瀝青砼路面使用性能評(píng)價(jià)及養(yǎng)護(hù)決策學(xué)習(xí)探究

陳惠玲

摘 要：瀝青砼路面使用狀況直接決定著路面的養(yǎng)護(hù)決策，在規(guī)范已有的評(píng)價(jià)指標(biāo)的基礎(chǔ)上建立了車(chē)轍的評(píng)價(jià)指標(biāo)及指標(biāo)建議值，提出了在高溫多雨地區(qū)路面綜合評(píng)價(jià)指數(shù)PQI模型各指標(biāo)權(quán)重的建議值，并采用決策樹(shù)模型建立了瀝青砼路面養(yǎng)護(hù)決策模型。

關(guān)鍵詞：瀝青砼路面;PQI模型;決策樹(shù)模型

中圖分類(lèi)號(hào)：U418.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

高速公路建成通車(chē)后，在交通荷載和自然因素的相互作用下，其路面使用性能有逐年下降的趨勢(shì)，當(dāng)這種趨勢(shì)達(dá)到一定的程度時(shí)將出現(xiàn)各種病害。對(duì)高速公路管理部門(mén)來(lái)說(shuō)，不單是要對(duì)局部出現(xiàn)病害的部位進(jìn)行及時(shí)維修，更重要的是如何根據(jù)路面的使用性能下降的趨勢(shì)有針對(duì)性地采取經(jīng)濟(jì)合理的養(yǎng)護(hù)策略。本文就此進(jìn)行初步的探討。

1 瀝青砼路面使用性能評(píng)價(jià)

高速公路瀝青混凝土路面的養(yǎng)護(hù)決策，在很大程度上取決于對(duì)瀝青砼路面使用性能的合理評(píng)價(jià)。對(duì)于瀝青砼路面使用性能，主要從路面的破損狀況、結(jié)構(gòu)承載力、行駛質(zhì)量、抗滑性能以及車(chē)轍狀況等方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1.1 路面破損狀況評(píng)價(jià)

通過(guò)路面破損狀況的調(diào)查全面掌握瀝青混凝土路面出現(xiàn)的病害情況，同時(shí)進(jìn)行量化。路面破損狀況采用路面綜合破損率DR進(jìn)行評(píng)價(jià)，以路面狀況指數(shù)PCI為評(píng)價(jià)指標(biāo)，即：PCI—100—15×DR^0.412對(duì)DR可按照《公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》（JTJ 073.2—2001）的相關(guān)要求進(jìn)行調(diào)查計(jì)算。一般說(shuō)來(lái)，PCI越大表明路面的路況越好。

1.2 瀝青砼路面結(jié)構(gòu)承載力評(píng)價(jià)

瀝青砼路面的承載力是指路面達(dá)到預(yù)定的損害狀況之前，還能承受行車(chē)荷載的作用次數(shù)或還能使用的年限。對(duì)瀝青砼路面承載力通常用彎沉來(lái)評(píng)價(jià)，以路面強(qiáng)度指數(shù)（SSI）來(lái)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，即：SSI=ld/lD式中：SSI為路面強(qiáng)度指數(shù);ld為瀝青混凝土路面設(shè)計(jì)彎沉值，0.1 mm;lD為檢測(cè)路段代表彎沉值，0.1 mm。檢測(cè)瀝青混凝土路面彎沉的主要儀器有貝克曼梁、自動(dòng)彎沉儀和落錘式彎沉儀（FWD）。對(duì)高速公路彎沉的檢測(cè)宜使用FWD，因?yàn)镕WD能較好地模擬行車(chē)荷載的作用，而且能夠快速、安全、準(zhǔn)確地采集所需的數(shù)據(jù)。

1.3 行駛質(zhì)量評(píng)價(jià)

對(duì)路面而言，行駛質(zhì)量是用縱向的平整度來(lái)評(píng)價(jià)的，其評(píng)價(jià)指標(biāo)為行駛質(zhì)量指數(shù)（RQI），即：RQI=11.5—0.75×IRI式中：RQI為行駛質(zhì)量指數(shù);IRI為國(guó)際平整度指數(shù)，m/km。對(duì)路面平整度進(jìn)行檢測(cè)的主要儀器有3 m直尺、連續(xù)式平整度儀、車(chē)載顛簸累積儀和激光平整度測(cè)試儀。對(duì)于高速公路瀝青混凝土路面平整度的檢測(cè)宜采用測(cè)試精度高、測(cè)試速度快的激光平整度測(cè)試儀。

1.4 抗滑性能評(píng)價(jià)

路面的抗滑能力直接影響高速行駛車(chē)輛的安全性，為了保證路面在濕潤(rùn)狀態(tài)下也能提供足夠的摩阻力，必須對(duì)瀝青砼路面的抗滑性能進(jìn)行檢測(cè)。瀝青砼路面的抗滑性能主要取決于路表面的宏觀(guān)構(gòu)造和微觀(guān)構(gòu)造。常用的測(cè)試方法有擺式儀法、SCRIM摩擦系數(shù)測(cè)定車(chē)法以及測(cè)試構(gòu)造深度的灌砂法。評(píng)價(jià)指標(biāo)主要有橫向力系數(shù)SFC、擺式儀擺值BPN和構(gòu)造深度TD。為了保證檢測(cè)數(shù)據(jù)的精度、檢測(cè)過(guò)程的安全以及減少對(duì)交通的干擾，對(duì)高速公路瀝青砼路面的抗滑性能宜采用以SFC為主、TD為輔的評(píng)價(jià)體系。

