高速公路瀝青混凝土路面破損狀況評價新指標(biāo)的研究

劉憲明

摘要：以山東省多條高速公路瀝青混凝土路面的路況普查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，分析了目前我國高速公路瀝青混凝土路面破損狀況評價方法的諸多不足，提出了高速公路瀝青混凝土路面破損狀況的合理評價指標(biāo)，即路面路面裂縫率以及路面修補(bǔ)率。此外，運用探地雷達(dá)檢測以及現(xiàn)場取芯作為主要手段，驗證了新思路的可行性和適用性。

關(guān)鍵詞：瀝青混凝土路面；破損狀況；評價方法

中圖分類號：U416.217 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006—7973（2016）05-0060-02

目前，我國高速公路評價方法按照《公路技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》（ITC H20-2007）（以下簡稱《評定標(biāo)準(zhǔn)》）規(guī)定進(jìn)行評價，但是評價結(jié)果于實際路況差別較大。因此，提出了新的評價指標(biāo)，路面裂縫率及路面修補(bǔ)率。探討兩個評價指標(biāo)的可行性和合理性，對于高速公路的養(yǎng)護(hù)與管理具有十分重要的意義。

1.我國瀝青混凝土路面破損狀況評價存在的問題

1.1PCI值與路面實際狀況不相符

在路面性能評價指標(biāo)中，對行車的安全、舒適性以及路面使用壽命影響最大是路面狀況指數(shù)PCI。通過路面破損狀況的調(diào)查，不但可以反映路面的整體使用狀況，了解路面病害的主要類型及分布情況，而且可以初步分析路面病害的原因，乃至預(yù)測路面病害發(fā)展的規(guī)律等。如果依據(jù)現(xiàn)行《評定標(biāo)準(zhǔn)》中的評價標(biāo)準(zhǔn)，許多瀝青混凝土路面整體上都處于優(yōu)秀或良好狀態(tài)。按照《評定標(biāo)準(zhǔn)》要求，應(yīng)以日常養(yǎng)護(hù)為主，只需對局部破損進(jìn)行小修。然而，實際情況并非完全如此，許多通車多年的高速公路都已經(jīng)或即將面臨大、中修。

1.2PCI值的計算缺乏針對性

《評定標(biāo)準(zhǔn)》將瀝青混凝土路面破損分為11類21項，然而高速公路瀝青混凝土路面病害都是以某一種或某幾種破損類型為主，同時出現(xiàn)多種病害的情況可謂少之又少。因此，將針對一般公路特點的破損狀況分類和計算方法仍然沿用至高速公路顯然是不合理的。此外，南北迥異，更不能按照同一套分類標(biāo)準(zhǔn)和計算方法。

1.3PCI的等級評定缺少預(yù)見性

評價路面的破損狀況等級時僅靠當(dāng)年的PCI值來進(jìn)行判斷，而與歷史數(shù)據(jù)缺乏必要的聯(lián)系，這就無法預(yù)測路面使用性能的變化，也判斷不出各類破損發(fā)展的趨勢，往往導(dǎo)致養(yǎng)護(hù)措施缺乏針對性，使得對發(fā)展趨勢不明顯的病害投入了大量的資金，而該維修的病害卻沒有得到有效的控制。

2.瀝青混凝土路面破損狀況評價方法的新指標(biāo)

依照以往路面狀況調(diào)查的經(jīng)驗，對于高速公路瀝青混凝土路面而言，裂縫和修補(bǔ)為兩類最主要的破損類型，約占全部破損量的80%以上。因此，將路面狀況評價指標(biāo)分解成裂縫狀況和修補(bǔ)狀況兩個主要評價指標(biāo)。

2.1路面裂縫狀況評價

一般認(rèn)為，瀝青混凝土路面的裂縫破損面積除了能表征路面現(xiàn)有裂縫病害狀況，還能夠間接地反應(yīng)路面今后的破損趨勢。因此，對瀝青混凝土路面裂縫狀況的評價以裂縫率（C）作為主要指標(biāo)。對于塊狀或網(wǎng)狀裂縫直接測量其破損面積（m2），而對于橫向和縱向裂縫，測量實際長度后取其計算寬度為0.2m折算成面積，即如下式所示：

根據(jù)以上的分析，參考國內(nèi)外現(xiàn)有的一些研究成果，高速公路瀝青混凝土路面的修補(bǔ)狀況評價可參考以下標(biāo)準(zhǔn)。優(yōu)：裂縫率（%）≤1；良：1<裂縫率（%）≤5；中：5<裂縫率（%）≤15；次：15<裂縫率（%）≤30；差：裂縫率（%）>30。3路面破損狀況評價新指標(biāo)的可行性和適用性

從以上的分析我們知道，我國現(xiàn)行《評定標(biāo)準(zhǔn)》對瀝青混凝土路面的綜合評價只采用了一個PCI指標(biāo)，而這個指標(biāo)卻存在諸多不足。所以，我們可以采用路面裂縫率C4、修補(bǔ)率L等指標(biāo)來客觀地反映瀝青混凝土路面的某類病害的破損程度，使高速公路路面破損狀況的評價更加科學(xué)和適用。

3.1新的評價指標(biāo)在山東某高速公路上的應(yīng)用

例如，山東某高速公路上行行車道K0+000-K2+000段，根據(jù)《評定標(biāo)準(zhǔn)》中瀝青混凝土路面使用狀況的評價標(biāo)準(zhǔn)，對破損狀況做如下評價：K0-K1路段，PCI為84.08，評定等級為良；K1-K2路段，PCI為74.59，評定等級為中。

