高速公路瀝青路面使用性能評(píng)價(jià)
摘 要：瀝青路面具有多方面的使用性能，每一個(gè)性能可由一個(gè)或多個(gè)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，瀝青路面的性能評(píng)價(jià)指標(biāo)就是按照一定的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)這些性能進(jìn)行全面而合理的檢評(píng)。文章對(duì)比分析了我國(guó)現(xiàn)行的瀝青路面使用性能評(píng)價(jià)指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合目前我國(guó)高速公路瀝青路面的現(xiàn)狀，提出了基于預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的瀝青路面使用性能評(píng)價(jià)指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)。
關(guān)鍵詞：評(píng)價(jià)指標(biāo);路面養(yǎng)護(hù);評(píng)價(jià)方法;瀝青路面
引言
我國(guó)《公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》(JTG H20-2007)根據(jù)目前我國(guó)瀝青路面的實(shí)際情況建立了瀝青路面性能的評(píng)價(jià)體系。其中評(píng)價(jià)內(nèi)容包括路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、路面狀況、行駛質(zhì)量、車轍和抗滑性能五個(gè)方面，路面性能的綜合評(píng)價(jià)采用路面使用性能PQI進(jìn)行評(píng)價(jià)[1]。文章對(duì)這些性能的具體要求和計(jì)算公式作具體講述，再結(jié)合目前我國(guó)高速公路瀝青路面的現(xiàn)狀，提出了基于預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的瀝青路面使用性能評(píng)價(jià)指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)。
一、我國(guó)瀝青路面使用性能評(píng)價(jià)指標(biāo)方法
1.1 路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度評(píng)價(jià)
瀝青路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度用結(jié)構(gòu)強(qiáng)度指數(shù)PSSI作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，PSSI主要受SSI的影響。PSSI的計(jì)算公式如下：
路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度指數(shù)(PSSI)，按式(1)計(jì)算。
1.2 路面破損評(píng)價(jià)
瀝青路面的表面損壞程度以路面狀況指數(shù)PCI作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，通過(guò)計(jì)算瀝青路面的破損率就可以進(jìn)一步求出PCI。PCI的計(jì)算公式為：
1.3 路面行駛質(zhì)量評(píng)價(jià)
瀝青路面的行駛質(zhì)量可以用行駛質(zhì)量指數(shù)RQI或者國(guó)際平整度指數(shù)IRI進(jìn)行評(píng)價(jià)。我國(guó)《公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》(JTG H20-2007)規(guī)定用RQI評(píng)價(jià)行駛質(zhì)量，其計(jì)算公式如下：
路面行駛質(zhì)量指數(shù)(RQI)，按式(5)計(jì)算。
1.4 車轍評(píng)價(jià)
一般用車轍深度指數(shù)RDI作為路面車轍的評(píng)價(jià)指標(biāo)，RDI的計(jì)算公式如下：
RDI=100-2RD (RD≤20mm)60-4×(RD-20) (20mm35mm)(6)
其中：RD為車轍深度，mm。
1.5 抗滑性能評(píng)價(jià)
瀝青路面的抗滑性能用SRI作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，SRI可以用橫向力系數(shù)SFC或者擺式儀BPN進(jìn)行表示，實(shí)際中常用SFC表示，SRI的計(jì)算公式如下：
二、我國(guó)瀝青路面使用性能指標(biāo)評(píng)價(jià)方法分析
隨著瀝青路面在我國(guó)的大規(guī)模應(yīng)用和路面檢測(cè)技術(shù)不斷發(fā)展，瀝青路面使用性能評(píng)價(jià)研究工作也逐漸深入。目前，我國(guó)瀝青路面性能評(píng)價(jià)規(guī)范主要有《公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》
2.1 《公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》分析
《公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》(JTJ073.2-2001)中對(duì)瀝青路面使用性能評(píng)價(jià)的內(nèi)容主要包括四個(gè)方面，即：功能性能、結(jié)構(gòu)性能、承載性能和安全性能[2]。
各指標(biāo)計(jì)算公式如下：
RQI=11.5-0.75IRI，其值范圍為0～10;
PCI=100-15CR0.412，其值范圍為0～100;
SSI=路面設(shè)計(jì)彎沉值/路段代表彎沉值，其數(shù)值范圍為0.1～1.5;
抗滑性能一般采用橫向力系數(shù)SFC作為指標(biāo)，其取值范圍為0～75。
以上四個(gè)指標(biāo)為分項(xiàng)指標(biāo)。
《公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》以養(yǎng)護(hù)質(zhì)量指數(shù)PQI作為路面的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)。PQI的值即是將上述四個(gè)分項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)分別乘以相應(yīng)的權(quán)重后累加求和得到，其取值范圍為0～100。各分項(xiàng)指標(biāo)和綜合指標(biāo)的評(píng)價(jià)又都劃分為優(yōu)、良、中、次、差五個(gè)等級(jí)[2]。
