《公路基礎(chǔ)設(shè)施長期性能科學觀測網(wǎng) 第2部分：觀測規(guī)范》編制說明

交通運輸行業(yè)標準

公路基礎(chǔ)設(shè)施長期性能科學觀測網(wǎng)

第2部分：觀測規(guī)范

（征求意見稿）

編制說明

標準起草組

2023年10月

1

一、工作簡況

（一）任務(wù)來源

為貫徹落實《交通強國建設(shè)綱要》《國家綜合立體交通網(wǎng)規(guī)劃綱要》，推動

構(gòu)建符合實際、具有中國特色的交通基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計建造養(yǎng)護理論體系，服務(wù)交通

運輸高質(zhì)量發(fā)展，根據(jù)“十四五”交通運輸相關(guān)規(guī)劃部署，交通運輸部決定啟動

交通基礎(chǔ)設(shè)施長期性能科學觀測網(wǎng)建設(shè)工作。

鑒于我國在公路工程領(lǐng)域已開展近30年的長期性能跟蹤觀測與研究，積累

了大量的實踐經(jīng)驗，技術(shù)較為成熟。交通運輸部辦公廳在2021年底優(yōu)先啟動了

“公路路基路面長期性能科學觀測網(wǎng)”（以下簡稱“觀測網(wǎng)”）建設(shè)試點的相關(guān)

工作。該項工作同步發(fā)布了《公路路基路面長期性能科學觀測網(wǎng)試點建設(shè)指南》，

對公路路基路面長期性能觀測活動中的觀測點、觀測方法和原則、觀測指標體系、

觀測數(shù)據(jù)管理方法、觀測點標志標識等提出了相應(yīng)的技術(shù)要求，為試點觀測點的

遴選和建設(shè)提供了必要的參考和指導。

為了更進一步規(guī)范觀測網(wǎng)建設(shè)、觀測和數(shù)據(jù)匯交工作的標準化，《交通運輸

部關(guān)于下達2023年交通運輸標準化計劃（第一批）的通知》（交科技函〔2023〕

366號）下達了《公路基礎(chǔ)設(shè)施長期性能科學觀測網(wǎng)》系列標準計劃，本文件是

第2部觀測規(guī)范，計劃號是JT2023-23。

（二）主要工作過程

本標準的編制工作主要服務(wù)于公路路基路面長期性能科學觀測網(wǎng)建設(shè)。該

項工作啟動以來，為確保各觀測點能夠按照統(tǒng)一標準開展條件建設(shè)與升級、數(shù)據(jù)

采集與匯交、科學分析與研究，主編單位編制了相應(yīng)的建設(shè)指南和一系列標準草

案，給出了觀測點、觀測方法、觀測指標、觀測數(shù)據(jù)管理、標志標識等指導性要

求，為各依托單位和建設(shè)單位從行業(yè)層面提供了重要的技術(shù)參考。在此基礎(chǔ)上，

主編單位歷經(jīng)3年多的修改和完善，最終形成了本標準的主要技術(shù)內(nèi)容。本標準

的具體工作過程簡述如下：

2019年10月，在第S54次香山科學會議-“中國長壽命路面關(guān)鍵科學問題

及技術(shù)前沿”主題會議召開之后，交通運輸部科技司啟動了觀測網(wǎng)建設(shè)工作。經(jīng)

過廣泛調(diào)研和考察，由交通運輸部公路科學研究所（以下簡稱“公路所”）編制

形成了觀測網(wǎng)的建設(shè)指南和建設(shè)方案。2021年12月，公路所受交通運輸部科技

1

司委托，在總結(jié)前期大量公路長期性能觀測工作基礎(chǔ)上編制形成了“公路路基路

面長期性能科學觀測網(wǎng)試點建設(shè)指南”。2022年，公路所編制形成了公路基礎(chǔ)