1.5 車(chē)轍評(píng)價(jià)

車(chē)轍是瀝青砼路面永久變形的累計(jì)。研究表明，當(dāng)車(chē)轍大于7.6 mm時(shí)汽車(chē)前輪轉(zhuǎn)向性能降低、車(chē)輛橫向顛簸，當(dāng)車(chē)轍大于15 mm時(shí)對(duì)行車(chē)安全性有顯著影響。許多國(guó)家在制訂養(yǎng)護(hù)策略時(shí)將車(chē)轍作為重要的控制指標(biāo)，在我國(guó)的《公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》（JTJ 073.2—2001）中也對(duì)車(chē)轍有一定的要求，但在規(guī)范中的路面綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)PQI中并沒(méi)有把車(chē)轍列入其中。為此，建立車(chē)轍指數(shù)RI，即：RI=RD/15式中：RI為車(chē)轍指數(shù);RD為某路段的平均車(chē)轍深度，mm。車(chē)轍的檢測(cè)儀器有橫斷面儀、橫斷面尺、路況自動(dòng)測(cè)定尺和激光斷面儀，對(duì)高速公路車(chē)轍的檢測(cè)宜采用檢測(cè)精度高、速度快的激光斷面儀。

2 養(yǎng)護(hù)決策模型

2.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)《公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》（JTJ 073.2—2001）中對(duì)高速公路瀝青砼路面性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定，建立車(chē)轍指數(shù)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 養(yǎng)護(hù)維修方法

2.2.1 一般性養(yǎng)護(hù)

對(duì)于各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的值都在優(yōu)，或各評(píng)價(jià)指標(biāo)大多在優(yōu)個(gè)別在良的高速公路，常采用一般性養(yǎng)護(hù)。一般性養(yǎng)護(hù)主要是對(duì)局部出現(xiàn)的小面積病害進(jìn)行維修，如對(duì)裂縫進(jìn)行灌縫、對(duì)小坑槽進(jìn)行修補(bǔ)、對(duì)局部的擁包進(jìn)行鏟除、對(duì)橋頭跳車(chē)部位進(jìn)行修補(bǔ)等。

2.2.2 預(yù)防性養(yǎng)護(hù)

各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的值都在良或個(gè)別指標(biāo)在中時(shí)（路面強(qiáng)度指數(shù)SSI最少為良），采用該法進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。常用預(yù)防性養(yǎng)護(hù)方法有稀漿封層、微表處、薄層（超薄層）罩面等。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)不但能顯著延長(zhǎng)高速公路瀝青混凝土路面的使用壽命，減少養(yǎng)護(hù)維修費(fèi)用，而且對(duì)維修期間正常交通的干擾相對(duì)較小，是一種非常值得推薦的養(yǎng)護(hù)維修方法。

2.2.3 中修

當(dāng)大多數(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)的值在中，個(gè)別指標(biāo)還處在次，而且路面強(qiáng)度下降較大時(shí)就要考慮對(duì)路面進(jìn)行中修。此時(shí)，路面基層的強(qiáng)度仍然能滿(mǎn)足通行需求，只是對(duì)面層中的某些層面進(jìn)行銑刨、補(bǔ)強(qiáng)。中修不但費(fèi)用較高，而且維修期間對(duì)交通的干擾也較大。

2.2.4 大修

大多數(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)的值在中以下，而且路面強(qiáng)度指數(shù)SSI處在次或差時(shí)就要考慮進(jìn)行大修。大修不但要對(duì)面層全部銑刨，而且對(duì)基層全部或者部分也要進(jìn)行銑刨翻新。大修不但耗資巨大、工作量大，而且維修期間對(duì)交通的干擾也較大。

2.3 養(yǎng)護(hù)決策模型

要決定采用何種養(yǎng)護(hù)維修方法，首先應(yīng)對(duì)路面性能檢測(cè)的結(jié)果進(jìn)行綜合判斷。綜合判斷可用路面綜合評(píng)價(jià)指數(shù)PQI作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，建立各種評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的權(quán)重關(guān)系，即：PQI===P1×PCI‘+P2×RQI’+P3×SSI+P4×SFC‘+P5×RI’式中：PCI‘、SSI’、RQI‘、SFC’和RI‘的賦值可參照《公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》（JTJ 073.2—2001）中表4.5.6—2.對(duì)于權(quán)重Pi（i=1，…，5）在規(guī)范中也同樣有要求，但高速公路都采用一種權(quán)重不能全面反映交通組成、氣候條件的差異，因此建議對(duì)于權(quán)重應(yīng)根據(jù)氣候分區(qū)進(jìn)行分別賦值。

3 主要結(jié)論

（1）檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確有效是養(yǎng)護(hù)決策的前提，這要求各養(yǎng)護(hù)管理單位定期對(duì)路面進(jìn)行系統(tǒng)檢測(cè)，及時(shí)跟蹤路面的使用狀況。

（2）在對(duì)高速公路瀝青砼路面進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)車(chē)轍也是一個(gè)重要的指標(biāo)，特別對(duì)南方高溫多雨地區(qū)應(yīng)作為一個(gè)基本參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)。

（3）在確定路面綜合評(píng)價(jià)指數(shù)PQI模型的權(quán)重時(shí)，要根據(jù)高速公路所在地區(qū)的交通狀況、氣候條件確定相應(yīng)的權(quán)重。