2.2 《公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》分析
《公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》(JTG H20-2007)對(duì)高速公路瀝青路面技術(shù)狀況的檢測(cè)、評(píng)定、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及各指標(biāo)計(jì)算方法等作出了規(guī)定。
瀝青路面的使用性能的四個(gè)單項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的計(jì)算式分別為：路面損壞PCI、平整度RQI、路面車轍RDI、抗滑性能SRI為分項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)，PQI為綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)，它們的取值范圍都是0～100。
對(duì)于路面狀況的影響程度把路面質(zhì)量指數(shù)PQI及各個(gè)分項(xiàng)指標(biāo)分為優(yōu)(90～100)、良(80～90)、中(70～80)、次(60～70)、差(<60)[3]。隨著公路檢測(cè)技術(shù)和預(yù)防性養(yǎng)護(hù)理念的不斷發(fā)展，為了充分體現(xiàn)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的特點(diǎn)，更好的發(fā)揮預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的作用，有必要對(duì)瀝青路面使用性能評(píng)價(jià)方法和標(biāo)準(zhǔn)做出適當(dāng)修正。
三、基于預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的瀝青路面使用性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
目前國(guó)內(nèi)外常用的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施，都無(wú)法顯著提高原有瀝青路面的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，并且當(dāng)路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不能滿足要求，只能通過(guò)矯正性養(yǎng)護(hù)措施對(duì)路面進(jìn)行維修。行駛質(zhì)量也可以作為瀝青路面使用性能評(píng)價(jià)的控制指標(biāo)。
文章在對(duì)國(guó)內(nèi)外路面性能指標(biāo)評(píng)價(jià)規(guī)范和相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，對(duì)瀝青路面使用性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中的評(píng)價(jià)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行研究，最終提出體系中各性能指標(biāo)的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)。
3.1 控制指標(biāo)
基于預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的瀝青路面使用性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的控制指標(biāo)包括路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和行駛質(zhì)量。只有當(dāng)控制指標(biāo)滿足要求時(shí)，才可以采用預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施對(duì)路面進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，當(dāng)控制指標(biāo)不滿足要求時(shí)，應(yīng)采取其它方式進(jìn)行維修。
(1)路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度
根據(jù)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的定義，預(yù)防性養(yǎng)護(hù)僅適用于路面出現(xiàn)裂縫、輕微車轍、松散(老化)、抗滑性能低下等表面功能性病害。因此當(dāng)路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低下，出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性病害后，不適于進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度良好是進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的前提條件，只有路面的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度系數(shù)PSSI滿足評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，才能進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，否則應(yīng)采用其它的維修方式。
(2)路面行駛質(zhì)量
路面行駛質(zhì)量是否滿足要求是進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的前提條件，其主要與平整度有關(guān)。并且預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施只對(duì)路面表面病害具有一定處治效果，不能大幅提高路面的行駛質(zhì)量。
