一种高速公路通车后路面工后沉降测量及计算方法
【专利摘要】本发明是一种高速公路路面工后沉降测量及计算方法，特指在软土地基上修建的高速公路、改扩建的高速公路或特殊土做填料的高速公路在通车后，在没有终止交通条件下进行的路面行车道的沉降测量。通过本发明能真实的测量在通车条件下高速公路路面行车道的沉降来反映整个路面的沉降，从而弥补了当前采用测量路缘带或路肩沉降来代替交通荷载作用下路面行车道的沉降所带来的准确度不足。因为采用路缘带或路肩的沉降导致不能真实的获取交通荷载下路面沉降，而使路面纵向开裂、桥头跳车、结构物不均匀沉降等现象不能得到早期的预测和治理，严重影响路面的早期维护和行车安全。本发明的一种高速公路路面工后沉降测量及方法，主要包括路面沉降测量点的设置、一种通车条件下路面沉降观测方法以及相应沉降计算方法，通过本发明能够较为准确测量在没有终止交通条件下高速公路路面行车道工后沉降。
【专利说明】
一种高速公路通车后路面工后沉降测量及计算方法
技术领域
[0001] 本发明是一种高速公路路面工后沉降测量及计算方法，特指在软土地基上修建的 高速公路、改扩建的高速公路或特殊土做填料的高速公路在通车后，在没有终止交通条件 下进行的路面行车道的测量。通过本发明能真实的测量在通车条件下高速公路路面行车道 沉降来反映整个路面的沉降，从而弥补了当前采用测量路缘带或路肩的沉降量来代替交通 荷载作用下路面行车道的沉降量所带来的准确度不足。因为采用路缘带或路肩的沉降导致 不能真实的获取交通荷载下路面沉降，而使路面纵向开裂、桥头跳车、结构物不均匀沉降等 现象不能得到早期的预测和治理，严重影响路面的早期维护和行车安全。本发明的一种高 速公路路面工后沉降测量及方法，主要包括路面沉降测量点的设置、一种通车条件下路面 沉降观测方法以及相应沉降量计算方法，通过本发明能够较为准确的测量在没有终止交通 条件下高速公路路面行车道工后沉降。本发明有以下优点：（1)使得在通车高速公路上测 量路中心的实际沉降成为可能；（2)本发明的路面沉降设点简单，方法操作简便；（3)本发 明通过现场去测量并处理高速公路工后沉降数据，使测量数据精度高，从而更能反应实际 问题。（4)本发明易于实现且成本较低，能准确测量高速公路路面中心带的工后沉降，从而 为预测路面的早期破坏起到重要的作用和保证高速公路的行车安全。
【背景技术】
[0002] 目前国内外对在软土地基上的高速公路通车后的沉降测量，是通过把观测点设在 路缘带或者路肩上来进行的，再在它们上面通过设置水泥钉作为观测点和喷漆作为标记来 进行测量，然后用水准仪去测量路缘带或路肩的沉降，用它们的沉降来代替行车道的沉降， 这种方法比较简单，也易于操作，但是，该测量方法只是测量路缘带或路肩的沉降，由于它 们基本没有受到行车载荷的作用，而当高速公路通车以后，在路面的行车道上反复承受车 的荷载作用，特别是在车流量大的时候，这样在高速公路通车以后，路面路缘带或路肩的沉 降与路面行车道的沉降还是有很大的区别，另一方面，即使路缘带或路肩与行车道受到同 样的力作用，由于几何分布不一样，它们的沉降还是不同。因此，在路面路缘带或路肩上进 行的路面沉降观测的数据也往往不能真实去反映软土地基上路面的真实沉降。目前尚未有 一种直接测量高速公路路面行车道工后沉降测量的方法，且当前的其他间接测量方法，存 在着测量精度低，误差大，而且不能真实的反映软土路面沉降的弊端。所以，发明一种测量 高速公路通车后的路面沉降测量的方法就显得很有必要。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种高速公路路面工后沉降测量的方法，能够克服上述的 缺陷，在通车的高速公路上测量路面中心带的沉降。本发明方法操作简便；通过经炜仪和水 准仪等一般测量工具去测量高速公路的工后沉降，使测量数据精度高；易于实现且成本较 低，能准确测量高速公路路面行车道的工后沉降。
