沥青路面损坏类型合理分类研究

2019-04-10梁斌

山西交通科技 2019年1期

梁斌

（山西省交通科学研究院，山西太原 030006）

现代交通对路面的功能需求不仅是为行驶车辆提供支撑结构，还要求符合公路建设及其交通运输发展的可持续性，即所谓的绿色（或智能）路面要求。具体地说，路面的基本功能是要确保路面寿命周期费用包括施工、养护维修和大修等费用合理，使得车辆行驶时安全、迅速、经济、舒适和环保等效益最大。而路面使用性能不仅直接影响路面的安全、迅速、经济、舒适和环保服务水平或能力，还直接影响路面的养护、维修、大修和翻修计划和方案，尤其是路面预防性养护的措施和方法。因此，如何选择适当的指标即路面损坏类型，以便合理、准确地评价沥青路面使用性能的好坏就显得非常重要。

1 沥青路面使用性能的影响因素

沥青路面损坏是指在轮载、温度、水和材料老化之中的某一因素或多个因素综合作用下，路面出现结构或功能上的缺陷或出现缺陷即将发生的迹象。当然，施工质量问题也将造成路面的损坏，尤其是路面早期损坏。路面的安全、迅速、经济、舒适和环保性能不属于纯科学范畴，不仅和路面有关，还和用户（人和车辆）及周围环境相关，这就决定了路面使用性能的评价不是纯科学的问题，也和路面本身、用户和周围环境息息相关。例如，路面抗滑性能虽然对交通事故有不良影响，但交通事故的主要原因是人的因素；又如路面平整度影响行驶舒适，但行驶舒适又和人的特征和车辆性能有关；再如沥青路面和水泥混凝土的结构和刚度不同，即使平整度相同，其行驶舒适性可能不同。诸如此类，使得路面使用性能的衡量和评价比较复杂并且答案可能不是唯一的。迄今，衡量路况好坏即服务水平的路面物理特征基本上被简化为以下3 类：

a）路面损坏，不仅影响路面平整度、抗滑能力或结构承载能力，还影响路面养护维修措施，并影响路面损坏速度和服务寿命。

b）路面抗滑能力，不仅影响行车尤其是潮湿路面上的行车安全，还影响路面养护维修措施，通常用摩擦系数来衡量。

c）路面平整度，直接影响行车舒适性、用户费用及其路面养护维修，一般用国际平整度指数IRI 来衡量。

路面损坏、抗滑能力和平整度不仅相互影响，还可能和路面结构相互影响。

2 国内外沥青路面损坏类型对比分析

本文主要针对我国《公路技术状况评定标准》（JTG H20—2007）、美国联邦公路局（FHWA）、伊利诺伊州和SHRP2 所考虑的沥青路面损坏类型进行对比分析，之所以选择这几个国家，主要原因是《公路技术状况评定标准》是我国目前公路路面损坏类型和评定的唯一技术依据，已在我国各省市自治区推广应用；美国FHWA 对路况数据尤其重视，花费了巨大资源对其进行研究和验证；伊利诺伊（纬度：36°58′～42°30′）的纬度和笔者所在省份（山西）的纬度（34°34′～40°43′）相近，而纬度是造成各地气候不同的主要原因，纬度不同，太阳照射的角度不同，气温高低不同；SHRP2 是指美国公路战略研究计划二期，代表了美国最新的公路交通运输的研究成果，尤其是对重交通路面养护的研究，反映了美国各州路面养护重点的转移。

国内外沥青路面主要损坏类型的对比分析情况见表1。

表1 国内外沥青路面主要损坏类型

3 推荐的沥青路面损坏类型

沥青路面损坏类型的分类不仅要全面反映路面的损坏，还要确实反映路面的主要问题并且实际应用方便。本文根据我国客观条件，充分吸收了国外的最新研究成果及其成功经验，并结合路面养护维修的需求和发展，对沥青路面损坏类型进行了合理分类。

从表1 可以看出，相较于美国沥青路面的损坏类型，我国《公路技术状况评定标准》未考虑边缘裂缝、反射裂缝、滑移裂缝、粒料磨光和粒料离析。其中，边缘裂缝主要发生在低等级公路土路肩上，本文认为可不单独区分边缘裂缝；反射裂缝在半刚性基层沥青路面或者复合式路面中非常普遍，且具有区别于普通横向裂缝的自身特性，应单独区分反射裂缝；由于滑移裂缝主要发生在交叉口，建议暂不考虑；由于粒料磨光已反映在路表抗滑上，不需单独考虑粒料磨光；对于粒料离析来说，其后果主要表现为路面松散，也不需专门考虑。

特别需要指出的是，我国《公路技术状况评定标准》没有明确区分功能性和结构性损坏，这在一定程度上限制了现行的《公路技术状况评定标准》对路面养护决策工作的实际指导作用。当所发生的缺陷影响路面承受荷载的能力时，这种损坏被称之为结构性损坏，如龟裂；当出现的缺陷只影响路面功能包括行车舒适性、抗滑性能和噪音水平时，这种损坏被称之为功能性损坏，如波浪拥包等。当路面功能性损坏程度严重时，就可能导致路面结构性损坏；而当路面结构性损坏严重时，也必将影响路面功能。本文认为，区分路面结构性损坏和功能性损坏，不仅有利于确定损坏的机理和原因，更有助于确定路面养护维修措施和方法。路况评定的目的是为了制订养护维修计划和选择合理的修复措施和方法，美国不少州如伊利诺伊、马里兰等在路况调查评定时，均要区分结构性和功能性损坏。

综上，本文推荐了沥青路面应考虑的主要损坏类型，详见表2。