舊路面使用性能評價方法及技術(shù)指標分析

楊益東

(中鐵十一局集團第五工程有限公司， 重慶　400037)

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舊路面使用性能評價方法及技術(shù)指標分析

楊益東

(中鐵十一局集團第五工程有限公司， 重慶400037)

摘要：對目前我國舊路面使用性能評價方法存在的問題進行分析，探討適合于我國高速公路養(yǎng)護及改擴建工程的舊路面使用性能評價方法體系，其包括評價內(nèi)容、評價方法及技術(shù)指標，指出應加強歷史資料的有效利用，增加主要類型病害的單項評價指標，并按照宏觀、中觀和微觀3個層面依次對路面性能進行評價。

關(guān)鍵詞：道路工程；舊路改擴建；路面使用性能；評價方法；技術(shù)指標

1我國舊路面使用性能評價存在的問題

國內(nèi)高速公路路面評價模型主要采用養(yǎng)護工程路況評價模型。目前國內(nèi)高速公路擴建剛剛起步，故針對高速公路擴建工程的路面評價模型還較為欠缺[1-5]。滬寧高速公路在改擴建時，由于充分利用老路并且對老路路面病害需進行徹底處理，因此在改擴建過程中，如何對舊路路面進行科學合理的評價就顯得至關(guān)重要[6-8]。

鑒于目前國內(nèi)缺乏高速公路擴建工程路面評價模型[9]，滬寧高速公路改擴建時提出了一個評價指標RCQI，以對老路路面進行評判。該指標針對擴建工程路面評價的目的和要求，將養(yǎng)護工程路況評價中的路面功能性參數(shù)予以舍棄，并同時將病害頻率引入評價體系中，從而使道路擴建的評價體系更具有針對性，且也更加合理。實際使用過程中，該評價體系對路況評價仍存在一些不足，突出表現(xiàn)為如下2點：一是在引進病害頻率指標時舍棄掉了病害的面積指標；二是該指標體系仍未能擺脫養(yǎng)護工程路況評價的框架范圍，仍是針對路況進行評價，未能對老路路面性能進行完全評價，評價指標和范圍有待完善。在滬寧高速公路擴建過程中，對老路的利用與保留最終依托于專家打分法，采用6方評判方法來確定是否對老路進行利用。專家打分法主觀性很強，應用過程中參與人員的主觀意識對結(jié)果的影響較大，有一定局限性。

由以上分析可以看出，當前我國高速公路路況評價主要存在以下幾方面問題。

1) 缺乏對歷史資料的有效應用。

歷年的運營和養(yǎng)護資料包含了豐富的路況信息，是了解改擴建工程病害特征，尤其是病害發(fā)展規(guī)律及路面性能變化規(guī)律的重要參考信息。以往在以高速公路養(yǎng)護為目的的路況評價體系中，多采用了一個時間點上的指標和參數(shù)，沒有對包含時間序列的歷史數(shù)據(jù)進行有效分析和利用。道路改擴建時其往往已經(jīng)歷了多年的運營和養(yǎng)護，其歷年病害調(diào)查、檢測、養(yǎng)護和維修資料對改擴建工程決策至關(guān)重要，而目前現(xiàn)有路況評價方法缺乏對以往資料的有效利用。

2) 缺乏對主要病害類型的單項評價。

由滬寧高速公路歷年養(yǎng)護資料、國內(nèi)高速公路病害調(diào)研及現(xiàn)場病害調(diào)查資料可知，我國高速公路往往存在1～3種主要的全局性病害類型，正是這些主要病害，對整條道路路況和使用質(zhì)量造成了嚴重及決定性的影響，也是道路養(yǎng)護及改擴建工程所要面對和處理的關(guān)鍵問題，而我國現(xiàn)有評價方法并沒有將這些主要病害突出地體現(xiàn)出來。

以路面綜合破損率作為評價路面破損狀況的指標過于籠統(tǒng)，對國內(nèi)高速公路常見病害缺乏針對性，不能反映我國高速公路的主要病害類型及特點。對于道路養(yǎng)護及改擴建工程中老路維修及處理方案而言，缺乏單項主要病害的評價指標及評判參數(shù)，不利于道路養(yǎng)護和改擴建工程決策。

