公路交通工程检测技术.ppt

公路交通工程检测技术,胡菠 010-65293688/13910737352 hoobo2008cttc.org.cn,课程主要内容安排,第1天 公路安全设施理论及实际操作 第2天 公路机电系统原理 第3天 公路机电系统检测实际操作 第4天 公共基础 作息时间：上午 8:30-12:00 下午 14:00-17:30,主要参考书目,公路水运工程试验检测人员业务考试大纲(人民交通出版社) 交通工程设施试验检测技术 (人民交通出版社) 公路工程质量检验评定标准 第一册 土建工程(JTG F80.1-2004 ) 公路工程质量检验评定标准 第二册 机电工程(JTG F80.2-2004 ) 高速公路机电系统 (人民交通出版社) 法律法规文件 技术标准,课程内容的核心技术标准,工程质量标准： JTG F80-2004、JTG D81-2006公路交通安全设施设计技术规范和JTG F71-2006公路交通安全设施施工技术规范)、 产品技术标准：GB5768-1999道路交通标志和标线、JT/T280-2004路面标线涂料、JT/T281-2007公路波形梁钢护栏、 抽样与判定标准：JT/T495-2004公路交通安全设施质量检验抽样及判定、GB/T2828-2003计数抽样检验程序、,交通标准的基本要素,工程质量标准：系统的基本要求，工艺与外观，工程资料，实测项目的技术要求及检查测试方法， 产品技术标准：定义与范围，技术要求(如外观尺寸、基本功能要求、力学性能、光学性能、电气性能、耐腐蚀性能、耐候性能、 )，试验方法，,公路安全设施理论及实际操作,交通工程学,交通工程设施的作用,交通工程设施由交通安全设施和机电设施两大部分组成。 交通工程设施的主要作用： 向道路使用者提供有关路况的各种信息 诱导车辆安全、高效行驶 传递交通管理者对驾乘人员提出的各种警告、指令、及采取的安全措施 使交通管理者能及时了解路况使用状况，快速处理交通问题。,研究交通规律及其应用的一门技术科学，它的研究目的是探讨如何使交通运输安全、迅速、经济；研究内容主要是交通规划、交通设施、交通运营管理；研究对象是驾驶员、行人、车辆、道路和交通环境。,公路安全设施理论及实际操作,公路安全设施的基本构成 检测技术定义：包括护栏、交通标志、交通标线、视线诱导设施、隔离设施、防眩设施 检评标准定义单位工程：交通安全设施(每20km或每标段)，分部工程(按510km划分)：护栏*、轮廓标(含波形梁护栏*、缆索护栏*、混凝土护栏*、轮廓标等分项工程)，标志*(含标志*分项工程)，标线*、突起路标(含标线*、突起路标等分项工程)，隔离栅、防落网(含隔离栅、防落网等分项工程)，防眩设施(含防眩板、网等分项工程),公路安全设施理论及实际操作,工程质量评定方法,公路安全设施理论及实际操作,工程质量评定方法 分项工程评分值=分项工程检查项目得分 -外观缺陷减分-资料不全减分,注：涉及结构安全和使用功能的重要实测项目为关键项目，其权值为2，合格率不得低于90%；其余项目权值为1； 公路安全设施各分项工程和分部工程按照一般工程和主要工程，分别给以权值1和2，主要工程即上述标以“*”的部分,公路安全设施理论及实际操作,工程质量评定方法,分项工程评分值不小于75分者为合格，小于75分者为不合格；不合格的分项工程，经加固、补强或返工、调测，满足设计要求后，可以重新评定其质量等级，但计算分部工程评分值时按其复评分值的90%计算。 所属各分项工程全部合格，该分部工程方评合格；所属各分部工程全部合格，该单位工程方评合格；所含各单位工程全部合格，该合同段和建设项目方可评合格。