瀝青路面現場車轍的精準化評價方法

徐曉波

（山西省交通建設工程質量檢測中心（有限公司） 太原市 030032）

2000年以來我國經濟快速發(fā)展，交通運輸事業(yè)也呈現出蓬勃發(fā)展之勢［1］。交通量發(fā)生井噴式增長，重載超載現象時有發(fā)生，加之夏季持續(xù)高溫的影響，我國很多高速公路和一級公路出現了不同程度的車轍損壞［2］。車轍問題會進一步帶來路面水損壞，導致交通事故頻發(fā)，而且車轍的養(yǎng)護維修非常困難［3］，因此車轍問題引起了道路研究人員的關注，如何正確評價車轍是車轍問題解決的先決條件。

我國《公路路基路面現場測試規(guī)程》中提出可以采用路面橫斷面儀、激光或超聲波車轍儀、橫斷面尺等測試方法獲得瀝青路面測試斷面上的車轍深度，由此可以得到該斷面的車轍橫斷面曲線和最大車轍深度［4-5］。但是我們在公路技術狀況評定過程中，只利用到了獲取的車轍深度的數據，車轍深度在橫斷面上的分布情況并沒有在公路技術狀況評定過程中考慮進去。路面損壞狀況指數PCI指標綜合考慮了瀝青路面各種損壞類型的損害面積，當然也考慮了車轍損害面積，但也只是粗略地將車轍深度乘以影響寬度（0.4m）換算成面積，這樣得到的損壞面積與實際損壞面積之間有較大的差異。同時，路面損壞狀況指數PCI是路面損壞狀況的綜合評價指標，車轍僅僅是其中一個影響因素，無法通過PCI數據單獨反應車轍的破損情況。

由此可見，我國采用車轍深度評價瀝青路面車轍情況存在其局限性，主要體現在兩個方面。一是僅僅采用車轍深度無法反應車轍深度在橫斷面上的分布情況，例如車轍深度小并不代表車轍損壞面積小，即使兩個路段的車轍深度相同，但是損壞面積很多情況下是不同的。二是車轍深度雖然能在一定程度上反應車轍病害的嚴重性，但是對于確定車轍病害影響范圍與修復工程量的指導意義不大。然而車轍變形面積不僅能夠更好地反應車轍病害的嚴重性，而且可以作為車轍深度指標的補充，確定車轍病害影響范圍與修復工程量，具有一定的工程意義。

1 現場車轍的精準化測試評價方法

我們在實踐中總結出了一種全新的瀝青路面現場車轍的精準化測試評價方法，它主要通過以下步驟實現。

1.1 現場車轍調查

車轍的現場測試按照我國《公路路基路面現場測試規(guī)程》要求的方法進行，選定評定路段、測試車轍深度、繪制車轍橫斷面圖?？梢赃x用的車轍深度的測試方法包括：激光或超聲波車轍儀、路面橫斷面儀、橫斷面尺［6-7］。

1.2 測定結果計算整理

（1）畫出每個車道的橫斷面圖及頂面基準線，按照1∶1比例繪圖。

（2）在橫截面圖上確定車轍深度D1及D2，精確至1mm，以其中最大值作為截面的最大車轍深度。

（3）計算各測定斷面最大車轍深度的平均值作為該評定段落的平均車轍深度。

（4）求取這些不規(guī)則的車轍凹陷區(qū)的橫截面面積，用1mm2的小方格組成的通透方格紙覆蓋在車轍橫斷面圖上，先數出位于圖形輪廓線內完整的格數和不完整的格數，規(guī)定不完整格統一以半格計算，那么總格數＝完整格數+不完整格數／2，圖形面積＝每小格的面積（1mm2）×總格數，近似地得出每個車道車轍凹陷區(qū)的車轍變形面積，假設整個路段分為n個測定斷面，則整個測試路段的車轍變形面積如式（1）所示。