路面破損狀況評價由總體指標的單一控制改為總體指標和單項指標的雙指標控制更加實用及合理。筆者結(jié)合滬寧高速公路擴建工程，在該方面進行了積極探索，其研究成果為進一步深入研究我國高速公路路況評價體系提供了良好的經(jīng)驗。

3) 缺乏材料參數(shù)方面信息。

路面材料性能及其變化與路面病害的出現(xiàn)和路面使用狀況具有密切關(guān)系，也可以說，材料的性能及其變化對路面的使用質(zhì)量有重要影響。因此，對路面材料的性能及其變化規(guī)律進行分析與研究，便可以充分了解路面使用性能狀況。以往評價體系皆過分側(cè)重于路況調(diào)查和對整體強度的檢測，而忽視了材料參數(shù)這一重要的評價指標及其所蘊含的豐富信息。對于改擴建工程而言，材料指標應作為老路面取舍的一個重要評判參數(shù)，但迄今為止，在國內(nèi)所有路況評價方法和評價體系中，該指標皆未得到有效體現(xiàn)。

4) 缺乏適合擴建工程的總體評價體系。

現(xiàn)有路況評價方法及體系主要針對道路養(yǎng)護，而與養(yǎng)護工程相比，擴建工程對老路路況評價的目的和方法等皆存在顯著差異，這些差異主要表現(xiàn)在以下3個方面。

(1) 目的不同。道路養(yǎng)護評價目的是通過對現(xiàn)有路況評判，為養(yǎng)護時機、養(yǎng)護措施的確定提供參考依據(jù)，而道路改擴建評價目的則是為老路路面取舍提供決策依據(jù)，二者目的存在明顯不同。

(2) 對老路面的處治方法不同。對現(xiàn)有路況進行評價后，對于道路養(yǎng)護，通常是根據(jù)路況現(xiàn)狀采取針對性的養(yǎng)護措施。例如，對裂縫較嚴重的路段進行清縫、灌縫，對道路抗滑能力不足路段進行加鋪路表抗滑層等，以期恢復和提高路用性能，全面提高道路的使用質(zhì)量和服務水平。而對于改擴建工程，則主要針對不同路況，采用銑刨、局部維修或保留等方式對老路面予以取舍。

(3) 調(diào)查方法及內(nèi)容不同。道路養(yǎng)護以恢復和提高路面使用質(zhì)量為目的，平整度及抗滑能力作為影響道路行車安全及使用質(zhì)量的主要性能，是道路路況調(diào)查的主要因素，在路況調(diào)查中處于重要地位。道路改擴建工程由于改擴建前老路面層尤其是老路上面層一般不直接作為擴建后的上面層，故對老路的平整度及抗滑能力這2項指標的調(diào)查并無實際意義；而在道路養(yǎng)護路況調(diào)查中，這2項指標必不可少。

正是由于上述差異，導致以養(yǎng)護工程為目的的現(xiàn)有路況評價方法及評價體系難以完全適用于改擴建工程。因此，建立一套適合高速公路改擴建工程的路況評價方法和體系，對于高速公路改擴建工程至關(guān)重要。

2老路面評價內(nèi)容、方法及指標

2.1老路面評價建議

結(jié)合老路病害調(diào)查及以上分析，對于道路路況評價方法提出如下建議。

1) 加強對歷史資料的有效利用。

充分重視對設計、施工、歷年養(yǎng)護、維修及檢測資料的搜集與整理，尤其是歷年的病害調(diào)查、養(yǎng)護及維修資料，彎沉及探地雷達等檢測資料的整理與分析。通過對以往資料的研究與分析，了解和把握道路病害及路面使用性能的現(xiàn)狀、特征、發(fā)展規(guī)律，從而為病害調(diào)查、現(xiàn)場檢測、路況評價、道路養(yǎng)護及改擴建工程決策提供重要的參考依據(jù)。

2) 增加主要病害類型的單項評價指標。

針對不同道路的不同病害類型，在綜合評價指標基礎上，增加典型病害的單一評價指標，尤其是針對不同道路的不同病害特征，增加裂縫度、車轍面積率、修補面積率、泛油面積率等單項指標的調(diào)查、計算、分析及評價，從而對路況進行全面和重點評價。

