BS EN ISO 13473——路面纹理表面轮廓表征标准系列(平均纹理深度与巨纹理测定)

Characterization of Pavement Texture by Use of Surface Profiles: Determination of Mean Profile Depth and Determination of Megatexture

🛣️ BS EN ISO 13473 系列是英国标准(BSI)采纳欧洲标准并等同采用国际标准的利用表面轮廓表征路面纹理的标准。该系列规定了通过测量路面表面轮廓来表征路面纹理的方法,主要包括第 1 部分平均纹理深度(Mean Profile Depth, MPD)测定与第 5 部分巨纹理(megatexture)测定。路面纹理直接影响轮胎-路面摩擦、噪声、排水与行车舒适性,是道路工程与交通安全的重要指标。其技术内容由 ISO/TC 43「声学」与 ISO/TC 43 相关分委员会制定,由 BSI 引入英国标准体系。

💡 路面纹理是影响抗滑、噪声与排水性能的关键表面特性。采用表面轮廓法定量表征纹理,为沥青与水泥路面的设计、施工与养护提供客观、可比的评价手段。

一、标准系列概述 📌

该系列覆盖 ICS 17.140.30(噪声)、93.080.20(道路材料与铺面)等领域,由本批相关的两个部分构成:

标准号中文标题主要内容
BS EN ISO 13473-1:2004利用表面轮廓表征路面纹理 第 1 部分:平均纹理深度(MPD)测定规定用表面轮廓测定路面平均纹理深度的方法
BS EN ISO 13473-5:2009利用表面轮廓表征路面纹理 第 5 部分:巨纹理测定规定路面巨纹理(大尺度纹理)的测定方法

第 1 部分于 2004 年发布,技术内容等同采用 ISO 13473-1:1997;第 5 部分于 2009 年发布,2010 年经勘误将 BS ISO 13473-5:2009 重新编号为 BS EN ISO 13473-5:2009。英国技术归口由 B/510「道路材料」下属 B/510/5「表面特性」分委员会负责。

⚠️ 路面纹理按波长尺度可分为微纹理(microtexture)、宏观纹理(macrotexture)与巨纹理(megatexture)。不同尺度对应不同的作用:微纹理决定轮胎-路面微观粘附,宏观纹理决定排水与抗滑,巨纹理影响噪声与舒适性。

二、平均纹理深度(MPD)测定(第 1 部分)📏

第 1 部分规定用表面轮廓(表面高度随距离的变化)测定路面宏观纹理的平均纹理深度。MPD 是将路面纹理剖面沿测线进行分段,每一段内最高点与段内平均线之间的高度差取平均得到。该指标与传统的铺砂法(sand patch method)测得的纹理深度(ETD)存在对应关系,是评价路面抗滑与排水性能的关键参数。

测量时,使用高精度的非接触式(如激光)或接触式轮廓仪沿路面测线采集表面高度数据,经滤波去除噪声与坡度影响后,按标准规定分段计算 MPD。测量应覆盖具有代表性的路段,并考虑行车方向。

  • 设备:激光轮廓仪或机械式轮廓仪,具备足够的采样率与垂直分辨率。
  • 测线:沿行车方向布置足够长度的测线,覆盖代表路段。
  • 计算:按标准分段计算各段平均剖面深度,再取平均得到 MPD。
💡 宏观纹理(波长约 0.5~50 mm)对湿路面抗滑与轮胎噪声影响显著。MPD 越大,路面排水能力越强、抗滑越好,但过大也可能增加噪声。

三、巨纹理测定(第 5 部分)📊

第 5 部分规定路面巨纹理的测定方法。巨纹理指波长较大(通常在 50 mm 至 500 mm 量级)的表面不平整,它影响轮胎-路面噪声、车辆振动与排水。与宏观纹理不同,巨纹理关注更大尺度的表面起伏。

测定巨纹理同样基于表面轮廓测量,通过分析较大波长范围内的剖面起伏进行表征。标准对测量设备、滤波范围、数据处理与报告作出规定,确保不同实验室之间的结果可比。

纹理尺度典型波长主要影响
微纹理小于 0.5 mm轮胎-路面微观粘附、干湿摩擦
宏观纹理0.5~50 mm排水、抗滑、轮胎噪声
巨纹理约 50~500 mm噪声、振动、排水与舒适性
⚠️ 巨纹理测量对测线长度与滤波参数敏感。过长或过短的测线、不适当的滤波会混入其他尺度的纹理,影响结果可比性,应严格按标准规定执行。

四、工程实践与应用 🛠️

路面纹理表征在道路工程中应用广泛:

  • 🔍 抗滑性能评价:通过 MPD 与摩擦系数关联,评估路面湿滑风险,指导交通安全管理。
  • 🔇 噪声控制:分析纹理频谱,优化路面材料与构造以降低轮胎-路面噪声。
  • 💧 排水设计:宏观纹理与巨纹理影响路面排水,防止水滑与积水。
  • 📋 施工与养护:对新铺路面与养护后路面进行纹理验收,监控纹理衰变。
✅ 标准化的表面轮廓纹理表征为道路设计、施工验收、交通安全与养护决策提供了客观、定量、可追溯的评价依据。

五、常见问题解答 ❓

❓ 问:平均纹理深度(MPD)与铺砂法纹理深度(ETD)有何关系?
答:两者都表征宏观纹理,但测量原理不同。MPD 由表面轮廓计算,ETD 由铺砂法体积换算;二者存在统计对应关系,标准通常给出换算关系,但数值并不完全等同。
❓ 问:为什么路面纹理影响抗滑?
答:宏观纹理提供排水通道,防止湿路面上轮胎与路面间形成水膜;微纹理提供轮胎与骨料颗粒间的微观粘附。两者共同决定干湿摩擦与抗滑性能。
❓ 问:巨纹理与宏观纹理有何区别?
答:巨纹理波长更大(约 50~500 mm),主要影响噪声、振动与排水;宏观纹理波长较小(0.5~50 mm),主要影响抗滑与轮胎噪声。
❓ 问:测量 MPD 需要什么设备?
答:需要高精度非接触式(如激光)或接触式轮廓仪,具备足够采样率与垂直分辨率,并能沿行车方向布置代表性测线。
🔍 问:纹理测量结果为什么要求可比?
答:不同设备、测线与滤波参数会产生不同结果。标准统一测量与数据处理方法,保证不同实验室与不同时间的测量结果可比,支撑长期监控与验收。
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