路面状况评价

路面状况评价（共8篇）

路面状况评价 篇1

水泥混凝土路面破坏过程是一个复杂的发育过程, 有学者通过分析水泥混凝土路面裂缝发育过程中的使用性能数据, 从而得出合理的路面裂缝的处置维修方式, 以提高路面的使用年限和使用性能。

国内外对水泥混凝土结构数值试验方面的研究较多, 如国内的刘光廷 ( 清华大学) 、唐春安 ( 东北大学) 、张剑 ( 浙江大学) 等均考虑了水泥混凝土材料的非均质特性, 通过建立随机细观模型来分析水泥混凝土裂纹发育过程[1,2]。也有采用数字图像处理算法生产水泥混凝土也考虑到水泥混凝土非均匀材料分布的随机性建立其细观模型, 分析混凝土裂纹扩展的过程。也有学者采用数字图像处理算法模拟生成水泥混凝土结构物的细观结构, 然后采用有限元分析方法分析其微观结构的力学特性[3]。

1 旧水泥砼路面调查内容

通过调查分析发现, 旧水泥砼路面破损主要表现为两个方面, 即表观破坏和结构病害。

既有破损水泥砼路面表观破坏调查的主要内容: 路面平整度、抗滑性能和路面破碎状态。在进行沥青面层加铺时把既有水泥砼路面作为基层使用, 因此, 应注重路面的表观破坏调查。旧水泥砼路面的结构病害主要调查评定内容包括: 路面接缝荷载传递、弯沉和板底脱空[4]。路面结构病害调查主要是考察路面的结构变形、受力和路面板的承载力。在路面设过程中, 路面板承载力和弯沉作为路面设计的主要指标, 因此, 保证旧水泥砼路面板具有足够的承载力是非常必要的。综上, 本文从路面表观破坏和结构破坏两个方面提出破损水泥砼路面六个评价指标体系。

2 路面表观破坏调查评定

2. 1 路面表观破坏

水泥混凝土路面的表观破坏主要表现为开裂、形变、路面松散、接缝处损坏及其他病害。路面开裂主要表现为路面的横向裂缝、纵向裂缝及网裂; 形变为路面拱起、板块错台及路面唧泥; 路面松散为路面结构呈层状剥落, 或路面呈坑洞麻面。接缝处损坏主要表现为既有横缝、纵缝处结构出现病害, 造成路面积水深入下面层及基层, 从而影响路面结构承载力, 发育为其他病害。

( 1) 断板率

断板率是指通过调查旧水泥砼路面的破损现状, 即路面的断裂病害类型、断裂破坏严重程度及破碎块数, 并通过加权修正后, 得到的一种评定水泥混凝土路面破损状况的指标, 其评价标准如表1 所示。

( 2) 路面状况指数

路面状况指数是指既有水泥路面保持完整的程度, 直接体现了路面破损的物理状况和表观状态, 其评价标准如表2 所示。

2. 2 路面抗滑性能

路面抗滑性能是反应路面粗糙程度及抵抗汽车轮胎摩擦力的一种能力, 通常采用抗滑系数作为评价指标。测定路面抗滑性能主要分为直接测定法和间接测定法。直接测定法是采用仪器直接测定道路的横向力系数 ( SFC) 和摆值 ( BPN) , 间接测定法是指通过测定路面的宏观和微观结构, 从而推断出道路的抗滑性能。但两种方法侧重点不一致, 直接法主要评价车速较低时路面抗滑性能, 间接法则是评定车速较高状态下的路面抗滑性能。

2. 3 路面平整度

路面平整度是评价路面行驶舒适性的一个指标, 通常采用平整度标准差 σ ( mm) 表示, 其值一般通过连续平整度仪测得, 分为优、良、中、差四个评价等级, 具体评价方法详见《公路水泥混凝土路面养护技术规范》, 其标准如表4 所示:

3 路面结构病害调查评定

3. 1 接缝荷载传递

接缝荷载传递一般采用接缝荷载传递系数来描述, 其作为路面结构很重要的评价指标, 常用来评价路面结构的稳定性。空间意义表达为: 路面结构在交通荷载作用下, 路面接缝处相邻板间出现横向和竖向位移公差。采用不受载边弯沉和受载边弯沉比值表征接缝荷载传递系数 ( Kj) , 当值越大说明接缝荷载传递能力越好, 路面结构就越稳定, 反之, 则越差, 在标定路面接缝荷载传递能力时, 在路段较为完整的一侧测定, 并在相邻板块施加荷载, 试验荷载采用标准轴载的单侧轮载。在接缝两侧各布置一个弯沉测量点, 分别测定在交通荷载作用下的弯沉。评价标准如表5 所示。