設(shè)施長期性能科學觀測網(wǎng)系列規(guī)范草案，并廣泛征求觀測網(wǎng)19個試點觀測點推

薦單位、建設(shè)單位和主要技術(shù)支撐單位的意見，對公路基礎(chǔ)設(shè)施長期性能科學觀

測網(wǎng)系列規(guī)范進行了多次修改和完善。

2023年7月21日，交通運輸部科技司發(fā)布了《交通運輸部關(guān)于下達2023

年交通運輸標準化計劃（第一批）的通知》（交科技函〔2023〕366號）下達了

《公路基礎(chǔ)設(shè)施長期性能科學觀測網(wǎng)》系列標準計劃。

2023年7月至2023年9月，公路所依托足尺路面試驗環(huán)道平臺和觀測網(wǎng)19

個試點觀測點的實踐經(jīng)驗，按照觀測網(wǎng)建設(shè)、運行和數(shù)據(jù)匯交的3個不同階段，

修改和完善原有規(guī)范草案，編制形成了《公路基礎(chǔ)設(shè)施長期性能科學觀測網(wǎng)第

2部分：觀測規(guī)范》（征求意見稿）及編制說明。

（三）起草單位

主編單位：交通運輸部公路科學研究所。

參編單位：山東省交通科學研究院、廣西交投科技有限公司、江蘇交通控股

有限公司、四川省公路規(guī)劃勘察設(shè)計研究院有限公司、四川高速公路建設(shè)開發(fā)集

團公司、招商局公路網(wǎng)絡(luò)科技控股股份有限公司、新疆交通投資（集團）有限責

任公司、青海省交通控股集團有限公司、浙江交投高速公路運營管理有限公司、

內(nèi)蒙古公路交通投資發(fā)展有限公司、江西省交通投資集團有限責任公司、福建省

高速公路集團有限公司、黑龍江省公路勘察設(shè)計院、昭通昭陽繞城高速公路投資

開發(fā)有限公司、寧波市杭州灣大橋發(fā)展有限公司、新疆交通規(guī)劃勘察設(shè)計研究院

有限公司、河南省交通規(guī)劃設(shè)計研究院股份有限公司。

（四）起草人員及其所做的具體工作

起草人員：王旭東、周興業(yè)、吳將豐、吳洋、肖倩、關(guān)偉、單伶燕、李倩、

王林、傅琴、吳贊平、張曉華、周栓科、趙戰(zhàn)偉、馮立群、鐘聞華、胡根生、張

志耕、彭愛紅、曾俊鋮、陳柯、楊碧宇、王金權(quán)、劉杰、王笑風。

具體工作：主編單位在交通運輸部和各省市交通主管部門的多年連續(xù)支持

下，已開展了30余年系統(tǒng)的公路長期性能觀測研究工作，并已在觀測試驗基地、

儀器設(shè)備、數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、共享及示范服務(wù)平臺等基礎(chǔ)條件建設(shè)方面取得了顯著

2

成效，建成了具有國際先進水平的野外觀測能力和國際領(lǐng)先水平的室內(nèi)外多尺

度試驗?zāi)芰Φ目茖W觀測試驗平臺，為本標準的制定提供了充分的基礎(chǔ)條件。主要

負責對標準的總體框架布局、技術(shù)方案確定、整體內(nèi)容編制工作。

參編單位作為交通基礎(chǔ)設(shè)施長期性能科學觀測網(wǎng)第一批試點觀測點的建設(shè)

單位或技術(shù)支撐單位，參與長期性能觀測工作，具有較強的工作經(jīng)驗，共同參與

標準的部分內(nèi)容編制、修改和完善工作。

起草組主要成員及其分工如表1所示。

表1起草編制組主要成員及分工

序號姓名工作單位工作任務(wù)

總體負責，起草標準編制章節(jié)內(nèi)容框

1王旭東交通運輸部公路科學研究所

架，負責1、2、3、4章編寫及統(tǒng)稿

負責第4章觀測手段及附錄A車型分類

2周興業(yè)交通運輸部公路科學研究所

表的編制

3吳將豐交通運輸部公路科學研究所負責第4章觀測內(nèi)容、觀測方法的編制

4吳洋交通運輸部公路科學研究所負責第4章觀測頻度的編制

負責第5章路域環(huán)境信息觀測指標的編

5肖倩交通運輸部公路科學研究所

制

負責第5章交通荷載信息觀測指標標的

6關(guān)偉交通運輸部公路科學研究所

編制

負責第5章瀝青混凝土路面路況信息觀

7單伶燕交通運輸部公路科學研究所

測指標的編制

負責第5章水泥混凝土路面路況信息觀

8李倩交通運輸部公路科學研究所

測指標的編制

9王林山東省交通科學研究院參與第4章觀測手段的編制

參與第5章水泥混凝土路面路況信息的

10傅琴廣西交投科技有限公司

編制

11吳贊平江蘇交通控股有限公司參與第4章觀測手段的編制

四川省公路規(guī)劃勘察設(shè)計研

12張曉華參與第4章觀測手段的編制

究院有限公司

四川高速公路建設(shè)開發(fā)集團參與第5章瀝青混凝土路面路況信息觀

13周栓科

公司測指標的編制

招商局公路網(wǎng)絡(luò)科技控股股參與第5章瀝青混凝土路面路況信息觀

14趙戰(zhàn)偉

份有限公司測指標的編制

新疆交通投資（集團）有限參與第5章瀝青混凝土路面路況信息觀

15馮立群

責任公司測指標的編制

青海省交通控股集團有限公

16鐘聞華參與第5章其他觀測指標的編制

司

浙江交投高速公路運營管理

17胡根生參與第5章其他觀測指標的編制

有限公司

3

序號姓名工作單位工作任務(wù)

內(nèi)蒙古公路交通投資發(fā)展有參與第5章結(jié)構(gòu)響應(yīng)信息觀測指標的編

18張志耕

限公司制

江西省交通投資集團有限責參與第5章結(jié)構(gòu)響應(yīng)信息觀測指標的編

19彭愛紅

任公司制

福建省高速公路集團有限公參與第5章瀝青混凝土路面路況信息觀

20曾俊鋮

司測指標的編制

21陳柯黑龍江省公路勘察設(shè)計院參與第5章其他觀測指標的編制

昭通昭陽繞城高速公路投資參與第5章水泥混凝土路面路況信息的

22楊碧宇

開發(fā)有限公司編制

寧波市杭州灣大橋發(fā)展有限

23王金權(quán)參與第5章其他觀測指標的編制

公司

新疆交通規(guī)劃勘察設(shè)計研究

24劉杰參與第4章觀測手段的編制

院有限公司

河南省交通規(guī)劃設(shè)計研究院

25王笑風參與第4章觀測手段的編制

股份有限公司

二、標準編制原則和確定標準主要內(nèi)容的依據(jù)

