高速公路沥青路面损坏状况评价指标优化研究

李朋飞 陕西省交通规划设计研究院

高速公路沥青路面损坏状况评价指标优化研究

李朋飞 陕西省交通规划设计研究院

为优化沥青路面损坏状况评价指标，通过梳理高速公路沥青路面损坏分类及分布状况，分析高速公路沥青路面使用性能评价指标，论证了将开裂指标作为单独评价指标的必要性，建立了新的沥青路面评价指标体系，根据陕西省部分高速公路沥青路面检测数据检验，新的评价指标更符合路况实际，为日后高速公路养护决策的制定和优化提供指导。

高速公路 沥青路面 评价指标 损坏状况指数 裂缝指数

引言

路面的使用性能是路面行为变化的外观表现，对进一步分析路面具有重要意义，路面性能评价是路面养护管理系统的重要基础之一，评价结果恰当与否直接影响路面养护决策制定的合理性。我国《公路技术状况评定标准》（JTGH20-2007）规定了一套路面性能评价指标，其适用于我国所有等级的公路，并不是针对高速公路提出的标准，因高速公路与低等级公路路面结构区别较大，交通量及交通组成差距也较大，这导致两者的破坏形态存在明显差别。在实际应用中一些结果显示，根据规范标准检测出的评价指数，尤其是路面损坏状况评价指数与实际路况存在一定差距，缺乏针对性，不能完全反应真实现状。基于此，本文通过分析高速公路沥青路面使用性能评价体系，提出对路面损坏状况评价指标进行优化，为日后高速公路养护决策的制定和优化提供指导和依据。

一、高速公路沥青路面损坏分类

将沥青路面的损坏类型进行分类，其主要包括裂缝类、变形类、表面损坏类和修复类，见下表。

表1 沥青路面损坏类型分类

统计截止2014年全国部分高速公路损坏类型，结果见下表。

表2 部分高速沥青路面损坏类型分类

由以上表格可以看出，沥青路面损坏类型虽较多，但对于高速公路，因养护比较到位，一般的坑槽、松散、龟裂等病害均会及时挖除修补，其损坏类型分布相对较为集中，破坏类型主要集中在车辙、裂缝、修补等病害，其余病害则相对较少，一般不超过10%。

二、高速公路沥青路面使用性能评价指标分析

交通运输部于2008年2月1日颁布的《公路技术状况评定标准》（JTGH20-2007）提出的评价体系如下图。

图1 高速公路沥青路面使用性能评价体系

根据上图，沥青路面性能评价体系包括五个分项评价指标和一个综合评价指标。分项评价指标包含路面损坏状况指数、路面行驶质量指数、路面车辙深度指数、路面抗滑性能指数和路面结构强度指数（抽样检测指标），综合评价指标为路面使用性能指数。路面行驶质量指数为系统性指标，其影响因素较多，四种不同的损坏类型对路面平整度均会产生一定程度的影响，进而影响路面行驶质量的好坏；路面车辙深度指数为《公路技术状况评定标准》（JTGH20-2007）根据沥青路面车辙普遍存在的实际情况而新增的指标，其仅和车辙深度相关，属于单一性的指标，路面抗滑性能指数属于安全性指标，主要受骨料磨光、泛油等因素影响。

上述四项评价指标，车辙深度指数和抗滑性能指数都是根据实际检测数据直接得来，而路面损坏状况指数和路面行驶质量指数较为复杂，均是经某种数学模型处理后间接生成的数据，但路面行驶质量指数能反应“为车辆提供快速、安全、舒适的行驶”这一基本功能的能力，其意义较为重要，而路面损坏状况指数对应的损坏类型较多，其中车辙损坏还与另一个单项指标车辙深度指数还存在重叠，权重分配存在一定的主观性，不能较明确的反应路面存在的具体问题，应做进一步改进。

三、裂缝指数作为单独评价指标的必要性

路面损坏状况指数所包含的损坏包括裂缝类、变形类、表面损坏类和修复类四种。其中，典型的变形类损坏即车辙已经单独提出来作为单项评价指标，相应的最为典型的两种病害之一裂缝也应提出来作为单独评价指标，理由如下。