,护栏,护栏的性能要求 结构适应性及强度的要求 车内乘员的安全性要求(吸收碰撞能量) 车辆的轨迹要求 对行使车辆具有视线诱导效果 护栏的形式及设置原则 柔性护栏，主要代表形式是缆索护栏，最好设置于要求美观的地方，但视线诱导效果差 半刚性护栏，主要代表形式是波形梁护栏，最好设置于小半径弯道，视线诱导效果好；也有管梁、箱梁等形式 刚性护栏，主要代表是混凝土护栏，最好设置于需要耐腐蚀的地方,波形梁护栏,波形梁护栏的分类 路侧护栏按防撞等级划分为A(普通型，立柱中距为4m)、S两级(加强型，立柱中距为2m)；中央分隔带护栏按防撞等级(与路侧护栏相比承受更大的碰撞角度)划分为Am(普通型，立柱中距为4m)、Sm两级(加强型，立柱中距为2m) 波形梁护栏的构造 一般由波形梁板、立柱、防阻块、托架、端头、紧固件和基础等组成,波形梁护栏,波形梁钢护栏板的检测项目 1. 产品标志 2. 外观质量 3. 原材料性能(使用Q235普通碳素结构钢) 抗拉强度(375MPa460MPa) 屈服强度(不小于235MPa) 伸长率 化学成分 4. 加工成型要求(一般采用连续辊压成型，端头采用模压成型) 5. 外形尺寸：板宽B(310mm)、板厚t(3mm/4mm)、外波高H(85mm)、定尺长度L(4320mm)、连接螺孔定位距D(4000mm) 6. 防腐层性能：镀层厚度、镀层附着量、附着性、均匀性、耐化学介质、耐盐雾腐蚀性能、耐候性能,波形梁护栏,波形梁钢护栏板尺度图示例(定截面标准板),波形梁护栏,波形梁钢护栏立柱的检测项目 1. 产品标志 2. 外观质量 3.原材料性能(使用Q235普通碳素结构钢) ：抗拉强度、屈服强度、伸长率、化学成分 4. 加工成型要求(应采用冷弯成型) 5. 外形尺寸：直径d、壁厚t、定尺长度L、连接螺孔定位距D 6. 防腐层性能：镀层厚度、镀层附着量、附着性、均匀性、耐化学介质、耐盐雾腐蚀性能、耐候性能,波形梁护栏,波形梁钢护栏防阻块的检测项目 1. 产品标志 2. 外观质量 3.原材料性能(使用Q235普通碳素结构钢) ：抗拉强度、屈服强度、伸长率、化学成分 4. 焊缝质量 5. 外形尺寸：公称尺寸a/b/c/d/h、壁厚t、安装螺孔尺寸 6. 防腐层性能：镀层厚度、镀层附着量、附着性、均匀性、耐化学介质、耐盐雾腐蚀性能、耐候性能,波形梁护栏,波形梁钢护栏连接副的检测项目 1. 产品标志 2. 外观质量 3.原材料性能(高强拼接螺栓采用优质钢)：抗拉强度(高强拼接螺栓应大于1100MPa，屈服点大于990MPa，螺母荷载大于133kN)、化学成分 4. 加工成型要求 5. 外形尺寸：螺栓M/b/L、螺母a/b/t、垫圈ø1/ø2/t、光洁度 6. 防腐层性能：镀层厚度、镀层附着量、附着性、均匀性、耐化学介质、耐盐雾腐蚀性能、耐候性能,波形梁护栏,波形梁钢护栏防腐性能的试验方法 (重点) 参考资料：GB/T18226-2000高速公路交通工程钢构件防腐技术条件,高速公路交通工程钢构件防腐技术条件,热浸镀锌附着量测试方法：,镀层测厚仪测试方法(用于现场测试)：有效面积大于1m2的构件，测量基准面积为1dm2；基准面总面积不应小于被测有效表面积的5%，护栏板宜均匀分布选取10个以上基准面积。每个基准面内作9点10次测量，第一次与第十次重合。 三氯化锑法(用于仲裁)： 基本原理：由于锌能够完全溶解于三氯化锑的浓盐酸溶液中，通过溶解前后两次称重，计算出其单位面积锌附着量。,高速公路交通工程钢构件防腐技术条件,热浸镀锌附着量测试方法：三氯化锑法,采用三点法计算，从栏板中部及两端(距端头50mm以上)分别切取3块镀锌均匀的试样，试样面积均不小于100cm2。 