（一）標準編制原則

《公路基礎(chǔ)設(shè)施長期性能科學觀測網(wǎng)第2部分：觀測規(guī)范》的編制遵循科

學性、實用性、先進性、可持續(xù)性、兼容性等基本原則。

1.科學性

本標準的編制基于足尺路面試驗環(huán)道、國家野外站和行業(yè)觀測網(wǎng)的長期觀

測實踐經(jīng)驗，確保標準的科學性。在觀測方式的選擇上，考慮了目前研究的常用

方法，即傳感器自動觀測和人工觀測兩種方式，提出相應(yīng)的觀測設(shè)備及需求。

2.實用性

本標準的編制從公路基礎(chǔ)設(shè)施長期性能的觀測需求出發(fā)，緊密結(jié)合長期性

能觀測研究人員的日常觀測需要，指導實際觀測工作開展。在編制過程中將廣泛

征求行業(yè)主管部門、建設(shè)單位、主要技術(shù)支撐單位的意見和建議，凝聚共識，制

訂的技術(shù)內(nèi)容將充分考慮可行性和可操作性，以確保具有較高的實用性。

3.先進性

本標準的編制充分吸納國內(nèi)外公路基礎(chǔ)設(shè)施長期性能觀測的最新研究成果、

先進工程案例的經(jīng)驗和做法，提出更加符合我國公路基礎(chǔ)設(shè)施長期性能觀測網(wǎng)

4

需求的觀測方式、觀測要求，總結(jié)提煉后形成本規(guī)程的各章、節(jié)、條、款，以保

證各項技術(shù)規(guī)定的先進性和前瞻性。

4.可持續(xù)性

本標準的編制是公路基礎(chǔ)設(shè)施長期觀測的保障，形成了相對系統(tǒng)和成熟的

觀測技術(shù)，通過人工觀測或自動觀測方式，實現(xiàn)10年及以上的科學觀測。

5.兼容性

本標準將是一個開放的技術(shù)體系，具有較強的包容性、拓展性和可修正性，

有利于不斷吸納更多的研究成果和工程實踐經(jīng)驗，便于規(guī)范的不斷完善。

（二）標準編制框架

1.標準名稱與框架

本標準屬于制定標準。申報時采用的名稱為《公路長期性能科學觀測網(wǎng)觀

測規(guī)范》，按照公路長期性能觀測網(wǎng)建設(shè)、觀測和數(shù)據(jù)匯交的三個階段的劃分，

屬于觀測階段范圍，具有明顯的界限劃分。根據(jù)評審專家和部科技司建議，為了

更好的區(qū)分公路、橋隧，參照交通運輸部辦公廳發(fā)布的“交通運輸部辦公廳關(guān)于

公布交通基礎(chǔ)設(shè)施長期性能科學觀測網(wǎng)第一批試點觀測點的通知”（交辦科技函

[2022]1237號），最終修改為《公路基礎(chǔ)設(shè)施長期性能科學觀測網(wǎng)第2部分：觀

測規(guī)范》。

本標準的總體框架包括：范圍、規(guī)范性引用文件、術(shù)語和定義、觀測技術(shù)要

求、觀測指標體系、附錄A車型分類表。

2.參考標準

（1）《公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》（JTGD40)

（2）《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范》（JTGD50）

（3）《公路路面技術(shù)狀況自動化檢測規(guī)程》（JTG/TE61）

（4）《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》（JTG3450）

（三）標準主要內(nèi)容的確定依據(jù)

1.術(shù)語和定義

（1）定位觀測（第3.1條）

定位觀測包含了原位觀測、暴露觀測和人工干預(yù)觀測等方式。

（2）原位觀測（第3.2條）

5

原位觀測是在道路表面和路基路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部原始位置上所開展的長期性能

科學觀測。

（3）暴露觀測（第3.3條）

暴露觀測是在自然環(huán)境狀態(tài)下，對路基路面的材料、結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵工藝等開展

的暴露試驗和科學觀測。

（4）人工干預(yù)觀測（第3.4條）

人工干預(yù)觀測是通過人為設(shè)定觀測條件而開展的科學觀測。

（5）周期性觀測（第3.5條）

由于觀測儀器設(shè)備的不同，可以將觀測類型分為周期性觀測和實時觀測。其

中，周期性觀測就是采用間隔一段時間采用儀器設(shè)備自動觀測或人工觀測的方

式，重點強調(diào)的是階段性的采集觀測。

（6）實時觀測（第3.6條）

實時觀測是采用儀器設(shè)備持續(xù)不斷的對觀測對象進行的自動觀測，它需要

穩(wěn)定的供電系統(tǒng)作為前提條件，利用傳感器設(shè)備實現(xiàn)連續(xù)不斷地實時采集觀測。

（7）觀測方式（第3.7條）

觀測方式包括儀器設(shè)備的自動觀測和人工觀測兩類。

（8）觀測頻度（第3.8條）

為了更好的規(guī)定觀測指標單位時間內(nèi)的觀測次數(shù)，需要定義觀測頻度，從而

實現(xiàn)標準化的長期性能指標觀測。

2.觀測技術(shù)要求

（1）觀測內(nèi)容（第4.1條）

在本標準申請立項之前，主編單位依托足尺路面試驗環(huán)道平臺、北京大杜社

公路材料腐蝕與工程安全國家野外科學觀測研究站和交通基礎(chǔ)設(shè)施長期性能性

能科學觀測網(wǎng)建設(shè)，在長期性能觀測方面開展了大量的基礎(chǔ)性工作：

足尺路面試驗環(huán)道于2015年11月建成，是世界首條以長壽命瀝青路面服

役性能驗證為目標的試驗環(huán)道，全長2038m，布設(shè)了38種國內(nèi)外典型的、可適

用于長壽命路面使用的試驗路段。該平臺在不同路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部埋設(shè)10余類，超

過2000個傳感器，依托加速加載的方式和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可同時采集路面結(jié)構(gòu)的全

壽命服役信息。依托足尺路面試驗環(huán)道平臺開展了38種國內(nèi)外典型路面結(jié)構(gòu)的

6

全壽命服役信息的定位觀測，系統(tǒng)采集了包括路域環(huán)境信息（包括路域氣象環(huán)境

信息、路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫濕度信息）、交通荷載信息（軸載信息）、路況性能信息（包