3. 2 路面弯沉

道路表面在车辆荷载作用下, 路面结构的承载能力可以通过路标弯沉值来反应, 且弯沉检测对路面结构无破坏, 对交通扰动小, 检测密度大, 能够真实反应道路的承载能力, 是评价道路结构性能的主要方法。对既有道路进行弯沉检测, 能够有效反应路面结构的整体性能和设计使用年限衰变状态。

路表弯沉主要是通过路面弯沉值和弯沉曲线来表征, 反应的是路基路面的整体结构性能, 并且弯沉值与路表状态具有一定的关系, 在路面设计过程中也是一个重要指标。常用的弯沉检测方法主要有: ( 1) 自动弯沉仪法; ( 2) 脉冲弯沉仪法; ( 3) 稳态弯沉仪法; ( 4) 贝克曼梁法。

3. 3 板底脱空

水泥混凝土路面在使用过程中, 随着交通荷载的循环作用, 局部基层在不均匀荷载作用下发生二次不均匀固结或基层材料迁移, 造成路面基层和水泥混凝土路面板间出现分层, 形成不连续路面结构。常用的路面板底脱空检测方法有: 声振检测法、目测法、探地雷达和弯沉检测。其评价标准如表6 所示:

4 结语

本文在基于调查的基础上, 分析了引起路面结构破坏的根本原因, 提出了路面表观破坏和路面结构破坏两个大类的分类体系, 在此基础上提出: 路面平整度、路面抗滑性能、路面破碎状态和接缝荷载传递能力、路面弯沉、板底脱空等六个评价指标, 并提出了相关评价标准, 为破损混凝土路面评价提供了理论基础。

摘要：水泥混凝土路面破坏过程是一个复杂的发育过程。本文通过分析旧水泥混凝土路面破损原因, 提出了旧水泥混凝土路面评价体系的两个大类、路面平整度、路面抗滑性能、路面破碎状态和接缝荷载传递能力、路面弯沉、板底脱空等六个评价指标和评价标准, 为破损路面的综合评价提供了研究方法。

关键词：水泥混凝土,路面评价,破坏

参考文献

[1]黄宝涛, 田伟平, 李家春, 等.沥青路面抗滑性能定量评价的分形方法[J].中国公路学报, 2008, 21 (4) :16-21.

[2]袁浩.旧水泥混凝土路面改造技术与加铺层结构研究[D].西安:长安大学, 2012.

[3]李盛, 陈尚武, 刘朝晖, 等.旧水泥混凝土路面弯沉测试的若干问题研究[J].中南大学学报 (自然科学版) , 2015, 46 (12) :329-334.

[4]吴国雄, 曹阳, 付修竹.旧水泥混凝土路面沥青加铺层设计影响因素研究[J].重庆交通大学学报 (自然科学版) , 2008, 27 (5) :57-61.

路面状况评价 篇2

摘　要　我国在建高速公路已开始推广美国高性能（SUPERPAVE）沥青路面，苏嘉杭高速公路率先在全线沥青路面三层结构上使用这一技术。这种路面结构形式出现时间相对较短，国外、国内经验相对缺乏。本文参考了SUPERPAVE在美国施工中的一些难点、焦点问题，并结合苏嘉杭高速

公路SUPERPAVE路面的实践，对一些问题进行了分析。

关键词　高性能沥青路面　SUPERPAVE施工　路用性能

1　前言

SUPERPAVE是美国耗资1.5亿美元的战略公路研究计划（SHRP）的重大组成部分之一，耗资约5000万美元。1992年SHRP计划结束后，在美国联邦公路局（FHWA）的大力推广下，美国大部分州已开始修建SUPERPAVE路面，1996年新建SUPERPAVE工程项目93个，1997年316个，2000年达3900个。2000年一年生产沥青混合料13400万吨，占沥青混合料总量的62％；2001年采用SUPERPAVE方法施工的沥青混合料占总量的82％。