试剂：三氯化锑(SbCl3)3.2g或三氧化二锑(Sb2O3)2g溶于500mL相对密度为1.18以上的盐酸中配制成原液，试验前用蒸馏水稀释至1L作为试验溶液。 计算公式：,A：锌附着量，g/m2； m1：试验前试样质量，g；m2：试验后试样质量，g； S：试样表面积，mm2。 三块试样的锌附着量平均值为试验结果。,高速公路交通工程钢构件防腐技术条件,热浸镀锌附着量测试方法：三氯化锑法,镀锌层近似厚度计算：,A：锌附着量，g/m2； ：镀锌层厚度，m； ：镀锌层密度，g/cm3，近似值为7 g/cm3 近似关系见下表：,高速公路交通工程钢构件防腐技术条件,热浸镀锌层均匀性试验方法(硫酸铜法)：,原理：通过使用硫酸铜溶液浸蚀试样置换出锌金属的时间及程度，判断其镀层均匀性。 试样的截取与镀锌量三氯化锑法相同 试剂：将36g化学纯硫酸铜(CuSO4)溶于100mL蒸馏水中，加热溶解后冷却至室温，加入氢氧化铜或硫酸铜(每1L硫酸铜溶液加入1g)，搅拌均匀后静置24h以上，过滤后的清液作为试验试剂。 试验方法：试样在18±2的试剂中浸泡1min，取出清洗擦净后立即进行下一次浸蚀，连续五次浸蚀不变红为合格(镀层均匀)。,高速公路交通工程钢构件防腐技术条件,热浸镀锌层均匀性试验方法(硫酸铜法)：,5. 试样出现红色的金属铜时为试样达到浸蚀终点，下列情形不作为浸蚀终点： a. 试样端部25mm内出现红色金属铜时； b. 试样的棱角出现红色金属铜时； c. 镀锌后损伤的部位及其周围出现红色金属铜时,高速公路交通工程钢构件防腐技术条件,热浸镀锌层附着性试验方法(捶击法)：,试验规则：试件水平放置，锤柄与底座平面垂直后自由落下，以4mm间隔平行打击5点，打击点应距离端部10mm以外，同一点不得打击两次。经打击锌层不剥离、不凸起为合格。 试验装置：锤头用45号钢，质量210g±10g，锤刃硬度肖氏40以上；锤柄用橡木制作，质量约70g；底座钢板厚15mm，尺寸250mm*250mm，材质Q235。,高速公路交通工程钢构件防腐技术条件,镀铝层附着量测试方法(氢氧化钠法),试样的要求：钢丝，每根试样长度300mm600mm； 钢管，每根试样长度30mm60mm； 钢板，试样面积不小于4000mm2 在被测试件中部和两端各取3段试样 2. 试剂：将氢氧化钠120g溶于水，配制成1000mL氢氧化钠溶液，溶液温度为(6090) 3. 计算公式：,钢管、钢板试样,钢丝试样,高速公路交通工程钢构件防腐技术条件,镀铝层附着量测试方法(氢氧化钠法),mA：表面镀铝层附着量，g/m2； m1：试验前试样质量，g；m2：试验后试样质量，g； t：钢管试样试验后壁厚，钢板试样试验后板厚，mm； d：钢丝试样试验后直径，mm。 三块试样的铝附着量平均值为试验结果。 注意：如果试样干燥后发热，则应重复浸蚀试验，直至不再发热为止。,高速公路交通工程钢构件防腐技术条件,镀层耐中性盐雾试验 ：,试剂：化学纯氯化钠溶于蒸馏水，配制成5%±0.1%(质量比)的盐溶液(pH值在6.57.2之间) 试样： 100mm*100mm切割钢板试样，受试面与垂直方向成30º夹角，试样间距不小于75mm 试验条件：温度为35±2，连续雾化，试验时间200h 结束条件：清洗表面沉积物，在试验室环境静置2h后观察 技术要求：基体钢材不应出现腐蚀现象，切割边缘的腐蚀不予考虑 试验设备：盐雾试验箱,波形梁护栏,工程质量检测项目,混凝土护栏,混凝土护栏的截面形状和尺寸是决定护栏结构的重要因素 护栏高81cm，顶宽20cm，底宽66cm(中央分隔带Am基本型)/56.6cm(中央分隔带Am改进型)/43cm(路侧A基本型)，每节护栏最长不超过6m 