[0004] 本发明的技术方案是：。
[0005] -种可以在软土地基上的尚速公路、改扩建的尚速公路或者特殊土做填料的的尚 速公路路面工后沉降测量的方法，包括水泥钉，铟钢尺，水准仪，经炜仪，激光测距仪。所述 的水泥钉钉在需要测量的路面行车道上，使钉帽与路面齐平，并在钉帽上用喷漆喷一个十 字丝，这样可以很好的找到这个测量点，也有利于测量。其中水准仪用来测量高程，经炜仪 测量竖直角，激光测距仪用来测水平距离。这样就能够准确的测量这种高速公路通车后路 面工后沉降。
[0006] 所述的水泥钉被钉在在路面行车道上，在路面的上面层铺好以后，就在需要测量 的点上钉上水泥钉，并用喷漆喷上十字丝，点的设置如（图二）所示。
[0007] 所述的喷漆为用的是与高速公路标线一样的涂料，它能够比较好的耐磨，在行车 道上保持较长的时间，可以承受汽车的载荷作用，还不容易损坏。
[0008] 所述的水准仪为一般的土木工程用的二等测量水准仪，能够精确到0. 1mm，完全能 够满足测量的精度要求。
[0009] 所述的经炜仪用的是一般的土木工程用的光学经炜仪，它是测量水平角和竖直角 的仪器；是根据测角原理设计的。
[0010] 所述的简易装置如图1所示：。
【具体实施方式】 [0011] ：
[0012] 一种高速公路通车后路面工后沉降测量方法，本方法主要基于测量方法和几何方 法的综合，下面结合附图1、2进行详细说明，步骤如下：。
[0013] 步骤一：首先在道路安全车道和超车道上确定处于同一直线上的两点A、C (如附 图1)，并喷上沥青路面漆作为标记，而且在标记的中心打上水泥钉。
[0014] 步骤二：用红外线测距仪测量A、B两点的距离L，测量时至少往返各一次，即要
一个测回，其距离测量的相对误差 且往返测的相对误差小于等于 1/3000。
[0015] 步骤三：根据直线定线原则，对于处于同一直线上的两点，可先在安全车道上A 点上架设经炜仪，对中整平后，望远镜的十字丝对准另外一点C，然后固定水平转动螺旋，最 后在行车道上用水泥钉和喷漆定出B点。
[0016] 步骤四：由于桥台基础一般都进行了加固处理，所以相对路面行车道的沉降，桥 台沉降可以忽略不计，因此一般已知水准点都设于桥头，所以通常可由桥头已知水准点定 出C点的高程He. 步骤五：在C点立一带水准泡的铟钢尺，则用在立于A点的经炜仪，首先盘左测定B点 与水平视线之间的夹角α，然后旋转水平度盘180°，并倒转望远镜进行盘右测定夹角β， 则一测回角值a=(a + β )/2. 步骤六：由公式tana=d/L得d=tana X L，又经炜仪十字丝横丝在视距尺上的切尺数为 S值，则B点相对于C点的高差为h=d-S，于是可得B点的高程Hb=HC+d-S。
[0017] 步骤七：经过一段时间之后，用同样的方法再测定B点的高程Hb'，则可以知道在 这段时间内，B点的沉降量Λ d=Hb_Hb'。 步骤八：对于路中线的其他点位都可以按上述步骤进行，最后根据所得数据建立位移 与时间的关系曲线，以便分析本线路的路面沉降。
[0018] 本发明的有益效果：。
[0019] (1)本发明是一种高速公路路面工后沉降测量的点的设置及计算方法，让我们能 够在通车高速公路上测量路面中心带的实际沉降成为可能，可以使通车后高速公路上路面 沉降测量数据更加准确。
[0020] (2)本发明测量方法比较简单，方法操作简便，一般的工人稍微培训就能测量。
[0021] (3)本发明通过高精度经炜仪和水准仪去测量高速公路工后沉降，使测量数据精 度高。
[0022] (4)本发明易于实现且成本较低，能准确测量高速公路路面中心带的工后沉降。