括車轍、平整度、抗滑性能等）、結(jié)構(gòu)響應(yīng)信息（包括彎沉、應(yīng)力應(yīng)變、豎向變

形）等在內(nèi)的長期觀測和采集工作；

結(jié)合北京大杜社公路材料腐蝕與工程安全國家野外科學觀測研究站，采用

“一站多點”模式，針對長期性能觀測中的關(guān)鍵技術(shù)問題、節(jié)點、環(huán)節(jié)，以足尺

路面試驗環(huán)道為中心站，13個不同區(qū)域的代表性觀測點為補充，采用定位觀測

方法，持續(xù)采集氣象環(huán)境和結(jié)構(gòu)內(nèi)部不同深度位置的溫度、濕度數(shù)據(jù)，交通荷載

數(shù)據(jù)，性能演化數(shù)據(jù)以及結(jié)構(gòu)力學響應(yīng)數(shù)據(jù)等，形成了跨越高緯度、高海拔等極

端氣候，涵蓋干旱、荒漠、凍土等地質(zhì)特征，具有較為廣泛代表性和覆蓋面的觀

測體系，以掌握空間尺度差異對公路工程服役規(guī)律的影響。

主編單位作為主要技術(shù)負責單位參與交通基礎(chǔ)設(shè)施長期性能性能科學觀測

網(wǎng)的建設(shè)和運行工作，開展了我國13個不同氣候、地質(zhì)、自然條件地區(qū)的路基

路面長期使用性能野外觀測工作，已建觀測點均按照路域環(huán)境、交通荷載、路況

性能、結(jié)構(gòu)力學響應(yīng)4大類的觀測指標進行一般觀測點路段或特殊觀測點路段

的長期性能觀測，選擇周期性觀測或?qū)崟r觀測的方式進行了長期性能觀測。采用

動、靜態(tài)傳感器，實現(xiàn)實時、自動監(jiān)測，其中動態(tài)傳感器的采集頻率為2000Hz，

靜態(tài)傳感器的采集頻率不小于1次/10min，周期檢測頻率不小于2次/年，積累

了豐富觀測數(shù)據(jù)。

基于足尺試驗環(huán)道中心站和已有觀測點的觀測經(jīng)驗，形成了包括路域環(huán)境

信息、交通荷載信息、路況性能信息、結(jié)構(gòu)力學響應(yīng)信息在內(nèi)的觀測指標體系。

在《公路路基路面長期性能科學觀測網(wǎng)試點建設(shè)指南》的基礎(chǔ)上，細化彎沉指標

為10m彎沉和定點彎沉兩類，瀝青路面病害除了裂縫（包括縱向裂縫、橫向裂縫

和斜向裂縫）外，增加了坑槽、擁包、網(wǎng)裂等其他類損壞，從而形成了觀測指標

內(nèi)容，如表2所示。

表2公路基礎(chǔ)設(shè)施長期性能的觀測內(nèi)容

序號觀測內(nèi)容

溫度、濕度、光照度、降雨量、風

路域氣象信息速、風向、紫外輻射、總輻射、大氣

1路域環(huán)境信息

壓力

結(jié)構(gòu)內(nèi)部環(huán)境信息結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度

7

序號觀測內(nèi)容

結(jié)構(gòu)內(nèi)部濕度

交通量

交通基本信息

2交通荷載信息交通組成

車輛軸載信息車輛軸重

坑槽、擁包、網(wǎng)裂等其

他類損壞

路面病害

縱向裂縫、橫向裂縫和

瀝青混凝路面路況性斜向裂縫

能信息車轍

平整度

摩擦系數(shù)

路面抗滑

構(gòu)造深度

3路況性能信息

破碎板

裂縫

路面病害板角斷裂

水泥混凝路面路況性錯臺

能信息板底脫空

平整度

摩擦系數(shù)

路面抗滑

構(gòu)造深度

整體結(jié)構(gòu)變形響應(yīng)信定點彎沉

息10m彎沉

結(jié)構(gòu)力學響應(yīng)

4結(jié)構(gòu)層內(nèi)應(yīng)力

信息

結(jié)構(gòu)層力學響應(yīng)信息結(jié)構(gòu)層內(nèi)應(yīng)變

豎向變形

在上表中，只是展示了公路基礎(chǔ)設(shè)施長期性能觀測的常見觀測內(nèi)容，對于特

殊氣候環(huán)境、地質(zhì)條件、構(gòu)造物等，如鹽漬土地區(qū)、永凍土和嚴寒地區(qū)、高填方

路基、橋面鋪裝等，宜增加有針對性的觀測內(nèi)容，從而確保觀測的差異性和有效

性。

①鹽漬土地區(qū)

我國的鹽漬土分布廣泛，從熱帶到寒溫帶、濱海到內(nèi)陸、濕潤地區(qū)到極端干

旱的荒漠地區(qū)，均有大量鹽漬土的分布。我國鹽漬土總面積約為3600×104hm2，

占全國可利用土地面積的4.88%。西北、華北、東北地區(qū)及沿海是我國鹽漬土的

主要集中分布地區(qū)。其中，西部六省區(qū)(陜、甘、寧、青、蒙、新)鹽漬土面積占

全國的69.03%。鹽漬土的膨脹、溶蝕和腐蝕等性質(zhì)給鹽漬土地區(qū)的工農(nóng)業(yè)、交

通及民用建筑帶來了嚴重危害，很大程度的阻礙了地區(qū)的經(jīng)濟和社會發(fā)展。

8

鹽漬土類型有氯鹽漬土、亞氯鹽漬土、硫酸鹽漬土和亞硫酸鹽漬土，一般采

用含鹽量指標代表結(jié)構(gòu)層的鹽分大小，因此，鹽漬土地區(qū)宜增加路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部及