混凝土护栏强度不应低于C25 主要施工质量检测项目：混凝土强度(MPa)、地基压实度(%)、护栏断面尺寸(高度、顶宽、底宽)、基础平整度(mm)、轴线横向偏位(mm)、基础厚度(mm),缆索护栏,缆索护栏的分类 路侧护栏按防撞等级划分为A(普通型，采用5根缆索)、S两级(加强型，采用6根缆索)；中央分隔带护栏的防撞等级为Am 缆索的安装长度一般为200m300m，不超过300m；缆索安装垂直间距为130mm 立柱间距最大为7m，采用混凝土埋设时间距为4m 缆索护栏的结构：一般由缆索(采用优质碳素结构钢，3股*7芯构造，右拧捻制)、立柱(包括端部立柱、中间端部立柱和中间立柱)、托架、索端锚具和螺栓/螺母/垫圈,缆索护栏,缆索的质量 1. 外观质量，钢丝公称直径(2.0mm3.0mm，允许偏差±0.03mm) 2. 钢丝力学性能：抗拉强度、反复弯曲试验、扭转试验 3. 镀层质量 4. 缆索张力(初始张力采用20kN),缆索护栏,工程质量检测项目,交通标志,交通标志的分类 主标志： 1. 警告标志：顶角朝上的等边三角形，黄底、黑边、黑色图案 2. 禁令标志：圆形或顶角朝下的等边三角形，白底、红圈/红杠、黑色图案，图案压杠 3. 指示标志：圆形、长方形或正方形，兰底，白色图案 4. 指路标志：长方形或正方形，兰底白图案(高速公路使用绿底白图案) 5. 旅游区标志：棕色底白色字符 6. 道路施工安全标志：红白相间或黑黄相间，兰底白字黄黑图案 辅助标志(公共汽车除外、9：00-22：00、),交通标志,交通标志示例 主标志： 1. 警告标志：,十字交叉,环形交叉,连续弯路,注意儿童,2. 禁令标志：,禁止驶入,禁止机动车驶入,禁止向左向右转弯,限制速度,交通标志,交通标志示例 主标志： 3. 指示标志：,向左转弯,最低限速,分向行驶车道,人行横道,4. 指路标志：,交叉路口预告,绕行标志,高速公路地点方向,里程碑,交通标志,交通标志示例 主标志： 5. 旅游区标志：,旅游区方向,徒步,营火,6. 道路施工安全标志：,路栏,锥形交通标,施工区标志,交通标志,交通标志的设置原则 1. 以确保交通畅通和行车安全为目的 2. 防止出现信息不足或过载 3. 道路使用者的动态特性，反应时间和前置距离 4. 设置位置：右侧？中央隔离带？车道上方？行进时最容易看见 5. 同一立柱上不应同时设置超过4种不同标志，且避免互相矛盾；应按照警告、禁令、指示的顺序先上后下、先左后右进行排列 6. 路侧标志注意避免对驾驶人产生眩光,交通标志,交通标志产品质量技术要求及检测,1. 交通标志的构造底板、标志面、立柱、紧固件、基础 2. 标志立柱结构形式：立柱式(单柱、双柱)，悬臂式(单侧悬臂、双侧悬臂)，门架式，附着式 3. 标志底板外形、图案形状：符合设计要求，符合GB5768标准要求：标志板尺寸偏差±5mm(边长大于1.2m时偏差为边长的±5%)，图形位置偏差±2mm，线宽±2mm，角度偏差±1，文字高宽偏差±4mm，行距、字符间距偏差±5mm 4. 标志底板最小厚度：铝合金板1.5mm，薄钢板1.0mm，合成树脂板3.0mm,交通标志,交通标志产品质量技术要求及检测,交通标志面平整度：2m2范围平整度公差不大于1.0mm。 标志面外观：无起皱、开裂、缺损或凹凸变形，无明显划痕、损伤和颜色不均匀，任一50cm*50cm表面上不得存在大于10cm2的气泡 夜间黑暗距标志面10m处正面垂直照射，目测无明显逆反射性能不均匀缺陷 标志面反光膜不宜有横向拼接，竖向拼接须上膜压下膜，压接宽度不小于5mm；标志板边缘50mm内不得有接缝 金属构件镀层厚度：立柱、横梁78m，紧固件50m，镀层均匀、颜色一致，无流挂、滴瘤或结块，无漏镀、露铁等缺陷 立柱竖直度： ±3mm/m 标志基础尺寸偏差：-50mm，+100mm,交通标志,交通标志反光膜,反光膜按其不同的逆反射性能，可分为五个等级。