在SUPERPAVE的推广过程中，相关的争论一直很多。为此美国联邦公路局（FHWA）联合美国国家沥青路面协会（NAPA），组织专家组编写了SUPERPAVE施工技术指南，在NAPASR－180报告中发表。随后NAPA联合SAPA（美国各州沥青路面协会）针对原材料、混合料设计、拌和、摊铺、碾压、质量控制六个方面组织了一次全国调查，而这也正是我们国内推广SUPERPAVE常常遇到的、争议较多的问题，本文就这几方面分别进行论述。

2　原材料

2.1　沥青

美国大部分混合料生产商认为沥青的PG等级可控制在公路局规范范围之内。有40％的SUPER-PAVE混合料使用了改性沥青，这一比例要高于传统的马歇尔混合料设计法。这主是基于“保险”的考虑，承包商们都希望随着SUPERPAVE的推广，使用改性沥青的比例能够逐渐降下来。所用的SUPERPAVE混合料相对于马歇尔混合料来说，25％的承包商使用沥青含量较多，增幅达0.5％～1％。而40％使用沥青含量较少，减少量一般小于0.5％。另外35％所用SUPERPAVE混合料的沥青含量与马歇尔混合料基本相同。

有40％的SUPERPAVE混合料中使用了抗剥落剂，其中使用液体抗剥落剂和石灰处理的各占一半。

2.2　集料

在美国，95％的承包商反映传统的石料可以满足SUPERPAVE要求，但要求水洗、保持洁净，还要使用较多的机制砂。而且用传统轧石设备完全可以生产出合格的SUPERPAVE的集料。但80％的承包商认为SUPERPAVE配合比级配比马歇尔配合比级配粗，且有80％的设计级配曲线位于限制区下方；60％的承包商感觉SUPERPAVE混合料级配曲线很容易满足限制区的要求，这就表明还有40％存在着一些问题，主要是不能满足VMA的要求。试验发现，混合料设计沿限制区上侧通过时更易满足VMA的要求，这种混合料和易性较好，容易施工；70％的SUPERPAVE级配曲线不允许穿过限制区，而另外30％允许穿过限制区，但要求混合料必须满足一些附加性能试验要求，如车辙试验等；80％的SUPERPAVE混合料没有使用回收沥青混合料（RAP），但一般的观点是随着SUPERPAVE混合料设计、施工水平的提高，混合料生产可以逐渐使用RAP。

3　混合料的设计

表1为美国SUPERPAVE各种结构形式所用的比例。由此可见，在美国使用最多的混合料是SUPER-PAVE－12.5和SUPERPAVE－19。60％的SUPERPAVE混合料均用于表面层处治或罩面，这和美国现在路面施工以养护为主有关。

在美国已建的SUPERPAVE项目中，有70％的SU-PERPAVE混合料是由承包商自己设计的。几乎所有的承包商均反映SUPERPAVE旋转压实仪（SGC）性能良好，80％的沥青路面工程公司至少拥有一台SGC。

SUPERPAVE混合料设计要求有4小时的烘箱加热过程，但仅有10％的承包商做到了这一点，其它加热时间从30分钟到2小时不尽相同，而50％的承包商在生产过程中并未做混合料的老化试验。几乎一半的承包商认为为了使SUPERPAVE满足混合料体积特性设计指标颇费周折。主要问题是空隙率较低、偏差较大。解决这个问题可以采取这样的措施：为了满足VMA的要求及避开限制区，级配曲线在4.75MM以上应位于最大密度线的上方，然后穿过最大密度线，从限制区下方走。

4　混合料的拌和

美国70％的SUPERPAVE混合料采用间歇式拌和楼拌和，配有布袋式贮存器，每小

时产量介于250～350吨，这与生产传统的马歇尔混合料相差不大。为了满足级配的要求，60％的SUPERPAVE混合料增加了冷料仓，一般采用6～8个冷料仓。

50％的SUPERPAVE混合料温度较传统增加了5～8℃，这可能是由于使用了改性沥青或混合料较硬。美国对于SUPERPAVE混合料的拌时间没有作任何的变动要求。

生产SUPERPAVE混合料对沥青拌和厂并没有特别的要求。但对级配控制、细料数量及类型、沥青的储存、布袋式储存器等细节要求更严格。

5　混合料的运输、摊铺和碾压

据调查，美国SUPERPAVE混合料的运输、摊铺与传统马歇尔混合料没有任何差别。85％的SUPERPAVE混合料在摊铺方面没有出现问题，但实践表明良好的摊铺作业对于路面施工质量是非常关键的。