[0023] (5)本发明也比较安全可靠，避免了在通车高速公路上路面中心带测量的费时费 力，而且影响行车安全，大大提高了测量的安全性，也节约了测量成本。
【附图说明】
[0024] 图1为本发明的沉降观测示意图 图2为公路路基宽度图。
【主权项】
1. 一种在软土地基上的高速公路、改扩建的高速公路或者特殊土做填料的的高速公路 路面工后沉降测量的装置，包括水泥钉，铟钢尺，水准仪，经炜仪，激光测距仪。2. 根据权利要求1所述的水准仪为一般的土木工程用的二等测量水准仪，其特征在于 它的精确为〇. 1mm，完全能够满足我们测量的精度要求。3. 根据权利要求1所述的水泥钉钉在需要测量的路面行车道上，其特征在于钉帽与路 面齐平，并在钉帽上用喷漆喷一个十字丝，这样让我们可以很好的找到这个测量点，也有利 于测量，其中水准仪用来测量高程，经炜仪测量竖直角，激光测距仪用来测水平距离，这样 就能够准确的测量这种高速公路通车后路面工后沉降。4. 根据权利要求3所述的水泥钉被钉在在路面行车道上，其特征在于长度为5-8cm， 并在路面的上面层铺好以后，我们就在需要测量的点上钉上水泥钉，并用喷漆喷上十字丝。5. 根据权利要求1所述的水准仪为一般的土木工程用的二等测量水准仪，其特征是能 够精确到〇. 1mm。6. 根据权利要求3所述的喷漆为高速公路标线专用涂料，其特征在于它能够比较好的 耐磨，在行车道上保持较长的时间，可以承受汽车的载荷作用，还不容易损坏。7. 根据权利要求1所述的经炜仪用的是一般的土木工程用的光学经炜仪，其特征在于 测量水平角和竖直角的仪器；是根据测角原理设计的。8. -种在软土地基上的高速公路、改扩建的高速公路或者特殊土做填料的高速公路通 车工后沉降测量方法，其特征在于，所述的主要基于测量方法和几何方法的综合，下面结合 附图1、2进行详细说明，包括如下步骤：。9. 步骤一：首先在道路安全车道和超车道上确定处于同一直线上的两点A、C (如附图 1、2)，并喷上沥青路面漆作为标记，而且在标记的中心打上钢钉； 步骤二：用红外线测距仪测量A、B两点的距离L，测量时至少往返各一次，即要一个测 回，其距离测量的相对误差：K=且往返测的相对误差小于等于1/3000. 步骤三：根据直线定线原则，对于处于同一直线上的两点，可先在安全车道上Α点上架 设经炜仪，对中整平后，望远镜的十字丝对准另外一点C，然后固定水平转动螺旋，最后在行 车道上用沥青路面漆定出B点； 步骤四：由于桥台基础一般都进行了加固处理，所以相对路面行车道的沉降，桥台沉降 可以忽略不计，因此一般已知水准点都设于桥头，所以通常可由桥头已知水准点定出C点 的高程He; 步骤五：在C点立一带水准泡的铟钢尺，则用在立于A点的经炜仪，首先盘左测定B点 与水平视线之间的夹角α，然后旋转水平度盘180°，并倒转望远镜进行盘右测定夹角β， 则一测回角值a=(a + β)/2; 步骤六：由公式tana=d/L得d=tana X L，又经炜仪十字丝横丝在视距尺上的切尺数为 S值，则B点相对于C点的高差为h=d-S，于是可得B点的高程Hb=HC+d-S ; 步骤七：经过一段时间之后，用同样的方法再测定B点的高程Hb'，则可以知道在这段 时间内，B点的沉降量Λ d=Hb_Hb' ; 步骤八：对于路中线的其他点位都可以按上述步骤进行，最后根据所得数据建立位移 与时间的关系曲线，以便分析本线路的路面沉降。
【文档编号】G01C1/00GK105865412SQ201510029055
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2015年1月21日
【发明人】李友云, 蔡彰, 胡小松, 高英力, 黄娟, 张鹏
【申请人】长沙理工大学