按照《評定標(biāo)準(zhǔn)》只能從整體上對此段進(jìn)行破損狀況評價，從PCI中無法得知哪一路段破損嚴(yán)重、以什么類型的破損為主以及發(fā)展趨勢。例如：對于KO-K1路段，按照《評定標(biāo)準(zhǔn)》評價等級為良，在表面上沒有嚴(yán)重的裂縫和車轍，卻有大量的修補(bǔ)區(qū)域。由于修補(bǔ)區(qū)域在破損中的比重偏小，在PCI中不能充分的顯示出來，并且此路段已經(jīng)到了大修的地步。所以說簡單的評價對指導(dǎo)日常的養(yǎng)護(hù)沒有實際意義。

現(xiàn)引入裂縫率、修補(bǔ)率來分別表征路面的裂縫狀況、路面修補(bǔ)狀況。按照這兩個指標(biāo)重新對次路段進(jìn)行路面破損狀況調(diào)查，統(tǒng)計結(jié)果如下：K0-K1路段，車轍平均深度12ram，裂縫率2.7%，修補(bǔ)率18.4%；K1-K2路段，車轍平均深度12mm，裂縫率2.8%，修補(bǔ)率16.8%。

根據(jù)裂縫率和修補(bǔ)率我們能更合理的對路段進(jìn)行綜合評價，掌握路段的破損程度以及發(fā)展趨勢，采取什么樣的養(yǎng)護(hù)手段，真正做到預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。

3.2探地雷達(dá)檢測驗證

現(xiàn)在我們?nèi)∩鲜雎范沃蠯0～K1做簡單表述。按照《評定標(biāo)準(zhǔn)》中對瀝青混凝土路面的評價標(biāo)準(zhǔn)，我們認(rèn)為此段PCI>80，只需進(jìn)行日常的小修保養(yǎng)，其實則不然。由于此路段產(chǎn)生的裂縫沒有及時修補(bǔ)，雨水從裂縫處進(jìn)入路基，雖然在后期進(jìn)行了灌縫處理，但是在車載作用下，路基承載能力已經(jīng)嚴(yán)重下降。日積月累，此段已經(jīng)到了大修的地步，然而在其表面只是大面積的修補(bǔ)，這樣只是治標(biāo)不治本?，F(xiàn)對此段進(jìn)行探地雷達(dá)檢測，對基層破損情況進(jìn)行評價，見下圖。

從雷達(dá)檢測的結(jié)果來看，K0～K1路段雖然表面上經(jīng)灌縫處理，但是下面層已經(jīng)離析、基層和底基層內(nèi)都有裂縫。按照《評定標(biāo)準(zhǔn)》中對瀝青混凝土路面的評價標(biāo)準(zhǔn)，此評價路段為良，與實際差距較大。如果按照新引進(jìn)的兩個評價指標(biāo)，則能很好的反映出此路段存在的問題，更好的對路段進(jìn)行綜合評價。

3.3現(xiàn)場取芯驗證

現(xiàn)通過現(xiàn)場取芯進(jìn)行驗證，取芯位置K0+586.6。從現(xiàn)場取芯的結(jié)果明顯可以看出，芯樣破碎，面層、基層都出現(xiàn)了裂縫，芯樣帶有大量泥漿。這與裂縫率、修補(bǔ)率評價的結(jié)果正好對應(yīng)，可見此兩項評價指標(biāo)的可行性和適用性。

用裂縫率和修補(bǔ)率來表征路面破損狀況的兩個指標(biāo)，即路面裂縫狀況、路面修補(bǔ)狀況，可以更科學(xué)更適用地對路面破損狀況進(jìn)行評價，從而發(fā)現(xiàn)路面破損的原因、程度以及今后發(fā)展的趨勢。這兩個指標(biāo)更清晰、更合理的反映出路段內(nèi)單項以及整體性能情況，為合理地制定養(yǎng)護(hù)方案提供科學(xué)的、適用的數(shù)據(jù)支持，真正做到預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的目的。

4.結(jié)論

（1）以山東省某條高速公路瀝青混凝土路面普查的數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，分析了目前我國高速公路瀝青混凝土路面破損狀況評價方法的諸多不足，單一的PCI指標(biāo)往往無法反映路面病害的主要類型、嚴(yán)重程度、及其發(fā)展趨勢，其結(jié)果會導(dǎo)致路面養(yǎng)護(hù)時機(jī)的延誤或制定養(yǎng)護(hù)對策的偏差。

（2）針對目前我國高速公路評價方法的現(xiàn)狀，提出了將路面破損狀況評價指標(biāo)分解成路面裂縫狀況、路面修補(bǔ)狀況兩個指標(biāo)，并分別用路面裂縫率和修補(bǔ)率來表征。

（3）由于交通量的不同，不同車道的破損程度也不一樣。所以要對每個車道的破損狀況分別進(jìn)行評價。

（4）通過探地雷達(dá)檢測、現(xiàn)場取芯等手段進(jìn)行了驗證，兩個新的評價指標(biāo)能與實際的情況更好的吻合，從而驗證了評價指標(biāo)的合理性。

（5）路面裂縫率和修補(bǔ)率的提出，提高了路面破損狀況評價方法的可行性和適用性。