SUPERPAVE混合料施工的焦点问题是SUPERPAVE混合料的碾压。50％的SUPERPAVE施工需要额外的压实功，而60％的SUPERPAVE工程增加了压实机具（最多的增加了3台）。在选择压路机类型上与过去没有差别，但有30％的SUPERPAVE工程中已不再使用轮胎压路机。所有工程的沥青碾压温度都是由沥青供应商向工程承包商提供的。一些承包商认为应通过某种试验来确定现场碾压温度。

三分之二的SUPERPAVE工程遇到了混合料的软化现象，这是因为SUPERPAVE特有的温度禁区所造成的。70％的SUPERPAVE工程较难达到特定的密实度，原因是粗集料含量增多和层厚增加。SUPERPAVE混合料层厚增加是因为设计所用的是最大公称尺寸，而不是传统设计使用的集料最大尺寸，相同的层厚与最大颗粒比需要更大的层厚，这一变化造成了集料尺寸和层厚之间的不同关系。当路面结构层厚度相同时，混合料越粗，集料尺寸越大，越难获得良好的密实度。

尽管有一些困难，但仍有85％的SUPERPAVE工程获得了良好的密实度，90％密实度变异性和马歇尔混合料一样，90％的SUPERPAVE工程按照以往的施工方法即可满足混合料的压实。在40％的SUPERPAVE工程中混合料的降温速度要快于马歇尔混合料。

总的说来，SUPERPAVE混合料的压实相对于马歇尔混合料要困难些，碾压的关键在于一些细节的处理，正如有的施工人员形容的压实过程“不容易，但不是不可?quot。6　SUPERPAVE混合料施工质量控制在施工质量控制中，所有的SUPERPAVE工程均使用了最大理论密度试验（RICE试验）。75％的SUPER-PAVE在生产之前每天要进行一至两次该试验。

对于沥青含量的测定，45％的SUPERPAVE工程采用NCAT灼烧试验，30％使用核子仪，其余的使用溶剂离心法抽提等方法，85％的SUPERPAVE混合料沥青含量变异性等于或低于马歇尔设计的混合料。

85％的SUPERPAVE工程使用体积指标优先控制，它们的变异性和马歇尔法设计混合料指标相仿。

不同的SUPERPAVE工程，密度试验频率差别很大。30％的SUPERPAVE工程所在州公路局规定了集料的相对密度值，另外35％的工程仅在混合料设计阶段进行了该试验，而其余工程的试验频率分别为：A、每1500吨；B、每周一次；C、阶段性的；D、每项目一次；E、出现问题时进行；F、一年一次。

7　关于SUPERPAVE混合料的整体评价

美国全国性的施工调查反映SUPERPAVE施工状况良好，但也存在一些问题。例如：据统计85％的工程可以获得一致的压实度，这也意味着有15％的压实度无法满足要求。

在调查中暴露的主要问题是体积指标和路面压实度的问题。通过对细节问题的处理可以解决这些问题，但有时也有必要对原材料或试验方法作一些调整。

40％的SUPERPAVE混合料级配曲线在限制区附近存在问题，部分美国专家认为有必要逐步减少对限制区的要求。限制区的要求仅仅是指导性的，然而许多部门将限制区强化为一条规范，要求强制执行。国内SUPERPAVE的推广中也有类似情况，将限制区视为”禁区“，要求级配曲线绝对不能进入，这和当初限制区设置的初衷是不同的。

设置限制区的最初目的是限制圆颗粒的天然沙数量，避免”拥包"等病害的发生。这也可采用其他方式，如限制最大天然沙用量，或传统混合料设置为15，也可以取得良好效果。江苏省在建高速公路已明确限制天然砂的使用，因此，笔者认为省内推广SUPERPAVE时，限制区的要求仅作为参考指标，不作为强制性指标执行。

美国全国范围内的调查显示：限魄纳柚眉蟮叵拗屏薙UPERPAVE的推广。但如前所述，有30％的工程业主允许混合料级配曲线穿过限制区，前提条件是混合料必须满足附加的性能试验，这也是一种折中的解决方案。

