評價長度對瀝青路面性能PCI結(jié)果的影響

劉圣潔

（長安大學(xué)特殊地區(qū)公路工程教育部重點實驗室，陜西西安710064）

評價長度對瀝青路面性能PCI結(jié)果的影響

劉圣潔

（長安大學(xué)特殊地區(qū)公路工程教育部重點實驗室，陜西西安710064）

為研究評價長度對PCI結(jié)果的影響，選取8個評價長度進(jìn)行分析，并計算了不同評價長度對瀝青路面PCI評價結(jié)果的影響，將其評價結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)的1 000 m長度評價結(jié)果對比.研究結(jié)果表明：當(dāng)選定的評價長度小于標(biāo)準(zhǔn)的評價長度時，得到的PCI評價結(jié)果較標(biāo)準(zhǔn)長度的PCI的結(jié)果偏大；當(dāng)選定的評價長度大于標(biāo)準(zhǔn)的評價長度時，得到的PCI評價結(jié)果較標(biāo)準(zhǔn)長度的PCI的結(jié)果偏小.研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)評價長度為（1 000±500）m時，得到的總體PCI與標(biāo)準(zhǔn)值計算的總體PCI值的偏離度較小.當(dāng)無法滿足標(biāo)準(zhǔn)長度的劃分或僅需對該路段總體性能進(jìn)行評價時，為保證PCI的精度，評價長度應(yīng)盡量偏大而不宜偏小.

評價長度；PCI；道路工程；瀝青路面；路面性能

目前我國采用路面狀況指數(shù)（PCI）對路面的損壞狀況進(jìn)行表征，其數(shù)據(jù)采集和計算方法主要借鑒了美國陸軍工程兵團提出的PCI方法，并經(jīng)過專家評分法對計算公式的系數(shù)進(jìn)行調(diào)整.但PCI的適用性和客觀性尚不明確，尤其是調(diào)查統(tǒng)計方法對PCI值的影響研究較為不足［1-4］.雖然相應(yīng)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)對路面破碎狀況進(jìn)行了定義，對其調(diào)查方法也進(jìn)行了規(guī)定，但在實際的損壞調(diào)查和性能評價中，由于技術(shù)人員的經(jīng)驗和水平差異、調(diào)查程序和評價方法的不盡相同，都對PCI的評價結(jié)果造成影響.

M.Y.Shahin等［5］曾利用Micro Paver對瀝青道面的病害以及評價單元尺寸和病害類型對PCI計算的影響進(jìn)行了分析.C.M.Dean等［6］通過對4個州的路面檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，研究樣本量對路面性能的影響.美國公路部門從數(shù)據(jù)的有效性和經(jīng)濟方面考慮，試圖以較短的評價單元的性能來反映較長路段的性能［7-9］.陳文來等［10］研究認(rèn)為單元尺寸的不同會使PCI的結(jié)果存在著不同程度的偏差.

為此，本研究針對調(diào)研的瀝青路面檢測數(shù)據(jù)，分析路面損壞和評價程序中調(diào)查路段長度對PCI的影響，在此基礎(chǔ)上，對PCI的合理性和適用性進(jìn)行分析，以明確調(diào)查和統(tǒng)計過程中影響PCI穩(wěn)定性的因素，為后續(xù)的研究提供基礎(chǔ).

1　路面評價長度選擇

考慮到檢測和調(diào)查的便捷，以及可以與樁號相對應(yīng)，因此病害調(diào)查時，以1 000 m為基本檢測或調(diào)查單元，通過識別路面存在的破損類型和嚴(yán)重程度，換算為單位面積內(nèi)的破損率，進(jìn)而得到PCI值.

但由于瀝青路面病害出現(xiàn)的位置和地點都具有隨機性，在某一段病害出現(xiàn)的類型、數(shù)量及分布密度均不相同，對1 000 m路段作為評價單元，可能會使得實際的路面病害狀況與實際的路面狀況存在著偏差.為此，按照每車道縱向劃為50，100，200，500，2 000，3 000，4 000和5 000 m的擬定評價長度，比較擬定長度與標(biāo)準(zhǔn)1 000 m評價長度對PCI評價結(jié)果的區(qū)別.

2　評價長度對其范圍內(nèi)PCI的影響

統(tǒng)計7段共385 km的行車道和超車道的瀝青路面損壞數(shù)據(jù)作為樣本（見表1）.

表1　研究路段分布

以50，100和500 m為評價路段長度，計算其對應(yīng)PCI.計算時，將相鄰的20×50 m，10×100 m，2× 500 m路段內(nèi)PCI平均值與1 000 m標(biāo)準(zhǔn)長度PCI計算值進(jìn)行比較；將2 000，3 000和4 000 m路段PCI計算值與相鄰2×1 000 m，3×1 000 m，4× 1 000 m及5×1 000 m標(biāo)準(zhǔn)長度的PCI平均值進(jìn)行比較.得到采用以上方案的PCI對比圖（見圖1）.