采用行駛質(zhì)量指數(shù)RQI來(lái)評(píng)價(jià)路面行駛質(zhì)量。我國(guó)現(xiàn)行交通部頒布的《公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》(JTJ073-2007)中規(guī)定的對(duì)高速公路、一級(jí)公路行駛質(zhì)量分為優(yōu)、良、中、次、差五個(gè)質(zhì)量等級(jí)，參照規(guī)定，路面行駛質(zhì)量指標(biāo)采用路面行駛質(zhì)量指數(shù)RQI進(jìn)行表示，當(dāng)國(guó)際平整度指數(shù)IRI大于2.9，即路面行駛質(zhì)量指數(shù)RQI大于85時(shí)，才可以進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。
3.2 觸發(fā)指標(biāo)
瀝青路面使用性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的觸發(fā)指標(biāo)包括車轍深度、裂縫率、路面損壞和抗滑性能四個(gè)指標(biāo)，當(dāng)控制指標(biāo)滿足要求的前提下，四個(gè)指標(biāo)中的任一指標(biāo)達(dá)到預(yù)防性養(yǎng)護(hù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的要求時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。
(1)車轍深度
《公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》將車轍評(píng)價(jià)計(jì)入路面損壞，即不管深度如何，均以長(zhǎng)度乘以0.4計(jì)入路面損壞面積，可以將車轍深度作為一個(gè)瀝青路面使用性能評(píng)價(jià)指標(biāo)。
《公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》(JTG H20-2007)規(guī)定，輪跡處深度大于10mm的縱向帶狀凹槽才稱為車轍;車轍深度在10～15mm之間為輕度車轍，車轍深度大于15mm為重度車轍�？梢詫④囖H深度RD作為車轍評(píng)價(jià)指標(biāo)，以15mm作為預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的觸發(fā)值，即當(dāng)車轍深度大于15mm時(shí)應(yīng)進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)[4]。
(2)裂縫率
瀝青路面早期極易出現(xiàn)裂縫，一旦出現(xiàn)裂縫，它會(huì)逐漸擴(kuò)展，由微小的短裂縫發(fā)展成寬度較大的長(zhǎng)裂縫，甚至局部還會(huì)出現(xiàn)龜裂。對(duì)于路面整體而言，裂縫發(fā)展的密度也就是裂縫率可以更加直觀的顯示裂縫的發(fā)展情況，更加凸顯了裂縫對(duì)路面早期性能的影響。因此，將裂縫率即瀝青路面縱向裂縫、橫裂縫的面積(裂縫長(zhǎng)度×0.2m)與龜裂面積之和占所調(diào)查路面面積的百分比，作為瀝青路面性能評(píng)價(jià)的觸發(fā)指標(biāo)。
(3)路面損壞
路面損壞就是指發(fā)生在道路表面的松散、坑槽、麻面、貧油和路面修補(bǔ)不良等非結(jié)構(gòu)性病害(不包括縱縫、橫縫和網(wǎng)裂)。目前，我國(guó)許多高速公路通車后短時(shí)間內(nèi)會(huì)發(fā)生不同程度的路面損壞。施工質(zhì)量控制不嚴(yán)是造成路面損壞的原因主要，另外養(yǎng)護(hù)不及時(shí)也會(huì)進(jìn)一步使得路面損壞程度惡化。介于此，必須準(zhǔn)確調(diào)查路面損壞，針對(duì)損壞及時(shí)采取適當(dāng)?shù)念A(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施。
《高速公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)與應(yīng)用》中結(jié)合我國(guó)實(shí)際情況，確定了CR′(除裂縫和車轍的破損面積)的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)區(qū)間為0.056%～0.525%[5]。
文章以路面損壞率作為路面損壞的評(píng)價(jià)指標(biāo)，將0.06%確定為預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的觸發(fā)指標(biāo)值，即當(dāng)路面損壞率大于0.06%時(shí)應(yīng)進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。
(4)抗滑性能
隨著瀝青老化和行車荷載的反復(fù)作用，路表集料表面的瀝青膜逐漸脫落、散失，暴露的集料在車輛輪胎的長(zhǎng)期摩擦作用下逐漸失去棱角，造成瀝青路面抗滑能力下降。
我國(guó)《公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》(JTG H20-2007)規(guī)定路面抗滑性能用路面抗滑性能指數(shù)SRI評(píng)價(jià)，SRI可以分為優(yōu)良中次差五個(gè)質(zhì)量等級(jí)。各評(píng)定等級(jí)對(duì)應(yīng)的抗滑性能指數(shù)如表3.4所示，當(dāng)抗滑性能指數(shù)評(píng)定值小于80，路面橫向力系數(shù)小于40，質(zhì)量等級(jí)評(píng)定為中及中以下時(shí)，應(yīng)對(duì)路面進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。
四、結(jié)論
文章對(duì)比分析了我國(guó)現(xiàn)行的瀝青路面使用性能評(píng)價(jià)指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而指出了其在瀝青路面早期性能評(píng)價(jià)中的不足，而后在參考我國(guó)國(guó)瀝青路面使用評(píng)價(jià)體系的基礎(chǔ)上，結(jié)合目前我國(guó)高速公路瀝青路面的現(xiàn)狀，提出了基于預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的瀝青路面使用性能評(píng)價(jià)指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)，以期能夠我國(guó)高速公路瀝青路面的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)工作。
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