路基內(nèi)部含鹽量觀測，有助于進一步揭示鹽漬土地區(qū)公路路基病害機理。

②永凍土和嚴寒地區(qū)

我國的多年凍土分布面積215萬平方公里，約占世界多年凍土分布面積的

10%，占我國國土面積的21.5%，是世界第三凍土大國。這些凍土主要分布在青

藏高原、東北大小興安嶺和西部的天山、阿爾泰山及祁連山等地區(qū)。青藏高原由

于其海拔高、氣候嚴寒的特點決定了多年凍土的存在和廣泛的分布，其多年凍土

是世界上中、低緯度地帶面積最廣、厚度最大、溫度最低的多年凍土地區(qū)，面積

約為150萬平方公里，占中國多年凍土區(qū)總面積的70%。

在氣候變暖的大背景下，工程活動引起的熱擾動會誘發(fā)一系列多年凍土凍

融工程病害。尤其青藏高原高海拔多年凍土溫度高、熱敏感性強、升溫退化劇烈，

凍土融沉及惡劣環(huán)境導致沉陷、失穩(wěn)、開裂等工程病災(zāi)害，呈現(xiàn)隱蔽性、長期性、

突發(fā)性。針對多年凍土區(qū)公路建設(shè)，雖然前期開展了大量工作，積累了大量的觀

測數(shù)據(jù)，但仍存在長期性能觀測研究不足、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集分析不夠等諸多問題。

由于缺乏長期科學觀測數(shù)據(jù)，多年凍土地區(qū)沿線熱、力學穩(wěn)定性和與凍土環(huán)境間

的相互影響等問題仍需持續(xù)的關(guān)注和維護。

以青海省G0613西麗高速公路觀測點為例，該路段穿越于山前平原、寬闊溝

谷地帶，沿線海拔高度緩緩降低，多年凍土與長石頭山多年凍土基本連接呈連續(xù)

分布，土層巖性以礫砂、粉砂土為主。多年凍土溫度約為-0.5~-1℃之間左右，

凍土含冰量較高。在多年凍土上限附近包裹冰、微層狀冰，在10m深度以上包

裹冰、薄層狀冰多見，下部風化泥巖中常有脈狀冰，20m深度范圍高含冰量土

層多見。

因此，在標準的制定過程中，針對永凍土和嚴寒地區(qū)，提出應(yīng)增加路基內(nèi)部

距路表2.5m以下深度范圍的溫度和濕度觀測，以及路域外天然地表下不同深度

位置處的溫度和濕度觀測，必要時可增加路基凍脹融沉變形、孔隙水壓力等觀測，

從而進一步揭示多年凍土地區(qū)公路路基病害機理。

③高填方路基

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由于高填方路基填筑高度較高，路堤本身累積沉降大，因此需要對其穩(wěn)定性

進行專門的觀測和分析。根據(jù)《公路路基設(shè)計規(guī)范》（JTGD30-2004）中“3.6

高邊坡路堤與陡坡路堤、附錄B檢測內(nèi)容與項目”的有關(guān)規(guī)定，對于高填方路基

建議增加路基穩(wěn)定性觀測。

④橋面鋪裝

在交通荷載應(yīng)力和溫度循環(huán)變化應(yīng)力的耦合作用下，橋面鋪裝性能不斷衰

減，現(xiàn)有的檢測數(shù)據(jù)多集中于橋面外部況狀檢測，無法明晰橋面鋪裝結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫

度、濕度、應(yīng)力應(yīng)變等狀態(tài)信息，僅能夠支持基于表面觀察數(shù)據(jù)的橋面鋪裝性能

衰變或病害發(fā)育分析。因此，應(yīng)在橋面鋪裝內(nèi)部及梁內(nèi)部增設(shè)溫度傳感器、濕度

傳感器、應(yīng)變傳感器、應(yīng)力傳感器等，以實現(xiàn)橋面鋪裝結(jié)構(gòu)內(nèi)部狀態(tài)數(shù)據(jù)的直觀

采集，為了解瀝青路面在不同荷載作用下各結(jié)構(gòu)層之間的荷載傳遞規(guī)律、應(yīng)變規(guī)

律、溫度與濕度梯度變化規(guī)律提供數(shù)據(jù)支持。在各項指標的選擇過程中，從路面

材料和道路結(jié)構(gòu)的影響因素出發(fā)，溫度、濕度是路面的兩個主要影響因素，光照

度、紫外輻射、總輻射、大氣壓力會加速瀝青材料的老化進程，降雨量會影響路

面結(jié)構(gòu)濕度，同時會引發(fā)路面的水損壞，風速和風向同樣會響應(yīng)路面溫度、濕度，

因此，選擇溫度、濕度、光照度、降雨量、風速、風向、紫外輻射、總輻射、大

氣壓力9參數(shù)作為路域環(huán)境信息的觀測內(nèi)容。而路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部環(huán)境信息主要是

溫度和濕度兩類，根據(jù)足尺試驗環(huán)道的研究報告顯示，路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部的溫度存在

雙周期變化規(guī)律，即年周期變化和日周期變化，且基本的規(guī)律一致，即結(jié)構(gòu)內(nèi)部

深度越大，波動幅度越小，且隨深度產(chǎn)生滯后效應(yīng)?；谧愠攮h(huán)道服役性能觀測

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，溫度對彎沉、車轍、平整度、抗滑、結(jié)構(gòu)力學響應(yīng)、噪聲等幾乎所有

的服役性能均具有顯著影響，濕度同樣也是同樣如此，因此需要開展路面結(jié)構(gòu)內(nèi)