圖1　選定長度與標(biāo)準(zhǔn)長度的PCI比較

從分析結(jié)果可知，選用的路段評價長度對瀝青路面PCI結(jié)果有一定的影響，當(dāng)選定評價長度小于標(biāo)準(zhǔn)長度（1 000 m）時，其PCI較標(biāo)準(zhǔn)長度計算的PCI偏大，且選定長度越小，偏離趨勢越明顯.由圖1a-d可知：當(dāng)選定長度為50，100 m時，其PCI與標(biāo)準(zhǔn)PCI相差較大；當(dāng)選定長度為200，500 m時，其PCI平均值與標(biāo)準(zhǔn)PCI相差逐漸減??；當(dāng)選定長度接近標(biāo)準(zhǔn)長度時，其PCI平均值與標(biāo)準(zhǔn)PCI值基本接近.

當(dāng)選定的長度大于標(biāo)準(zhǔn)長度時，選定長度的PCI較標(biāo)準(zhǔn)PCI的結(jié)果偏小.由圖1e-h可知：當(dāng)選定的評價長度從2 000 m增加到5 000 m時，PCI逐漸向著小于標(biāo)準(zhǔn)值的方向偏離，且偏離程度隨著選定長度的增大而增大.

3　評價長度對總體PCI影響

對路面進(jìn)行養(yǎng)護(hù)時，一般將幾公里或數(shù)十公里的路段作為總體評價路段，通過每1 000 m的PCI計算其總體路段的PCI平均值，以此作為養(yǎng)護(hù)決策的依據(jù).

為了客觀統(tǒng)計分析評價長度對PCI的影響，比較選定長度和標(biāo)準(zhǔn)長度對路段總體PCI的結(jié)果偏差的影響，如圖2所示.由圖2可知：評價長度越小，得到的總體PCI越大；隨著評價長度的增大，總體PCI越小.

圖2　總體PCI與評價路段長度

行車道和超車道的總體PCI值隨著評價長度的變化呈現(xiàn)出類似規(guī)律，即評價長度與標(biāo)準(zhǔn)長度的差別越大，PCI偏差也越大；當(dāng)評價長度越接近標(biāo)準(zhǔn)長度，PCI偏差越小.總之，評價長度的變化對PCI的計算的影響不是很明顯.由圖2中PCI值隨評價長度變化的趨勢可知，當(dāng)選定長度為500 m時，其偏差為0.11%，當(dāng)選定評價長度為4 000 m時，其偏差也僅為7.11%.

本研究分析可知，當(dāng)現(xiàn)場的劃分無法滿足標(biāo)準(zhǔn)長度的劃分要求，評價長度為（1 000±500）m時，總體路段的PCI平均值較標(biāo)準(zhǔn)長度計算的總體PCI值的偏差更小，可選用該范圍內(nèi)的長度替代標(biāo)準(zhǔn)長度.

在對某一確定路段評價時，當(dāng)無法滿足標(biāo)準(zhǔn)長度的劃分或僅需對該路段總體性能進(jìn)行評價時，為了確保PCI的精度，可選用較大的評價長度或?qū)⒃撀范巫鳛閱我婚L度進(jìn)行路面性能評價.

4　結(jié) 論

1）本研究分析了瀝青路面不同評價長度對其PCI結(jié)果的影響.由研究結(jié)果可知：當(dāng)選定長度接近標(biāo)準(zhǔn)的長度時，其計算的PCI平均值與標(biāo)準(zhǔn)的PCI計算值基本接近；當(dāng)選定長度小于標(biāo)準(zhǔn)長度時，選定長度的PCI較標(biāo)準(zhǔn)PCI偏大；當(dāng)選定長度大于標(biāo)準(zhǔn)長度時，選定長度PCI較標(biāo)準(zhǔn)PCI偏小.

2）通過對路段的總體評價，可知評價的長度為（1 000±500）m時總體路段的PCI平均值與標(biāo)準(zhǔn)長度計算的總體路段PCI值的偏差最小.

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（責(zé)任編輯 趙 鷗）

Effect of evaluation length on asPhalt Pavement condition index

Liu Shengjie
（Key Laboratory for Special Area Highway Engineering of Ministry of Education，Chang′an University，Xi′an，Shaanxi710064，China）

To investigate the influence of evaluation length on the pavement condition index（PCI），the PCIwas calculated by eight evaluation length to compare with the standard 1 000 m evaluation length result.The results show that when the evaluation length is shorter than the standard evaluation length，the calculated PCI is greater than that calculated by standard evaluation length，while the evaluation length is longer than the standard evaluation length，the calculated PCIis smaller than that calculated by standard evaluation length.The deviation between PCI calculated by the evaluation length at the range of500 m to 1 500 m and that by the standard evaluation length is small.When the evaluation length cannotmeet the standard length，to ensure the accuracy of PCI，the evaluation length should be larger than the standard length.

evaluation length；PCI；road engineering；asphalt pavement；pavement performance

U414.217

A

1671-7775（2015）04-0465-04

劉圣潔.評價長度對瀝青路面性能PCI結(jié)果的影響［J］.江蘇大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2015，36（4）：465-468.

10.3969/j.issn.1671-7775.2015.04.017

2014-07-31

中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費專項資金資助項目（助研項目）（CHD2014G5210004）

劉圣潔（1985—），男，河南商丘人，博士研究生（lsjwork@126.com），主要從事道路結(jié)構(gòu)與材料研究.