3) 加強對路面相關(guān)參數(shù)的檢測與分析。

在病害調(diào)查基礎上，增加路面材料性能試驗及路面現(xiàn)場檢測。其中材料性能試驗主要包括瀝青混合料、瀝青膠結(jié)料及基層材料的性能試驗。路面現(xiàn)場檢測主要是通過FWD、探地雷達對面層、基層的強度性能及路面材料的整體性及完整性進行檢測。

4) 建立適合改擴建工程特點的路況評價方法及體系。

由于我國高速公路擴建高峰即將到來，故針對改擴建工程的特點建立一套完善的、適合改擴建工程的路面評價方法、指標和體系意義重大。

5) 應用系統(tǒng)論和全壽命周期的觀點對待每次道路養(yǎng)護。

道路養(yǎng)護的目的不僅是通過養(yǎng)護來改善和恢復道路的路用性能，而且還需掌握每次養(yǎng)護時進行的各種現(xiàn)場調(diào)查、檢測，采取的養(yǎng)護措施及獲得的養(yǎng)護效果等資料，其也是今后道路養(yǎng)護及改擴建的寶貴歷史數(shù)據(jù)。因此，不能只把道路養(yǎng)護看作是一次次獨立的行為，而是需應用系統(tǒng)論和全壽命周期的觀點對待每次養(yǎng)護，把每次道路養(yǎng)護當作道路全壽命周期中的一個有機組成部分，現(xiàn)場調(diào)查、檢測及養(yǎng)護方案等都要從全局觀點來把握，同時需加強養(yǎng)護信息的反饋和積累。

2.2老路路面性能評價的內(nèi)容、方法及指標

路面性能最直觀的表現(xiàn)就是路面狀況及各種病害，其屬于對路面性能的宏觀評價。路面整體性能則需對路面內(nèi)部結(jié)構(gòu)及整體強度進行現(xiàn)場無損檢測，從評定方法及評定內(nèi)容看，其屬于路面性能的中觀評價。而材料試驗檢測對象則是各種路面材料，其評價方法屬于室內(nèi)試驗，評價指標也處于微觀層次。

路面性能評價應從宏觀、中觀和微觀層次進行綜合評價。宏觀層次是路面的現(xiàn)狀及使用狀況，具體評價方法可以通過現(xiàn)場調(diào)查來實現(xiàn)，其主要指標可采用路況指數(shù)、各種病害類型等；中觀層次則是路面的整體性能，可以借助于FWD、GPR等檢測手段進行，其評價指標主要是整體強度和不同結(jié)構(gòu)層的松散及剝落狀況；微觀層次則表現(xiàn)為構(gòu)成路面結(jié)構(gòu)的材料性能變化，評價指標可采用不同材料的性能指標。

通常，對于路面性能評價，應按照宏觀、中觀和微觀的次序依次展開。首先以宏觀和中觀評判為基礎，分別采用不同的方法，調(diào)查或檢測出相應的評價指標；然后根據(jù)這些指標對路面性能進行評判，確定路面性能優(yōu)良、可保留的路段，性能嚴重降低必須銑刨的路段及介于二者之間的路段。

考慮到路面性能評價的經(jīng)濟性和必要性，對于性能優(yōu)良和性能嚴重降低的路段，可不進行微觀指標檢測。對于介于二者之間的路段，則需借助于微觀評價對路面性能予以進一步評判。

綜上所述，本文將高速公路老路面評價內(nèi)容分為3部分，即路面病害狀況評價、路面整體性能評價和路面材料性能評價，并按照宏觀、中觀和微觀層次，依次對路面性能評價的內(nèi)容、方法及指標予以闡述。

1) 宏觀層次的路面性能評價。

根據(jù)前面分析，路面性能評價宏觀層次的內(nèi)容是路面現(xiàn)狀及路面的使用狀況，其可采用現(xiàn)場病害調(diào)查方式進行評價。在路面病害調(diào)查過程中，應詳細記錄每種病害發(fā)生的部位、長度和面積，并按500或1 000 m的調(diào)查頻率計算路況指數(shù)和各種主要病害的單項指標，如裂縫度、修補面積率、車轍面積率等。

