旧路面使用性能评价方法及技术指标分析

杨益东

(中铁十一局集团第五工程有限公司， 重庆　400037)



旧路面使用性能评价方法及技术指标分析

杨益东

(中铁十一局集团第五工程有限公司， 重庆400037)

摘要：对目前我国旧路面使用性能评价方法存在的问题进行分析，探讨适合于我国高速公路养护及改扩建工程的旧路面使用性能评价方法体系，其包括评价内容、评价方法及技术指标，指出应加强历史资料的有效利用，增加主要类型病害的单项评价指标，并按照宏观、中观和微观3个层面依次对路面性能进行评价。

关键词：道路工程；旧路改扩建；路面使用性能；评价方法；技术指标

1我国旧路面使用性能评价存在的问题

国内高速公路路面评价模型主要采用养护工程路况评价模型。目前国内高速公路扩建刚刚起步，故针对高速公路扩建工程的路面评价模型还较为欠缺[1-5]。沪宁高速公路在改扩建时，由于充分利用老路并且对老路路面病害需进行彻底处理，因此在改扩建过程中，如何对旧路路面进行科学合理的评价就显得至关重要[6-8]。

鉴于目前国内缺乏高速公路扩建工程路面评价模型[9]，沪宁高速公路改扩建时提出了一个评价指标RCQI，以对老路路面进行评判。该指标针对扩建工程路面评价的目的和要求，将养护工程路况评价中的路面功能性参数予以舍弃，并同时将病害频率引入评价体系中，从而使道路扩建的评价体系更具有针对性，且也更加合理。实际使用过程中，该评价体系对路况评价仍存在一些不足，突出表现为如下2点：一是在引进病害频率指标时舍弃掉了病害的面积指标；二是该指标体系仍未能摆脱养护工程路况评价的框架范围，仍是针对路况进行评价，未能对老路路面性能进行完全评价，评价指标和范围有待完善。在沪宁高速公路扩建过程中，对老路的利用与保留最终依托于专家打分法，采用6方评判方法来确定是否对老路进行利用。专家打分法主观性很强，应用过程中参与人员的主观意识对结果的影响较大，有一定局限性。

由以上分析可以看出，当前我国高速公路路况评价主要存在以下几方面问题。

1) 缺乏对历史资料的有效应用。

历年的运营和养护资料包含了丰富的路况信息，是了解改扩建工程病害特征，尤其是病害发展规律及路面性能变化规律的重要参考信息。以往在以高速公路养护为目的的路况评价体系中，多采用了一个时间点上的指标和参数，没有对包含时间序列的历史数据进行有效分析和利用。道路改扩建时其往往已经历了多年的运营和养护，其历年病害调查、检测、养护和维修资料对改扩建工程决策至关重要，而目前现有路况评价方法缺乏对以往资料的有效利用。

2) 缺乏对主要病害类型的单项评价。

由沪宁高速公路历年养护资料、国内高速公路病害调研及现场病害调查资料可知，我国高速公路往往存在1～3种主要的全局性病害类型，正是这些主要病害，对整条道路路况和使用质量造成了严重及决定性的影响，也是道路养护及改扩建工程所要面对和处理的关键问题，而我国现有评价方法并没有将这些主要病害突出地体现出来。

以路面综合破损率作为评价路面破损状况的指标过于笼统，对国内高速公路常见病害缺乏针对性，不能反映我国高速公路的主要病害类型及特点。对于道路养护及改扩建工程中老路维修及处理方案而言，缺乏单项主要病害的评价指标及评判参数，不利于道路养护和改扩建工程决策。

路面破损状况评价由总体指标的单一控制改为总体指标和单项指标的双指标控制更加实用及合理。笔者结合沪宁高速公路扩建工程，在该方面进行了积极探索，其研究成果为进一步深入研究我国高速公路路况评价体系提供了良好的经验。

3) 缺乏材料参数方面信息。

路面材料性能及其变化与路面病害的出现和路面使用状况具有密切关系，也可以说，材料的性能及其变化对路面的使用质量有重要影响。因此，对路面材料的性能及其变化规律进行分析与研究，便可以充分了解路面使用性能状况。以往评价体系皆过分侧重于路况调查和对整体强度的检测，而忽视了材料参数这一重要的评价指标及其所蕴含的丰富信息。对于改扩建工程而言，材料指标应作为老路面取舍的一个重要评判参数，但迄今为止，在国内所有路况评价方法和评价体系中，该指标皆未得到有效体现。

4) 缺乏适合扩建工程的总体评价体系。

现有路况评价方法及体系主要针对道路养护，而与养护工程相比，扩建工程对老路路况评价的目的和方法等皆存在显著差异，这些差异主要表现在以下3个方面。

(1) 目的不同。道路养护评价目的是通过对现有路况评判，为养护时机、养护措施的确定提供参考依据，而道路改扩建评价目的则是为老路路面取舍提供决策依据，二者目的存在明显不同。

