面跳車單位扣分，按表2的規(guī)定取值；

i——路面跳車類型；

i0——路面跳車類型總數，取3。

表2 路面跳車程度扣分標準

2019年4月，湖北某高速公路進行了路面跳車檢測，現選取樣本K5+000.1～K5+010.0 進行數據分析，該路段路線順直無設計縱坡、無橋梁伸縮縫等構件縫隙，數據如圖1所示。

圖1 路面縱向相對高程剖面圖

根據規(guī)范要求對以上數據進行統(tǒng)計分析，可得出該高速公路K5+000.1～K5+010.0 路面縱斷面高差：

計算可得該高速公路K5+000.1～K5+010.0 路面跳車程度為中度，路面跳車指數PBI，按下式計算：

4 結語

隨著公路檢測自動化技術的不斷進步，根據我國公路養(yǎng)護管理的實際需要和國際上公路技術狀況指標體系的構成情況，路面跳車指數已經正式出現在路況調查范圍內，為積極實施預防性養(yǎng)護提供了依據[3]。目前，路面跳車檢測仍處于日臻完善的階段，在檢測中需要對路面本身存在的縱坡、橋面伸縮縫等引起一定的重視，否則得到的檢測數據會對結果判定有較大影響，希望能同本領域專家學者一起為完善公路技術狀況評定提供更為科學、嚴謹的檢測手段。