2) 中觀層次的路面性能評價。

中觀層次的路面性能評價主要借助于FWD和GPR兩種現(xiàn)場檢測手段，對路面中觀性能予以評價。對于改擴建工程，F(xiàn)WD和GPR為擴建前的必測項目，擴建前期分別檢測1次，為改擴建工程決策及設計等提供依據(jù)。筆者建議2個項目的檢測間隔時間應盡量縮短。對于道路養(yǎng)護，建議道路建成后第1年內(nèi)進行1次GPR測試，一方面可以獲得路面整體性的基準數(shù)據(jù)；另一方面，還可以對可能出現(xiàn)潛在隱患的路段做到心中有數(shù)。道路開始運營后，建議每2年檢測1次，不但為道路養(yǎng)護，也為大中修及改擴建工程決策積累寶貴的歷史數(shù)據(jù)。對于FWD而言，其應作為常規(guī)檢測項目，每年需檢測1次，且需主要獲取每100或50 m的彎沉、探地雷達相關(guān)測試指標并給出每km相應指標的代表值。路面性能評價時，根據(jù)各項檢測指標，可將路面分為優(yōu)良、中、差3類。其劃分依據(jù)是：凡路面代表彎沉低于10(0.01 mm)且GPR各檢測結(jié)果低于10%的路段為優(yōu)良；凡路面代表彎沉超過30(0.01 mm)，或探地雷達檢測結(jié)果中某單項指標超過35%的路段均為差；其余路段為中。

對優(yōu)良類路段，可在改擴建工程中予以保留。對于差類路段，因路面性能嚴重降低，建議在擴建工程中予以銑刨。對于中類路段，則需對路面性能進行微觀層次的評判，并將評判結(jié)果作為路面取舍的決策依據(jù)之一。

3) 微觀層次的路面性能評價。

微觀層次的路面性能評價主要是根據(jù)路面材料性能指標的變化對路面性能進行評價。該種評價方法應結(jié)合宏觀及中觀層次的評價結(jié)果，主要針對中類路段展開。對于優(yōu)良類路段，建議各道路根據(jù)實際情況決定是否進行該層次的評判，不提倡對差類路段進行本層次評價。

微觀層次的路面性能評價主要借助于室內(nèi)試驗，應先對路面材料進行性能檢測，然后基于各項檢測指標，對檢測路段的路面進行性能評價。

對于大修及改擴建道路工程，微觀性能指標評價為必測項目。對于日常養(yǎng)護，建議每年進行1次空隙率及瀝青膠結(jié)料的常規(guī)試驗檢測。至于瀝青混合料模量及瀝青膠結(jié)料的性能等級試驗，在道路通車運營后，建議每2年或3年檢測1次，以為今后的道路養(yǎng)護、大修及改擴建項目的決策積累歷史數(shù)據(jù)。檢測頻率為每km一個芯樣，取樣位于行車道上，需記錄所取芯樣的樁號、位置、高度、完整性及芯樣附近的病害情況，且應避免在病害處及病害附近取樣。

3結(jié)束語

本文對目前我國舊路面使用性能評價方法進行了分析，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)行規(guī)范對于舊路面使用性能評價存在諸多局限和漏洞，難以了解舊路面的真實使用狀況，無法科學客觀地對路面使用狀況進行評判，從而不能準確地指導舊路面養(yǎng)護維修設計，無法為制定科學合理的路面養(yǎng)護維修方案提供科學依據(jù)。本文提出的舊路面使用性能評價方法及流程，尤其是宏觀、中觀和微觀3層次調(diào)查法，對于舊路面使用性能評價及舊路面養(yǎng)護維修設計具有重要參考價值。

參 考 文 獻

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Analysis of Evaluation Methods for Usability and Technical Indices of Old Pavements

YANG Yidong

Abstract:This paper analyzes the existing problems in evaluation methods for usability of old pavements, and probes into the evaluation method system applicable to maintenance of our national expressways and usability of ole pavements in reconstruction and extension projects, including evaluation contents, evaluation methods and technical indices. The paper points out effective utilization of historical data shall be strengthened, single evaluation indices of main type diseases shall be increased, and pavement performance shall be evaluated in order in accordance with macro, intermediate and micro levels.

Keywords:road project; reconstruction and extension of old road; usability of pavement; evaluation method; technical index

文章編號：1009-6477(2016)02-0016-04

中圖分類號：U416.2

文獻標識碼：B

作者簡介：楊益東(1983-)，男，甘肅省天水市人，本科，工程師。

收稿日期：2015-11-12

基金項目：重慶市科技援疆項目(cstc2013yykfB0212)

DOI:10.13607/j.cnki.gljt.2016.02.004