(2) 对老路面的处治方法不同。对现有路况进行评价后，对于道路养护，通常是根据路况现状采取针对性的养护措施。例如，对裂缝较严重的路段进行清缝、灌缝，对道路抗滑能力不足路段进行加铺路表抗滑层等，以期恢复和提高路用性能，全面提高道路的使用质量和服务水平。而对于改扩建工程，则主要针对不同路况，采用铣刨、局部维修或保留等方式对老路面予以取舍。

(3) 调查方法及内容不同。道路养护以恢复和提高路面使用质量为目的，平整度及抗滑能力作为影响道路行车安全及使用质量的主要性能，是道路路况调查的主要因素，在路况调查中处于重要地位。道路改扩建工程由于改扩建前老路面层尤其是老路上面层一般不直接作为扩建后的上面层，故对老路的平整度及抗滑能力这2项指标的调查并无实际意义；而在道路养护路况调查中，这2项指标必不可少。

正是由于上述差异，导致以养护工程为目的的现有路况评价方法及评价体系难以完全适用于改扩建工程。因此，建立一套适合高速公路改扩建工程的路况评价方法和体系，对于高速公路改扩建工程至关重要。

2老路面评价内容、方法及指标

2.1老路面评价建议

结合老路病害调查及以上分析，对于道路路况评价方法提出如下建议。

1) 加强对历史资料的有效利用。

充分重视对设计、施工、历年养护、维修及检测资料的搜集与整理，尤其是历年的病害调查、养护及维修资料，弯沉及探地雷达等检测资料的整理与分析。通过对以往资料的研究与分析，了解和把握道路病害及路面使用性能的现状、特征、发展规律，从而为病害调查、现场检测、路况评价、道路养护及改扩建工程决策提供重要的参考依据。

2) 增加主要病害类型的单项评价指标。

针对不同道路的不同病害类型，在综合评价指标基础上，增加典型病害的单一评价指标，尤其是针对不同道路的不同病害特征，增加裂缝度、车辙面积率、修补面积率、泛油面积率等单项指标的调查、计算、分析及评价，从而对路况进行全面和重点评价。

3) 加强对路面相关参数的检测与分析。

在病害调查基础上，增加路面材料性能试验及路面现场检测。其中材料性能试验主要包括沥青混合料、沥青胶结料及基层材料的性能试验。路面现场检测主要是通过FWD、探地雷达对面层、基层的强度性能及路面材料的整体性及完整性进行检测。

4) 建立适合改扩建工程特点的路况评价方法及体系。

由于我国高速公路扩建高峰即将到来，故针对改扩建工程的特点建立一套完善的、适合改扩建工程的路面评价方法、指标和体系意义重大。

5) 应用系统论和全寿命周期的观点对待每次道路养护。

道路养护的目的不仅是通过养护来改善和恢复道路的路用性能，而且还需掌握每次养护时进行的各种现场调查、检测，采取的养护措施及获得的养护效果等资料，其也是今后道路养护及改扩建的宝贵历史数据。因此，不能只把道路养护看作是一次次独立的行为，而是需应用系统论和全寿命周期的观点对待每次养护，把每次道路养护当作道路全寿命周期中的一个有机组成部分，现场调查、检测及养护方案等都要从全局观点来把握，同时需加强养护信息的反馈和积累。

2.2老路路面性能评价的内容、方法及指标

路面性能最直观的表现就是路面状况及各种病害，其属于对路面性能的宏观评价。路面整体性能则需对路面内部结构及整体强度进行现场无损检测，从评定方法及评定内容看，其属于路面性能的中观评价。而材料试验检测对象则是各种路面材料，其评价方法属于室内试验，评价指标也处于微观层次。

路面性能评价应从宏观、中观和微观层次进行综合评价。宏观层次是路面的现状及使用状况，具体评价方法可以通过现场调查来实现，其主要指标可采用路况指数、各种病害类型等；中观层次则是路面的整体性能，可以借助于FWD、GPR等检测手段进行，其评价指标主要是整体强度和不同结构层的松散及剥落状况；微观层次则表现为构成路面结构的材料性能变化，评价指标可采用不同材料的性能指标。

通常，对于路面性能评价，应按照宏观、中观和微观的次序依次展开。首先以宏观和中观评判为基础，分别采用不同的方法，调查或检测出相应的评价指标；然后根据这些指标对路面性能进行评判，确定路面性能优良、可保留的路段，性能严重降低必须铣刨的路段及介于二者之间的路段。

