公路水泥路面使用性能预测管理研究

杨晓刚 陈院佩

（宝丰县农村公路管理所，河南 宝丰 467400）

0 引言

随着经济的发展，我国公路网不断完善，公路工程开始将重点由建设向养护、改建和管理现有公路偏移。在已建公路中水泥混凝土路面占了很大一部分，但由于早期修建的旧水泥混凝土路面技术等级较低，在外界环境作用下加速了其破坏程度，一些新建的水泥混凝土路面也在未达到设计年限时出现了不同程度的破坏，加强水泥混凝土路面的养护和管理已经迫在眉睫。

在公路工程项目建设上我们应该改变理念，将运作方式从建设、维修或重建变成为建设、保护和维修，注重路面的保护措施，以积极主动的方式维护路面正常使用，延长其服务寿命，这样的保护途径能够使我们利用较少的资源，维持改善道路体系的整体质量。所以在加强路面管理工作，路面管理工作包括规划、设计、施工、养护、监测和评价、能够有效协调、控制和路面相关的各项工作，而路面管理系统则是综合使用技术、经济、社会和政治等各方面因素，促使路面管理趋于系统化和整体化。

1 水泥混凝土路面使用性能检测分析

1.1 水泥混凝土路面性能检测

要制定现有水泥混凝土路面保护策略，最重要的是对路面使用性能进行评价，确定水泥路面性能状况。根据《公路技术状况评定标准》（JTG H20-2007）的要求和规定，将公路技术状况分为优、良、中、次和差五个等级。评定等级根据PCI、PQI和SRI来确定，当大于90时为优，小于60时为差。

检测时执行的标准和依据有 《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）、《公路养护技术规范》（JTG H10-2009）、《公路养护安全作业规程》（JTG H30-2004）、《公路路基路面现场测试规程》（JTG E60-2008）、《公路技术状况评定标准》（JTGH20-2007）、《公路水泥混凝土路面养护技术规范》（JTJ 073.1-2001）等，另外还有其他地方标准，相关规定等。

1.2 水泥混凝土路面性能检测方法

采用路面综合检测系统对路面破损状况、平整度、构造深度、车辙深度以及路面尺寸等进行检测。公路技术状况指数MQI计算式为：

中的权重，可以根据实际情况取值。

路面使用性能指数PQI按照下式计算：

PQI=WPCIPCI+WRQIRQI+WRDIRDI+WSRISRI

式中 WPCI、WRQI、WRDI、WSRI分别为 PCI、RQI、RDI 和 SRI 在 PQI 中 的 权重值，取值时按照标准和实际情况确定。

路面破损由路面状况指数PCI来评价，是根据路面破损率计算得出，其取值范围为0-100，值越大，说明路面状况越好。

1.3 检测结果分析

水泥路面破坏一般有裂缝、破碎板、接缝料损坏、露骨、板角断裂、边角剥落等，其中较为常见的为裂缝和破碎板，这是因为我国公路建设一向重建设轻养护，路面没有进行较好的保护管理，在降雨和交通荷载影响下，水泥混凝土路面基层材料级配不合理时，雨水下渗，出现错台、板底脱空，进而出现路面开裂和破碎，并且早期的水泥混凝土路面不能满足日益增长的汽车荷载，导致路面破坏加速。

根据检测结果制定路面保护和管理方案，水泥混凝土的养护方案有小修保养既对水泥混凝土路面接缝和裂缝采用沥青浇灌。中修工程先凿除破碎板、断裂的面板和基层，重新铺筑新的基层和水泥混凝土面板，错台和局部麻面采用沥青修补。大修工程则是将旧水泥混凝土路面破碎，碾压后作为基层或垫层，在上面重新修筑新的沥青或者水泥混凝土路面。

2 水泥混凝土路面使用性能预测

2.1 路面使用性能影响因素分析

目前对路面使用性能的预测一般只选取了一两项影响因素建立预测模型，预测结果与实际相差较大。为了建立完善的预测模型，更加精确地预测路面使用性能，对影响路面使用性能影响因素分析具有重要意义。影响水泥混凝土路面使用性能的因素较多，主要分为内因和外因两个方面。内因主要是指路面结构本身性质对使用性能的影响，外因是指气候条件以及交通状况等外界环境对水泥混凝土路面使用性能的影响。

2.1.1 内部影响因素

影响水泥混凝土路面的内部因素主要有路面结构类型、路面材料特征、路面建成年份等。不同路面面层与基层的厚度、类型，表现出不同的路面结构承载能力与使用性能。路面材料特性不同对路面使用性能的影响较大，材料的承载能力是影响路面使用性能的主要内在因素。对于路面建成年份是指路面新建、改建或者最后一次修复时间。路面损坏情况与路面建成年份有直接的联系，随着建成年数的增加路面损坏程度逐渐增加。在进行路面使用性能预测时，路面建成年份对路面使用性能的影响不可忽视。

2.1.2 外部影响因素

影响路面使用性能的外部影响因素主要包括交通状况和气候条件等。交通状况对路面使用性能的影响主要指交通荷载、公路等级以及通行量对路面使用性能的影响。高等级公路通行量比低等级公路大，路面承受的标准轴载累计作用次数较高，路面使用性能下降较快。气候因素对路面使用性能的影响主要是指水与温度对路面和路基的影响，路面在温度变化较大的地区，易形成温缩裂缝；路面在降水量较大的地区，承载能力较低，易产生破坏。

2.2 路面使用性能预测

根据影响路面使用性能的影响因素确定预测指标，并进一步建立预测模型，依据预测模型评价路面使用性能。

路面使用性能评价指标分为单一指标和综合指标两类，根据不同的情况可以选取不同类型的预测指标。具体来说，如路面状况指数为综合路面使用性能指数，路面行驶质量指数为单个路面使用性能指标。实际中也可以用构成路面使用性能的某个元素或者路面在不同交通情况下应力应变的变化做为路面使用性能评价指标，如路面裂缝以及路面在不同荷载情况下应力应变等。

3 路面养护

水泥混凝土路面具有强度高，承载能力强，使用寿命长，造价低等优点，但是水泥混凝土路面一旦破坏很难进行修复，因此依据路面使用性能预测评价结果对水泥混凝土路面进行养护针对性地养护管理非常重要。

路面保护管理一般分为被动维修和主动养护两种。被动维修是公路管理部门对路面破损的部位进行检测分析，并组织人员进行维修。主动养护是在路面性能还处在较好状态或者路面出现破坏迹象时对路面进行养护，预防路面病害的产生，使路面保持良好的使用性能。主动养护以路面使用性能预测结果为参考，如规定路面使用性能指数达到低于某一值时进行路面养护，另外也可以通过比较养护前后路面使用性能评价指数来评价水泥混凝土路面养护效果。路面管理与养护对提高水泥混凝土路面使用性能，延长路面使用寿命具有不可估量的作用，另外依据路面使用性能评价结果针对性地进行水泥混凝土路面的养护，提高了养护效益。

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