一级反光膜为微棱镜型反光膜；二级反光膜为密封胶囊型反光膜，通常称高强级反光膜；三级反光膜为透镜埋入型反光膜，通常称为超工程级反光膜；四级反光膜为透镜埋入型反光膜，通常称工程级反光膜；五级反光膜为透镜埋人型反光膜，通常称经济级反光膜。,反光膜一般由透明薄膜、粘结剂、高折射率微珠、反射层等材料组成 。,交通标志,交通标志反光膜,色度性能 常用的色度表征系统：常用的CIE(国际照明委员会)1931 Yxy表色方法，xy色度图中，x色度坐标相当于红原色的比例，y色度坐标相当于绿原色的比例，既有了表示颜色特征的色度坐标x、y，又有了表示颜色亮度特征的亮度因数Y(试样和标准漫反射白板在同样照明观测条件下测量到的光亮度之比)，则该颜色的外貌就能完全唯一地确定 测试条件：标准照明体D65(模拟相关色温大约为6504K 的典型日光 )，视场角2º，照明观测条件45º/0º(45度照射/垂直接收 ) 环境要求：温度(23±2)，湿度50%±10% 试样要求：150mm*150mm单色反光膜试样(经过上述环境静置调整24h以后) 试验仪器：色品色差计,交通标志,交通标志反光膜,色度性能,普通材料色品坐标图,逆反射材料色品坐标图,交通标志,交通标志反光膜,2. 逆反射性能,逆反射的定义：反射光线从靠近入射光线的反方向，向光源返回的反射。 亮度(L)：指观察者受到的某个表面的明亮程度，单位是坎德拉/平方米(cd/m2) 发光强度(I)：是指光源在指定方向的单位立体角内发出的光通量，单位是坎德拉(cd)。 光通量() ：光源在单位时间内发出的光量称为光通量，单位是流明(lm) 发光强度为1cd的点光源在单位立体角（1球面度）内发出的光通量为1lm。 照度(E)：发光体照射在被照物体单位面积上的光通量，单位是勒克斯(Lx) 照度与光通量的关系：1Lx=1lm/m2,交通标志,交通标志反光膜,发光强度系数R：逆反射在观察方向的发光强度I除以投向逆反射体且落在垂直于入射光方向的平面内的光照度E的商，单位cdlx-1。 逆反射系数R：平面逆反射表面上的发光强度系数R除以它的表面面积的商，单位是cdlx-1m-2。,图解参考轴、观测轴、照明轴、入射角、观测角,交通标志,交通标志反光膜,一级反光膜逆反射系数,四级反光膜逆反射系数,交通标志,交通标志反光膜,3. 耐候性能 塑料、橡胶、涂料等高分子材料在使用过程中会遇到老化的问题。为评价高分子材料的耐老化性能，逐渐形成了两类老化试验方法：一类是自然老化试验方法，即直接利用自然环境进行的老化试验；另一类是人工加速老化试验方法，即在实验室利用老化箱模拟自然环境条件的某些老化因素进行的老化试验。由于老化因素的多样性及老化机理的复杂性，自然老化无疑是最重要最可靠的老化试验方法。但是，由于自然老化周期相对较长，不同年份、季节、地区气候条件的差异性导致了试验结果的不可比性；而人工加速老化试验模拟强化了自然气候中的某些重要因素，如阳光、温度、湿度、降雨等，缩短了老化试验的周期，且由于试验条件的可控性，试验结果再现性强。人工老化作为自然老化的重要补充，正广泛运用于高分子材料的研究、开发、检测中。,交通标志,交通标志反光膜,3. 