部不同深度位置的溫度和濕度的觀測。

根據(jù)《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范》（JTGD50）、《公路水泥混凝土路面設(shè)計

規(guī)范》（JTGD40）的有關(guān)規(guī)定，交通組成、交通量和車載軸載是路面路面結(jié)構(gòu)

設(shè)計的重要參數(shù)指標，是決定了公路等級、路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限等設(shè)計指標

的重要參數(shù)，因此需要開展此類指標的長期觀測，為路面設(shè)計提供參考依據(jù)。

根據(jù)路面工程的實踐經(jīng)驗，瀝青混凝土路面路況性能主要是包括了路面病

害、車轍、平整度、摩擦系數(shù)、構(gòu)造深度等，其路面病害類型主要為坑槽、泛油、

10

擁包、網(wǎng)裂、縱向裂縫、橫向裂縫、斜向裂縫等；水泥混凝土路面的路況性能主

要包括路面病害、平整度、摩擦系數(shù)、構(gòu)造深度等，其路面病害類型主要為破碎

板、裂縫、板角斷裂、錯臺、板底脫空。

通過足尺路面試驗環(huán)道的研究，對比落錘式彎沉儀、貝克曼梁、自動彎沉儀

和激光彎沉儀等不同彎沉觀測設(shè)備，不同彎沉檢測設(shè)備的相關(guān)性分析結(jié)果如表3

所示，發(fā)現(xiàn)FWD設(shè)備檢測的彎沉數(shù)據(jù)自相關(guān)系數(shù)最高，F(xiàn)WD彎沉檢測結(jié)果更加穩(wěn)

定、可靠,因此選擇采用FWD落錘式彎沉儀進行彎沉指標的檢測。同時，為了能

夠全面掌握路面的結(jié)構(gòu)相應(yīng)信息，推薦采用每10m一個固定測點觀測彎沉，定點

觀測的位置數(shù)量不少于4個點，以便于彎沉、應(yīng)力應(yīng)變觀測數(shù)據(jù)的相互校驗。

表34種彎沉檢測設(shè)備不同時期彎沉檢測結(jié)果的相關(guān)性分析匯總表

3月~5月3月~8月5月~8月3月~5月3月~8月5月~8月

貝克曼梁自動彎沉車

平均值-0.5272-0.22730.10950.13290.06820.7194

代表值-0.3569-0.2870-0.11430.0105-0.04930.5578

激光彎沉儀FWD彎沉儀

平均值0.61720.38130.66690.91770.88350.8775

代表值0.37970.24450.46910.89180.76150.7543

（2）觀測方法（第4.2條）

觀測方法根據(jù)觀測方式可分為自動觀測和人工觀測，根據(jù)觀測條件可分為

原位觀測、暴露觀測和人為干預(yù)觀測，根據(jù)觀測頻度可分為周期性觀測和實時觀

測。在開展觀測工作時，應(yīng)根據(jù)觀測需要、觀測對象和觀測條件，選擇合適的觀

測方法。

原位觀測主要是為了保障在路基路面沒有結(jié)構(gòu)性能擾動的情況，保障觀測

數(shù)據(jù)的有效性和準確性。

野外暴露觀測主要用于無交通荷載作用下，路基路面材料、結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵工藝

等僅受自然環(huán)境影響的長期服役性能觀測。為了保證觀測結(jié)果的代表性，宜可在

觀測路段附近設(shè)置野外暴露觀測場地。

人工干預(yù)觀測主要適用于加速加載試驗觀測場站內(nèi)的路基路面長期性能觀

測，或需要人為改變觀測對象所處的環(huán)境、荷載或其他觀測條件的野外暴露觀測，

從而達到長期有效觀測。

（3）觀測頻度（第4.3條）

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根據(jù)《公路路基路面長期性能科學觀測網(wǎng)試點建設(shè)指南》的要求，對于動態(tài)

傳感器的采集頻率為2000Hz，靜態(tài)傳感器的采集頻率為1次/10min；采用路基、

空基平臺或人工檢測方式，實現(xiàn)周期性觀測，周期性觀測的頻率每年不少于2次。

應(yīng)力應(yīng)變采集頻率的確定十分重要。根據(jù)《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范》（JTGD50）

中的規(guī)定，可將BZZ-100標準軸載的單個車輪簡化成半徑為10.65cm的圓形均

布荷載。當車輪經(jīng)過傳感器上方時，對于埋設(shè)在路表下12cm深度處的傳感器，

按照1:1擴散的原則，車輪作用直徑將擴散為45.3cm，傳感器的有效作用距離

為45.3cm，如圖1所示。按照車輛行駛速度80km/h（22.22m/s）計算，車輛通

過傳感器上方的時間為0.453/22.22=0.02s。大量的應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明，

為獲取車輛通過時包含峰值點的一個完整應(yīng)力或應(yīng)變響應(yīng)波形，約需峰值附近

的50個數(shù)據(jù)點，即在車輛通過的0.02s時間內(nèi)，需至少采集50個數(shù)據(jù)點才能

獲取一個完整波形。按此計算，應(yīng)力應(yīng)變采集頻率至少為1852Hz。取整后，結(jié)

構(gòu)層力學響應(yīng)信息觀測頻率宜為2000Hz。

圖1車輪荷載擴散示意圖

此外，由于應(yīng)力應(yīng)變傳感器的采樣頻率高達2000Hz，但只有車輛經(jīng)過時的

應(yīng)力應(yīng)變響應(yīng)才有價值，其他車輛未經(jīng)過時間內(nèi)，會產(chǎn)生大量的無效數(shù)據(jù)而浪費

數(shù)據(jù)存儲空間，因此，建議加裝應(yīng)力應(yīng)變采集觸發(fā)裝置，只有當車輛經(jīng)過傳感器

埋設(shè)斷面時，再開始應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)采集，節(jié)省存儲空間，減少數(shù)據(jù)冗余，提升數(shù)