（5）車轍修復工程量計算。

假設橫斷面（i≥1），面積為Ai，相鄰橫斷面為i+1，面積為Ai+1，他們之間的距離為Di+1，則相鄰橫斷面i和i+1之間的修復工程量如式（2）所示。

假設整個路段分為n個測定斷面，則整個測試路段的修復工程量如式（3）所示。

2 建立現場車轍精準化評價方法的意義

推薦采用車轍變形面積和車轍修復工程量作為車轍深度的補充來綜合評價瀝青路面車轍病害情況與規(guī)模，較以往單獨采用車轍深度評價瀝青路面車轍病害的方法具有顯著的先進性，主要體現在以下兩個方面：

（1）以往的瀝青路面車轍損害的評價指標為每個截面的最大車轍深度和評定路段的平均車轍深度。單獨采用車轍深度評價車轍病害的大小是不科學的。由于車轍變形是不規(guī)則的幾何圖形，在最大車轍深度相同的前提下，車轍變形面積不一定相同。提出的瀝青路面車轍損害的評價指標既包括每個斷面的最大車轍深度、評定路段的平均車轍深度，還包括每個橫斷面的車轍變形面積和評定路段的車轍變形面積，較以往的評價指標增加了車轍變形面積的評價。這種評價方法可以有效地避免單獨采用車轍深度評價造成的片面性。

（2）在獲取了每個橫斷面的車轍變形面積后，還可以計算得到評價路段的修復工程量，對于瀝青路面養(yǎng)護修復工程量預估具有重要意義。

3 應用實例

評定路段為某高速公路的一條行車道，行車道寬度為3.75m，評定范圍為K0+000～K1+000。測定的第一個斷面記為i＝0，測定斷面的間隔為50m，共計測定21個斷面，即n＝21。采用橫斷面尺的方法測試車轍深度，畫出每個車道的橫截面圖及頂面基準線，按照1∶1比例繪圖。在圖上確定車轍深度與車轍變形面積，最后求取評定路段車轍修復工程量。這里不將21個斷面的測定情況一一敘述了，僅就3個典型斷面進行詳述，分別為以下三個實例。

樁號K0+150處（i＝4）行車道的車轍橫斷面見圖1。圖1并沒有按照1∶1的比例繪制，主要是由于紙張規(guī)格的限制，僅僅是車轍橫斷面的示意圖。D1＝12.5mm，D2＝12.2mm，則該截面的最大車轍深度為d4＝12.5mm。通過數米格紙發(fā)現，總計16153個整格，8760個半格，車轍變形面積為A4＝20533mm2。

樁號K0+500處（i＝11）行車道的車轍橫斷面見圖2。圖2并沒有按照1∶1的比例繪制，主要是由于紙張規(guī)格的限制，僅僅是車轍橫斷面的示意圖。D1＝10.8mm，D2＝11.9mm，則該截面的最大車轍深度為d11＝11.9mm，通過數米格紙發(fā)現，總計16515個整格，12476個半格，車轍變形面積為A11＝22753mm2。

樁號K0+800處（i＝17）行車道的車轍橫斷面見圖3。圖3并沒有按照1∶1的比例繪制，主要是由于紙張規(guī)格的限制，僅僅是車轍橫斷面的示意圖。D＝9.8mm，則該截面的最大車轍深度為d17＝9.8mm。通過數米格紙發(fā)現，總計14875個整格，6966個半格，車轍變形面積為A17＝18358mm2。

其他斷面的評價采用同樣的方法，最終得到的該路段的車轍評價結果如表1所示。

表1 車轍評價結果

4 結論

（1）采用車轍變形面積和車轍修復工程量作為車轍深度的補充指標來綜合評價瀝青路面車轍病害情況與規(guī)模，并給出了相應的檢測評價實施方法步驟。

（2）采用方格法求取車道車轍凹陷區(qū)的車轍變形面積，如果整個路段分為n個測定斷面，則整個測試路段的車轍變形面積計算公式為式（1）。

（3）相鄰橫斷面i和i+1之間的修復工程量計算公式為式（2），如果整個路段分為n個測定斷面，則整個測試路段的修復工程量計算公式為式（3）。