摘 要：社会国民经济发展的决定性因素之一就是交通运输，在交通基础设施建设的过程中，道路交通设施的维修养护管理已经成为了交通行业的重点工作。但是我国展开对道路进行养护的时间较晚，经验相对还有些匮乏，在各个方面还或多或少的存在一些问题，因此本文针对沥青路面的路用性能以及养护决策展开研究。阐述沥青路面的结构性病害类型、路用性能的评价体系和衰变规律，同时对养护决策展开研究。

关键词：沥青路面;衰变预测;养护维修;性能评价

中图分类号：U416.217;U418.6 文献标识码：A

0 引言

公路交通的快速建设为运输提供了保障，促进了社会和经济的发展。但公路运输需求的强劲增长也给公路建设与养护提出了新的要求，目前交通基础设施的养护维修管理已经成为了我国交通事业的重点。公路的养护维修时保持路况完好、到场道路寿命的根本条件。如果缺乏科学合理的维修养护，则会严重影响路况，降低交通通行效率。因此研究科学合理的公路养护维修问题，具有重要的经济意义和社会意义。

1 沥青路面结构性病害类型

1.1 沥青路面车辙病害

由于产生的原因不同，也就导致沥青路面上的车辙会划分为不同的类型，其中较为常见的包括结构性车辙，对该类车辙影响最大的就是车辆荷载作用，在荷载作用下，沥青的面层、垫层以及土基都会出现永久性的变形。所以该类的车辙也就会呈现出宽度大、两侧隆起、断面呈U型的特征。另外一种类型的车辙是由于高温的影响而使得沥青混合料的内部出现了剪切破坏，在经过反复荷载作用的积累使沥青路面形成了流动变形，故而将该种车辙称之为流动性车辙，这种类型的车辙主要出现于轮迹的下凹处。其三为磨耗性车辙，主要是由于车辆荷载以及自然环境的反复影响，表面的颗粒不断的脱落从而磨耗而形成的。第四种车辙形成的原因是沥青混合料的压实度不足，在高温作用下从而形成变形，这类车辙称之为压实性车辙。引起沥青路面出现车辙的原因众多，总体上可以划分为两类，一方面是内因，是由沥青混合料的抗剪强度所决定的，其中主要受到沥青的标号、感温性、粘结力、用量、级配等。而外因则是受到气候条件、交通条件、施工条件几方面的影响。

1.2 沥青路面水损害

沥青路面的水损害有两种表现形式，一种是自上而下的表層水破坏，另外一种则是自下而上的形式。其中以第一种自上而下的形式为主，由于降雨等原因而引起的降水在路面上形成积水之后，积水就会逐渐渗入至空隙之中，其中的一部分会发生滞留，长时间处于表面层和中面层之间，长时间的浸泡就会降低甚至丧失沥青集料之间的粘聚力。交通荷载的反复作用就会使得在空隙中产生动水压力和真空负压抽吸，使得集料进一步的损害。沥青混合料自身的性能、外界因素以及施工条件是导致沥青路面发生损害最主要的原因。沥青与矿料的粘结性越好，则两者之间就会产生更大的粘附力，所表现的水稳性也就会越好，水损毁也就会降低。气候和行车荷载作用则是影响水损害的主要外界原因。

1.3 沥青路面裂缝类病害

沥青路面的裂缝根据裂缝的走向大致可以划分为横裂、纵裂、龟裂以及块裂四种类型，其中影响沥青混合料最主要也是最根本的原因就是混合料的低温劲度。通常情况下稠度和温度的敏感性越低，裂缝也就会越少。施工过程的压实度以及地基处理程度也都会对裂缝的产生有直接的影响。

1.4 沥青路面其他病害

除此之外，沥青路面还存在沉陷、波浪、泛油、松散、麻面等病害，其重要产生的原因如图1所示。

2 沥青路面使用性能评价体系及影响因素

2.1 沥青路面使用性能评价体系研究

对沥青路面的评价可以分为两个方面，其一是对各个单项性能进行评价，其二则是对整个沥青路面的状况作出综合的评价。其中单项性能主要包括了路面破损状况、行驶质量、车辙、抗滑性能以及安全性能几个方面，沥青路面的路用性能评价体系图如图2所示，沥青路面使用性能的计算公式如表1所示。

