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高速公路沥青路面性能评价

2012-03-23瞿鑫

城市建设理论研究 2012年4期
关键词:评价指标沥青路面

瞿鑫

摘要:通过对沥青路面的功能、结构和安全三方面的介绍,进一步认识沥青路面性能评价的常用指标、指标计算方法以及应考虑的问题;并提出了着重从指标本身进行研究来推动路面性能评价的结论。

关键词:沥青路面;评价指标; 路面使用性能

Abstract: based on the function of the asphalt pavement, the structure and the security of introduction, further understanding the asphalt pavement performance evaluation index, index of common calculation methods and problems to be considered for the; And put forward the emphatically from the index itself studied to promote the performance evaluation of the road of the conclusion.

Key words: the asphalt pavement; Evaluation index; Pavement performance

中图分类号:U416.217 文献标识码:A文章编号:

路面性能评价模块是根据收集的路面数据,判断目前路面状况是否满足交通要求,所得结果将作为采取养护或改建措施以及采取何种措施的依据。高速公路养护管理系统辅助决策的好坏,很大程度上取决于养护管理系统对路面性能的评价。

上世纪60年代初期,美国AASHO道路试验路的最重要的成果之一就是提出了道路使用性能的评价方法,建立了路面评价模型。这个模型的建立对世界各国路面管理技术的发展有着深远的影响。

1 路面服务性能指数PSI

路面的服务能力这一概念是在AASHO道路实验时,Carey和Irick首次提出来把服务能力作为路面设计的一个因素是AASHO设计方法的一个显著特点。

对于柔性路面,AASHO给出的方程为

(1)

式(1)中的系数和可用多元线性回归方法确定。

根据AASHO的74个柔性路段的试验!最终得出著名的柔性路面PSI方程式,即:

(2)

由式(2)可知,路面裂缝破损和车辙占很小比例,这两种因素的变化对PSI基本没有影响,而路面平整度对PSI有显著的影响。所以可认为ASSHO的PSI是道路使用者的评价模型。

上述通过PSI确定路面服务能力的方法现今仍具有重要的指导意义,但是PSI方程式本身均具有以下缺点:

(1)方程只是建立在道路试验评定组评价的基础上。

(2)方程不仅包括行驶性能,还包括表面损坏情况。

(3)道路试验中所用的断面仪今天已不再使用。

2分项的综合指标评价方法

对于路面使用性能,通常从行使质量、路面损坏状况、结构承载能力和安全性能这四个方面进行评价。

(1)路面行使质量评价

路面行驶质量同路面的不平整度、车辆的动态响应和人的感受能力三方面因素有关。因而,不同的乘客乘坐同一辆车行驶在同一个路段上,由于个人对行驶舒适性的要求不同,对该路段的行驶质量会作出不同的评价。从路面状况的角度,影响路面行驶质量的主要因素是路面平整度。在这方面,人们常用行驶质量指数RQI来评价。

由于评价带有个人主观性,为了避免随意性,乃提出了主客观相结合的评价方法。一方面邀请具有不同代表性的乘客,分别按各人的主观意见进行评分,而后汇总大家的评价,以平均评分值代表众人的评价。另一方面对各评价路段进行平整度量测,通过回归分析建立主观评分同客观量测结果的相关关系。由此建立的评价模型,便可用来对路面行驶质量进行较统一的评价。

整理各评分路段的主观评分和客观量测结果后,通过回归分析可建立线性或非线性的评价模型,如式(3):

RQI=11.5-0.75IRI(3)

式中RQI—行驶质量指数,数值范围为0~10,如出现负值,,则RQI取0,如计算结果大于10,则RQI值取10;IRI—国际平整度指数(m/km)

利用评价模型可以对路面行驶质量的好坏作出相对的评价。然而,还需要建立行驶质量的标准,以衡量该评价对使用性能最低要求的满足程度。行驶质量标准的制定,一方面依赖于乘客对行驶舒适性的要求,另一方面在很大程度上受经济因素的制约。表1为路面行使质量评定标准.