據(jù)采集的有效性。

對于周期性觀測指標，為了保證數(shù)據(jù)的代表性和可對比性，每年應(yīng)選擇固定

的觀測時間進行觀測。同時考慮到路域環(huán)境對公路服役性能的影響，宜適當增加

最不利季節(jié)的觀測工作。

考慮到野外觀測路段的人工觀測存在較高的難度，涉及道路交通管制等多

方的協(xié)調(diào)管理，為有效保障野外檢測人員、行駛車輛的安全性，在保障足夠有效

12

數(shù)據(jù)樣本的前提下，提出每年路況性能信息和整體結(jié)構(gòu)變形響應(yīng)信息不少于2次

的周期觀測頻率要求，確保數(shù)據(jù)對觀測路段路面性能的長期有效觀測。

（4）觀測手段（第4.4條）

根據(jù)《公路路基路面長期性能科學觀測網(wǎng)試點建設(shè)指南》的要求，觀測點的

觀測設(shè)施包括環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)和路面性能檢測設(shè)備；滿足對車轍、平整度、橫向力

系數(shù)、構(gòu)造深度、彎沉的周期性檢測需求。

在路域環(huán)境信息的觀測過程中，采用氣象站設(shè)備開展溫度、濕度、光照度、

降雨量、風速、風向、紫外輻射、總輻射、大氣壓力9參數(shù)的指標觀測。

在交通荷載信息的觀測過程中，采用軸重儀進行觀測，實現(xiàn)交通量、交通組

成和車輛軸載的實時自動觀測。

在路況性能信息的觀測過程中，參考《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》（JTG

3450）、《公路路面技術(shù)狀況自動化檢測規(guī)程》（JTG/TE61）開展路面病害、車轍、

平整度、構(gòu)造深度、彎沉、摩擦系數(shù)等指標的觀測，除路面病害外，均要求開展

不少于3次的平行試驗，取平均值作為測試值，從而提高觀測數(shù)據(jù)的準確性和有

效性。

車轍采用集成在多功能檢測車上的激光車轍儀進行周期性檢測，同時配合

橫斷面尺、基準尺等人工調(diào)查的方法進行觀測。一般情況下，當有條件時兩種方

法均應(yīng)進行檢測以便進行對比分析。當現(xiàn)場交通管制受限時，可僅使用激光車轍

儀進行車轍檢測，如圖2所示。

圖2激光車轍儀

根據(jù)《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》（JTG3450）中的有關(guān)規(guī)定，平整度應(yīng)

采用車載式顛簸累積儀、車載式激光平整度儀等進行自動觀測；橫向力系數(shù)應(yīng)采

采用橫向力檢測車進行檢測，擺值采用擺式儀進行檢測；在構(gòu)造深度檢測過程中，

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應(yīng)采用車載式激光構(gòu)造深度儀進行自動觀測，且應(yīng)同時采用手工鋪砂法、電動鋪

砂儀等進行人工觀測。

根據(jù)《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》（JTG3450）中的有關(guān)規(guī)定，落錘式彎

沉檢測裝置由一組高精度位移傳感器組成，傳感器總數(shù)不少于7個，建議布置在

0-250cm范圍以內(nèi)。為了準確反應(yīng)路面彎沉盆的形狀參數(shù)，將傳感器總數(shù)增加到

9個，從而減少傳感器的檢測間距，提升彎沉觀測的準確性。FWD是利用重錘

自由落下的瞬間產(chǎn)生的沖擊荷載測定彎沉，采用不同的錘重，一般用于公路的錘

重為50kN。FWD荷載方式與實車加載相比，荷載模式不同，但是荷載位置和和

荷載級位固定，檢測的數(shù)據(jù)利于后期的比較分析，也是目前國內(nèi)同類型試驗采用

的主要加載模式，因此，提出50kN、70kN、90kN和110kN荷載級位的彎沉檢

測，以便于采集不同荷載作用的彎沉、應(yīng)力應(yīng)變響應(yīng)結(jié)構(gòu)，從而有效分析路面結(jié)

構(gòu)響應(yīng)狀態(tài)。

FWD彎沉檢測采用兩種工況：一是每個觀測路段每隔10m一點，進行不同

荷載級位的定點彎沉檢測，荷載級位分別為50kN、70kN、90kN和110kN。二是

在結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)力應(yīng)變傳感器布設(shè)斷面定點檢測，進行不同荷載級位彎沉檢測，同

時采集該斷面彎沉檢測時結(jié)構(gòu)內(nèi)部的應(yīng)力、應(yīng)變和變形等響應(yīng)數(shù)據(jù)，荷載級位同

前，采用的設(shè)備如圖3所示。第二種工況下，彎沉與結(jié)構(gòu)層力學響應(yīng)需要同步采

集，是為了彌補車輛荷載行駛過程中輪跡偏移導致的結(jié)構(gòu)響應(yīng)信息不穩(wěn)定等問

題。

圖3落錘式彎沉儀（FWD）

同時，為了保障觀測指標的準確性，觀測設(shè)備和傳感器應(yīng)每年經(jīng)過計量認證

部門的檢定或校準，其他設(shè)備應(yīng)自校，合格后方可使用。

3.觀測指標體系

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（1）路域環(huán)境信息觀測指標（第5.1條）

通過足尺環(huán)道的研究發(fā)現(xiàn)：道路服役性能受環(huán)境因素影響非常大，路域環(huán)境

的影響程度甚至要高于車輛荷載的影響程度，是一項重要的外在影響因素指標，

因此需要開展路域環(huán)境信息的長期觀測。同時，路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部的溫度場受兩個外