各单项指标能够较好的对路面的某一性能做出评价，但是在路面养护管理中则需要对路面的综合性能进行评价后进行决策，而单一的指标则无法全面的反映路面的综合使用情况。因此需要对道路的综合性能进行评价。综合评价法首选需要以单项指标作为基础，但是不同的单项指标又会对综合性能产生不同的影响，因此在综合评价的模型中还应当确定出各个单项指标的权重。路面使用性能的综合评价公式可表示为：，其中指的是某分项指标在PQI计算中的权重。权重的确定主要可以分为两种，其一是根据专家经验而确定的主观赋权法，这种方法受到较大的人为主观因素影响;其二则为客观赋值法，主要是根据原始数据之间的关系通过数学理论来确定权重大小。

2.2 沥青路面使用性能影响因素

沥青路面的路用性能主要受到路面结构、环境特征、施工水平、交通荷载、养护水平几个方面的影响。其中造成性能衰减的内在因素是路面结构特征。交通荷载作为使用性能衰变的外在因素，对路面结构的承受能力会直接产生影响，重载交通越多，路面结构强度也就会衰减越快。环境因素包括气候和自然地理环境两个方面，气候因素主要包括了温度和湿度，温度能够影响路面材料的蠕变性能，湿度则表现为降水量方面。道路的养护水平能够对路面的使用寿命产生直接的影响，养护具体体现在养护的资金分配与管理以及养护的水平高低。而施工水平则主要表现在道路使用的初期，施工质量越好，则路面最早破坏的时间也就越晚。

3 路面使用性能衰变规律预测模型

沥青路面的路用性能衰变规律预测模型可以划分为确定型、概率型以及其他类型，各模型的特点如表2所示。根据实际的经验总结分析，路用性能的衰变过程可以划分为4种，分别为凸型曲线、凹型曲线、反S型曲线以及直线型曲线。四种类型的曲线代表的是四种模式，其共同点是路用性能均随着路龄和荷载作用而出现不同程度的下降，只是下降的过程有所不同，其中凸曲线所表示的是在道路运营的初期阶段，其路用性能相对较好，衰减的也较为缓慢，但是经过长期的综合作用，衰减速率呈现出骤降的趋势。凹型曲线在道路运营的初期就出现了不同程度的破坏，随着路面病害的加剧，相关的养护部门通过采取措施使得衰减速率逐渐降低。反S型曲线在运营初期的性能较好，但是在运营的过程中路用性能骤降，经过养护部门的措施，衰减速率有所降低。直线型曲线则表示路用性能在道路投入使用之后就呈现出均匀下降的状态。

4 沥青路面养护决策研究

进行养护决策其实就是要综合考虑到资金限制以及其他条件的约束，从而在众多的养护方案中选取最佳的养护措施，以达到最大效益目标的目的。养护方案的制定要考虑养护的需求、经济效益以及环境因素等。全寿命周期理论养护以新建公路或者大修后公路的设计寿命作为分析周期，以路面的使用性能作为指标，综合的分析在周期内采用不同的养护模式和方法对道路使用性能的变化。沥青路面在运营的过程中路用性能会逐渐衰减，当超过预定值，就要通过养护措施来改善路用性能。全寿命周期的分析需要综合考虑路用性能的预测、养护改善效果、费用与效果分析等方面。

路面养护的具体决策过程首先需要对路面的使用情况进行全面的调查，然后对所调查的数据进行统计分析，区分出预防性养护的措施以及路段范围;根据路用性能的历史数据，确定出不同养护措施下的路用性能预测模型;计算出全寿命周期內的养护维修效益以及各项成本，最后进行全寿命周期的效益费用分析，确定出最佳的养护方案。全寿命周期的费用主要包含了道路设计以及建成的费用、后期大修和改建费用、养护费用以及用户管理费用。

5 结语

综上，沥青路面的养护是目前交通基础行业的重点工作，文章对沥青路面的路用性能展开研究，首先介绍了沥青路面车辙、水损害、裂缝等结构性病害类型，分析了破损状况、平整度、车辙、抗滑性能以及结构性能几个方面的路面使用性能，以及路面结构、环境特征、施工水平、交通荷载以及养护水平几个方面对路用性能的影响;然后对路面使用性能衰变规律的预测模型展开研究，并分析了凸型曲线型、凹型曲线型、反S型曲线型以及直线型的衰变模型;最后基于全寿命周期理论对养护决策展开了阐述分析。

参考文献：

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作者简介：罗运辉（1986—），男，广东广州人，本科，路桥工程师，从事路桥养护设计工作。