(2)路面结构损坏状况评定

路面结构的损坏状况,反映了路面结构在行车和自然因素作用下保持完整性或完好的程度。对路面损坏状况进行调查和评价的目的,是鉴别需要进行养护的路段和选择宜采取的措施。路面结构的损坏状况,需从三方面进行描述:损坏类型、损坏严重程度、出现损坏的范围或密度。

a)损坏类型:裂缝或断裂类,永久变形类,表面损坏类,接缝损坏类。

b)损坏分级:为区别同一種损坏对路面使用性能的不同影响程度,对各种损坏需按其影响的严重程度划分为几个等级以便于评价对使用性能的影响程度。

各种损坏出现的范围,对于沥青路面,通常按面积、长度或条数量测,除以被调查路段的面积或长度后,以损坏密度计(以%或∑条数/子路段长表示)。

c)损坏状况评价:通常采用的是扣分法,如式(4)。

(4)

式中PCI—路面状况指数;C—初始(无损坏时)评分值,百分制时一般用C=100;i,j—相应为损坏类型数(共n种)和严重程度等级数(共m级);—i种损坏、j级严重程度和k范围的扣分值;—多种损坏类型和严重程度时的权函数

PCI的数值范围为0-100,其值越大,表明路况越好。表2为路面损坏状况评价标准。

(3)路面结构承载能力的评定

路面结构承载能力是指路面在达到预定的损坏状况之前还能承受的行车荷载作用次数,或者还能使用的年数。路面结构承载能力的评价,就是确定其剩余寿命。剩余寿命越短,路面出现结构性损坏的程度越严重,剩余寿命为零的路面,必须采取加铺层措施。

不同路面结构具有不同的路表弯沉值。因而,不能单独从最大弯沉值大小来判断路面结构的剩余寿命。定义某种程度的损坏作为临界状态,相应于这种损坏状况的路面弯沉值,即为路面结构的极限承载力。为此,要判断现有路面结构的承载能力(剩余寿命),除了由测定得到代表弯沉值外,还需知道路面结构类型、路面损坏状况以及调查测定路面已承受的标准轴载作用次数。

利用沥青路面的弯沉值同标准轴载累计作用次数和路面损坏临界状态间的关系曲线,可按路段的代表弯沉值和路面已承受的标准轴载累计作用次数,确定现有路面结构的剩余寿命。沥青路面采用强度指数SSI作为评价指标:

SSI=路面设计弯沉值/路面代表弯沉值。

SSI=1,表明结构强度储备量为0。结构处于临界状态,剩余寿命不太长,路面已出现少量结构性损坏。

SSI<1,表明车辆荷载作用已超过路面的结构承载能力。路面结构已无力承担荷载作用,路况严重恶化,必须采取加铺或重建措施。

SSI>1,表明路面结构强度有储备量.路面结构有相当长的剩余寿命。路面出现的损坏多由环境因素或面层材料组合不当引起,养护对策主要针对非荷载因素损坏。表3为路面强度系数评价标准。

(4)路面安全性能的评价"

对于路面安全性能的评价一般只考虑抗滑能力。影响路面抗滑能力的因素包括:路面特性(粗构造、细构造)、油和水对路面的污染、车辆参数(主要是轮胎)和驾驶因素(行车速度)等。

路面的抗滑能力可采用摆式摩擦系数测定仪(摆式仪)或横向摩擦系数测定车(SCRIM)检测。对于高速公路宜采用横向摩擦系数测定车(RCRIM)测定。

3路面性能综合评价"

路面性能评价通常有两个主要目标:

(1)在网级系统中,进行项目和处治对策的选择;

(2)在项目级系统中,确定特定的养护维修需求。

对于路面综合指标,并没有一套简单的工程公式可以利用。一般根据主观经验方法或者社会科学技术来开发综合指标公式。综合指标需要考虑路面的各种单项性能并以加权组合的形式组合各种单项特性指标。

4 结论

(1)建立行驶质量和损伤评价模型,只能通过主观出发,存在片面性,因而模型具有条件性。

(2)研究各个评价指标各自的特点及其联系,对于路面工程得发展有一定得促进作用,因此,对于指标本身的研究已经渐渐成为路面评价得一个重要方向。

参考文献:

于致峰高速公路路面性能评价与路面养护维修决策分析[J] 河南科技,2006

房圆圆,马培建 沥青路面使用性能评价[J]青岛建筑工程学院学报 2005

3 潘玉利.路面管理系统原理[M].北京:人民交通出版社,1998.

4 曾胜.路面工程性能的综合评价方法[J].公路与汽运,2001(1).

5 王艳丽,王秉纲.高等级公路重庆交通学院学报,2000(4).

6李志刚,邓学钧,洪锋.高速公路沥青路面使用性能评价模型的探讨[J].公路交通科技,2000(5).

Performance Assessment of the haiway Asphalt Pavement

The performance assessment of asphalt pavement introduces the performance assessment index from three perspectives of the function,structure and safety of asphalt pavement, and give a conclusion thatthe study of index could promote performance assessment of the haiway asphalt pavement .

Key words:asphalt pavement, assessment index , performance assessment

注:文章內所有公式及图表请以PDF形式查看。

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