考虑到路面性能评价的经济性和必要性，对于性能优良和性能严重降低的路段，可不进行微观指标检测。对于介于二者之间的路段，则需借助于微观评价对路面性能予以进一步评判。

综上所述，本文将高速公路老路面评价内容分为3部分，即路面病害状况评价、路面整体性能评价和路面材料性能评价，并按照宏观、中观和微观层次，依次对路面性能评价的内容、方法及指标予以阐述。

1) 宏观层次的路面性能评价。

根据前面分析，路面性能评价宏观层次的内容是路面现状及路面的使用状况，其可采用现场病害调查方式进行评价。在路面病害调查过程中，应详细记录每种病害发生的部位、长度和面积，并按500或1 000 m的调查频率计算路况指数和各种主要病害的单项指标，如裂缝度、修补面积率、车辙面积率等。

2) 中观层次的路面性能评价。

中观层次的路面性能评价主要借助于FWD和GPR两种现场检测手段，对路面中观性能予以评价。对于改扩建工程，FWD和GPR为扩建前的必测项目，扩建前期分别检测1次，为改扩建工程决策及设计等提供依据。笔者建议2个项目的检测间隔时间应尽量缩短。对于道路养护，建议道路建成后第1年内进行1次GPR测试，一方面可以获得路面整体性的基准数据；另一方面，还可以对可能出现潜在隐患的路段做到心中有数。道路开始运营后，建议每2年检测1次，不但为道路养护，也为大中修及改扩建工程决策积累宝贵的历史数据。对于FWD而言，其应作为常规检测项目，每年需检测1次，且需主要获取每100或50 m的弯沉、探地雷达相关测试指标并给出每km相应指标的代表值。路面性能评价时，根据各项检测指标，可将路面分为优良、中、差3类。其划分依据是：凡路面代表弯沉低于10(0.01 mm)且GPR各检测结果低于10%的路段为优良；凡路面代表弯沉超过30(0.01 mm)，或探地雷达检测结果中某单项指标超过35%的路段均为差；其余路段为中。

对优良类路段，可在改扩建工程中予以保留。对于差类路段，因路面性能严重降低，建议在扩建工程中予以铣刨。对于中类路段，则需对路面性能进行微观层次的评判，并将评判结果作为路面取舍的决策依据之一。

3) 微观层次的路面性能评价。

微观层次的路面性能评价主要是根据路面材料性能指标的变化对路面性能进行评价。该种评价方法应结合宏观及中观层次的评价结果，主要针对中类路段展开。对于优良类路段，建议各道路根据实际情况决定是否进行该层次的评判，不提倡对差类路段进行本层次评价。

微观层次的路面性能评价主要借助于室内试验，应先对路面材料进行性能检测，然后基于各项检测指标，对检测路段的路面进行性能评价。

对于大修及改扩建道路工程，微观性能指标评价为必测项目。对于日常养护，建议每年进行1次空隙率及沥青胶结料的常规试验检测。至于沥青混合料模量及沥青胶结料的性能等级试验，在道路通车运营后，建议每2年或3年检测1次，以为今后的道路养护、大修及改扩建项目的决策积累历史数据。检测频率为每km一个芯样，取样位于行车道上，需记录所取芯样的桩号、位置、高度、完整性及芯样附近的病害情况，且应避免在病害处及病害附近取样。

3结束语

本文对目前我国旧路面使用性能评价方法进行了分析，发现现行规范对于旧路面使用性能评价存在诸多局限和漏洞，难以了解旧路面的真实使用状况，无法科学客观地对路面使用状况进行评判，从而不能准确地指导旧路面养护维修设计，无法为制定科学合理的路面养护维修方案提供科学依据。本文提出的旧路面使用性能评价方法及流程，尤其是宏观、中观和微观3层次调查法，对于旧路面使用性能评价及旧路面养护维修设计具有重要参考价值。

参 考 文 献

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Analysis of Evaluation Methods for Usability and Technical Indices of Old Pavements

YANG Yidong

Abstract:This paper analyzes the existing problems in evaluation methods for usability of old pavements, and probes into the evaluation method system applicable to maintenance of our national expressways and usability of ole pavements in reconstruction and extension projects, including evaluation contents, evaluation methods and technical indices. The paper points out effective utilization of historical data shall be strengthened, single evaluation indices of main type diseases shall be increased, and pavement performance shall be evaluated in order in accordance with macro, intermediate and micro levels.

Keywords:road project; reconstruction and extension of old road; usability of pavement; evaluation method; technical index

文章编号：1009-6477(2016)02-0016-04

中图分类号：U416.2

文献标识码：B

作者简介：杨益东(1983-)，男，甘肃省天水市人，本科，工程师。

收稿日期：2015-11-12

基金项目：重庆市科技援疆项目(cstc2013yykfB0212)

DOI:10.13607/j.cnki.gljt.2016.02.004