耐候性能 自然暴露试验时间：14级反光膜 2年 5级反光膜 1年 人工加速老化耐候试验： 试样尺寸：不小于70mm*120mm，采用氙灯老化箱 辐射强度：1000W/m2 ；喷水周期：18min/102min 黑板温度：63±3； 试验时间：1200h 结束条件：照射后用5%盐酸溶液清洗45s后，用水冲洗干净。反光膜应无明显外观损伤，翘曲或剥离的痕迹；任何一边不应出现超过0.8mm的收缩；色品坐标和亮度因数符合标准要求；逆反射系数不应低于照射前的80%(一、二、三级膜)或50%(四、五级膜),交通标志,交通标志反光膜,4. 耐盐雾腐蚀性能 试剂：化学纯氯化钠溶于蒸馏水，配制成5%±0.1%(质量比)的盐溶液(pH值在6.57.2之间) 试样： 150mm*150mm反光膜试样，受试面与垂直方向成30º夹角，试样间距不小于75mm 试验条件：温度为35±2，连续雾化，试验时间120h 结束条件：清洗表面沉积物，在试验室环境静置2h后观察 技术要求：反光膜表面不应有变色、渗漏、起泡或被腐蚀的痕迹 试验设备：盐雾试验箱,交通标志,交通标志反光膜,5. 耐溶剂性能 试剂及相应浸泡时间： 煤油：10min；甲苯、二甲苯、甲醇：1min 试样： 150mm*150mm反光膜试样 结束条件：在试验室通风干燥后观察 技术要求：反光膜表面不应出现软化、皱纹、渗漏、起泡、开裂或表面边缘被溶解等损坏的痕迹,交通标志,交通标志反光膜,6. 抗冲击性能 试验装置：20mm厚钢板，上方250mm处，用0.45kg实心钢球自由下落 试样： 150mm*150mm反光膜试样，标志面朝上 技术要求：反光膜受冲击表面以外不应出现裂缝、层间脱离或其它损坏,交通标志,交通标志反光膜,7. 耐弯曲性能 试样： 230mm*70mm反光膜，撕去防粘纸，在粘接面涂抹足够滑石粉 试验环境：23±2 试验装置：直径3.2mm的圆棒 结束条件：在5s内沿长度方向围绕圆棒，粘接面与圆棒接触 技术要求：反光膜表面不应出现裂缝、剥落或层间分离的痕迹,交通标志,交通标志反光膜,8. 耐高低温性能 试样： 150mm*150mm反光膜 试验条件：-40±3，保持72h 自然升温至室温，保持12h 70±3，保持24h 自然冷却至室温，静置2h 试验装置：高低温试验箱 技术要求：反光膜表面不应出现裂缝、软化、剥落、皱纹、起泡、翘曲或外观不均匀的痕迹,交通标志,交通标志反光膜,9. 收缩性能 试样： 230mm*25mm反光膜，撕去防粘纸 技术要求：在10min时测量反光膜任何一边的尺寸收缩不应超过0.8mm，在24h时测量不应超过3.2mm 10.防粘纸的可剥离性能 试样： 150mm*25mm反光膜 试验条件：上压6.6kg重物，置于70±2环境下，保持4h，然后自然冷却至室温 技术要求：可方便地手工剥下防粘纸，且防粘纸无破损、撕裂或从反光膜上粘下粘合剂的痕迹,交通标志,交通标志反光膜,11. 附着性能 试样： 150mm*25mm反光膜试样，一端撕去100mm长防粘纸，粘贴在厚度为2mm的铝合金板上，试验室静置24h试验装置：0.8kg重物(含夹具)与试样成90º角自由下垂 技术要求：反光膜试样在重物悬挂5min后剥离长度不大于20mm,交通标志,交通标志反光膜,12. 抗拉荷载 试样： 3条150mm*25mm反光膜，撕去中间100mm防粘纸 试验条件：拉力试验，牵引速度为300mm/min 结束条件：试样断裂 试验装置：0.5级万能材料试验机 技术要求：试样的抗拉荷载不应小于24N,建议重点记忆和掌握的内容,护栏、标志(含反光膜)、标线(含涂料) 金属材料防腐蚀性能试验方法 耐盐雾腐蚀试验方法 人工加速老化耐候试验的概念和方法 亮度、发光强度、照度、色度的定义和表示方法，反光材料的逆反射系数 交通安全设施产品的抽样和判定,