（一）裂缝是沥青路面除车辙以外最主要的损坏类型

我国高速公路路面结构型式多以半刚性基层沥青混凝土面层为主，由于半刚性基层的干缩特性，在交通荷载和温度差的反复作用下，沥青混凝土面层不可避免的会出现反射裂缝。研究发现，以反射裂缝为主的横向裂缝已成为我国高速公路沥青混凝土路面最主要的损坏形式之一，然而在现行规范中并没有专门针对裂缝的评价方法和标准，裂缝作为我国高速公路典型病害之一并没有受到足够高的重视。

（二）裂缝对路面使用性能的影响程度

裂缝初期对沥青路面的使用不存在明显影响，但随着裂缝的逐渐增大，雨水的进一步侵蚀，裂缝两侧及裂缝底部的路面结构甚至路基含水量增加，再加之交通荷载的反复作用，如不及时修补，将产生冲刷唧泥现象，甚至发展成为网裂、松散、剥落和错台等严重病害，缩短路面的使用寿命。即使及时采取灌封措施，由于不同材料的模量差别，同正常的路面结构层相比，也只能是一定程度上延缓路面的破坏。由此可见，裂缝对沥青路面的使用性能和使用寿命影响较大，必须建立在有效的评价基础上，及时养护，严格控制裂缝的扩展。

（三）裂缝在路面损坏状况指数中权重不足

《公路技术状况评定标准》（JTGH20-2007）中将横向裂缝作为路面损坏状况指数PCI的一部分，将其影响宽度定义为0.2米，并以影响长度乘以影响宽度得出的面积，再根据对应的权重来度量裂缝对路面状况的影响程度。在实际应用中发现，将裂缝折算成面积并不能很好的反应路面的损坏状况。比如，假设某高速公路单幅路基宽12.25米，单幅路面宽10.5米，路面仅存在横向裂缝一种损坏，其平均长度按6米定义，分析PCI与横向裂缝的对应关系，以1公里作为评价单元，可得出如下表。

PCI 横向裂缝长 横向裂缝条数 横向裂缝间距90 194.2 32 31 80 1055.2 176 6 70 2823.4 471 2 60 5676.3 946 1

由上图可以看出，当路面横向裂缝间距为6米时，PCI仍评定为良；路面横向裂缝间距为2米时，路面损坏已相当严重，PCI结果仍评定为中，这与现实情况并不相符，评价结果与实际路况存在较大的差距。

四、指标优化结果

根据以上分析，裂缝以面积作为衡量标准与实际路况差距较大，本文以每公里的裂缝长度作为检测指标，通过平均裂缝间距作为换算条件，提出不同的裂缝长度对应的裂缝指数，如下表所示。将裂缝指数作为单独评价指标后，路面损坏状况指数仍作为多维度的损坏指标，可提供参考。

裂缝指数 每1km裂缝长（m） 裂缝间距（m） 备注90 D＜125 L＞80 单条裂缝长度按贯通考虑计10米80 125≤D≤300 33≤L≤80 70 300≤d≤660 15≤L≤33 60 D＞660 L＜15

五、结论

1.通过梳理高速公路沥青路面损坏分类及分布状况，结果表明，高速公路损坏类型分布相对较为集中，破坏类型主要集中在车辙、裂缝、修补等病害，其余病害则相对较少，一般不超过10%。

2.通过分析高速公路沥青路面使用性能评价指标，结果显示，路面损坏状况指数对应的损坏类型较多，其中车辙损坏还与另一个单项指标车辙深度指数还存在重叠，权重分配存在一定的主观性，不能较明确的反应路面存在的具体问题，应做进一步改进，同时论证了将裂缝指数作为单独评价指标的必要性。

3.提出以每公里的裂缝长度作为检测指标，通过平均裂缝间距作为换算条件，提出不同的裂缝长度对应的裂缝指数，适用性较好。

[1]巩建,常成利,程珊珊,车霄宇.基于弯沉的沥青路面使用性能评价模型[J].公路交通科技,2016,33(07):40-46.

[2]陈长,孙立军,董茂强.基于现代检测技术的沥青路面评价新方法[J].公路交通科技,2006,(09):1-5.

[3]周岚.高速公路沥青路面使用性能评价及预测研究[D].东南大学,2015.

[4]JTGH20-2007.公路技术状况评定标准[S].2007

[5]蒋红妍.高速公路路面养护管理系统研究[D].长安大学,2006.

[6]曾江洪,许佳.高速公路沥青路面破损状况评价方法[J].长沙理工大学学报(自然科学版),2009,6(02):18-22.