部環(huán)境溫度場的影響顯著，一是大氣溫度場，二是大地溫度場，隨著深度的向上

提升，這個大地溫度場逐步與大氣溫度場產(chǎn)生交互作用，形成了年周期性和日周

期性的波動趨勢，因此，開展路域氣象信息觀測主要包含路域氣象信息和結(jié)構(gòu)內(nèi)

部環(huán)境信息兩類。

①路域氣象信息觀測

氣象站是一種能自動記錄與存儲氣象觀測要素數(shù)據(jù)的設(shè)備，如圖6所示，由

硬件系統(tǒng)和控制處理軟件組成，硬件系統(tǒng)包括各監(jiān)測要素傳感器、數(shù)據(jù)采集儀、

通訊接口、系統(tǒng)電源等，控制處理軟件包括數(shù)據(jù)采集軟件和數(shù)據(jù)處理業(yè)務(wù)軟件。

小型氣象站可實時監(jiān)測溫度、濕度、風速、風向、雨量、氣壓、光照等多種氣象

參數(shù)，被廣泛應(yīng)用于氣象環(huán)境監(jiān)測、環(huán)保、機場、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、旅游業(yè)、

地質(zhì)、水文水利、軍事、倉儲、科學研究等領(lǐng)域。路域氣象信息觀測采用埋設(shè)小

型氣象站，參考百度百科的小型氣象站技術(shù)參數(shù)見下表4。

表4小型氣象站參數(shù)

序號要素量程范圍分辨力準確度

1空氣溫度-40℃～+85℃0.01℃±0.3℃

2空氣濕度0-100%RH0.024%RH±2%RH

3大氣壓力300～1100hPa0.01hPa±1hPa

4風速0～30m/s0.1m/s±0.5m/s

5風向0～360°45°/

6總輻射0～1800W/m21W/m2/

7光照0-20萬Lux/±7%（25℃）

8紫外輻射0-450uW/cm21uW/cm2±10%FS

在溫度方面考慮到我國在明確記錄到的最低氣溫出現(xiàn)在1969年2月13日

的黑龍江漠河，為零下52、3攝氏度，調(diào)整量程范圍為-50℃～+80℃,因試驗數(shù)

據(jù)分析溫度精度0.1℃就可滿足需求，故觀測精度要求為0.1℃。路面使用性能

分析也需要考慮觀測點的降雨量情況，故增加了對降雨量測量指標，參考水利行

業(yè)標準SL21對降水量觀測精度要求0.4mm(≤10mm時)；4%（>10mm時），觀測量

程要求0mm～999.9mm。

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在光照度和風速方面，考慮觀測路段實際情況將風速觀測量程提高為0～

70m/s，因光照度是影響瀝青老化的主要因素，將其觀測精度提高0.2%。

因考慮到觀測數(shù)據(jù)分析與建設(shè)觀測點的經(jīng)濟性降低了對濕度、風向、紫外輻

射、總輻射、大氣壓力的要求。

圖4氣象站

②結(jié)構(gòu)內(nèi)部環(huán)境信息觀測

道路結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫濕度狀態(tài)主要通過在道路結(jié)構(gòu)內(nèi)部不同層位埋設(shè)的溫濕度

傳感器來監(jiān)測，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)綌?shù)據(jù)平臺，實現(xiàn)實時在線監(jiān)測。通過調(diào)

研國內(nèi)外溫濕度傳感器設(shè)備的觀測精度情況，目前國產(chǎn)的路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度傳

感器，能夠滿足0.15℃的觀測精度要求，濕度傳感器的觀測精度在2-3%左右，

因此將路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度、濕度傳感器的觀測精度要求分別確定為0.15℃、3%，

從而確保了路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度和濕度觀測的可實施性和科操作性。

（2）交通荷載信息觀測指標（第5.2條）

交通荷載信息是路面結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要參數(shù)指標之一，也是造成路基路面結(jié)

構(gòu)損傷的重要影響因素之一，因此，需要開展交通荷載信息的長期觀測。它主要

是通過埋設(shè)于野外觀測斷面內(nèi)的軸載承重儀和軸載分布檢測系統(tǒng)，可實時獲得

觀測行車道或觀測斷面的交通量、交通組成、車輛軸重等信息。

（3）路況性能信息觀測指標（第5.3條）

路況性能指標是評價路面長期服役性能的關(guān)鍵指標，也是判斷路面結(jié)構(gòu)優(yōu)

劣的關(guān)鍵參數(shù)，因此，需要開展路況性能信息的長期觀測。由于瀝青混凝土路面

和水泥混凝土路面是兩種不同的路面類型，存在不同的路面病害形式和觀測指

標，瀝青路面的病害形式以坑槽、泛油、擁包、網(wǎng)裂、縱向裂縫、橫向裂縫、斜

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向裂縫為主，同時存在車轍觀測指標，而水泥路面的病害形式以破碎板、裂縫、

板角斷裂、錯臺、板底脫空為主，因此，對瀝青混凝土路面和水泥混凝土路面的

路況信息的觀測內(nèi)容進行不同要求，提出以路面病害、車轍、平整度、摩擦系數(shù)、

構(gòu)造深度為瀝青混凝土路面的路況性能觀測指標，以路面病害、平整度、摩擦系

數(shù)、構(gòu)造深度作為水泥混凝土路面的路況性能觀測指標。

（4）結(jié)構(gòu)響應(yīng)信息觀測指標（第5.4條）

彎沉或彎沉盆面積是評價路面結(jié)構(gòu)的整體