在SUPERPAVE的的推广应用中，有两个技术问题需要关注，即混合料碾压温度和集料相对密度的确定。

目前还没有一种好方法可以确定SUPERPAVE混合料的拌和、碾压温度，和过去一样，仅仅依赖于沥青混合料试验。因此需要确定一种室内混合料试验方法来指导施工碾压。

美国的调查表明各地集料相对密度试验频率相当混乱，有的一年一次，有的一周一次，也有的使用业主指定的材料密度。在SUPERPAVE计算中，应该首先确定各体积指标需要使用原材料的相对密度，因为集料相对密度对空隙率、VMA、VFA等体积指标的计算结果会产生很大影响，从而影响承包商的投入、施工段落的质量评定等。因而NAPA建议混合料生产商应在传统试验基础上进一步检查集料相对密度变化情况。

在苏嘉杭高速公路施工中我们也发现热料仓材料密度是争论的一个焦点，建议采用如下方案解决：

（1）加强取样频率，每天拌和结束后热料仓中的余料不要全部废弃，可以利用这些材料做筛分和密度试验，多次试验结果汇总取平均值；

（2）业主、监理、承包商三家同时取样，分别试验后汇总取平均值；

（3）材料有变化时应该重新进行试验，汇总后取平均值。

参考文献

〔1〕E.R.brOWN,DALEDECKER,RAJIBB.MALLICK,JOHNBUKOWSKISUPERPAVECOTRUCTIONIUESANDEARLYPERFORMANCEEVAL-UATION,AAPT

〔2〕RICHARDW.MAY1996SUPERPAVEPROJECTSREVIEWOFCON-STRUCTIONEXPERIENCE,AHALTITITUTE

〔3〕MAGHSOUDTAHMOREI,SUMMARYOFTXDOTSUPERPAVEPROJECTSCOTRUCTEDIN1997.STATEBITUMINOUSENGINEERTXDOT

〔4〕PAULJ.MARK.AASHTOLEADSTATEGUIDELINEONSUPERPAVEIMPLEMENTATION，1998

路面状况评价 篇3

沈阳至四平高速公路是京哈高速的重要组成部分, 沈阳至铁岭至今已运行八年, 铁岭至四平至今已运行六年。

2003年, 沈阳至铁岭针对路面出现的病害进行了中修, 将原路面病害处理后, 加铺4cm沥青玛蹄脂碎石SMA-16L;2005年, 铁岭至四平针对路面出现的病害进行了中修, 将原路面病害处理后, 加铺5cm中粒式沥青混凝土LAC-20型和4cm沥青玛蹄脂碎石SMA-16L。

2 交通状况及气候条件

根据2011年底区间交通量流量的统计结果, 沈四高速公路交通量如表1:

从交通量统计表可以看出, 蒲河至开原路段交通量明显大于开原至杏山路段。而开原至杏山路段的货车比例明显多于蒲河至开原路段。

根据辽宁省气象站2000～2010年气温统计资料, 分别统计每月的最高温度、最低温度及温差。见表2、表3、表4。

统计发现:沈四高速公路沿线最高平均温度为28℃, 最低平均温度为-17℃。温度高于25℃的月份一般出现在6、7、8月份;温度高于-10℃的月份一般出现在12、1、2月份。4、5、9、10月份温差接近12℃。

沈四高速公路的沈阳、铁岭和昌图各段年平均最高气温、最低气温和温差差别均不大。

3 路面状况的总体评价

3.1 弯沉情况

通过弯沉检测结果可以看出, 除个别路段外, 路面整体强度较好;沈阳至铁岭、铁岭至四平弯沉值小于50的占路线总长度的比例为95.6%, 弯沉值小于40的占路线总长度的比例为79.3%。见表5、图1、图2。

不论南行还是北行, 路表弯沉值表现出一定的规律性:路线的起终点弯沉值在300 (0.001mm) 以上, 而在路线的中间段落, 弯沉值大多集中在300 (0.001mm) 以下。

3.2 平整度情况

表6为沈四高速公路平整度质量评定表, 从检测数据可以看出:

左右幅行车道质量评定等级为优的分别占78.09%和76.87%, 良分别占19.17%和21.68%, 中分别占1.37%和0.72%, 次分别占0.68%和0.72%, 差分别占0.68%和0%。

左右幅超车道质量评定等级为优的分别占96.58%和93.22%, 良分别占2.74%和6.10%, 中分别占0%和0.68%, 次分别占0%和0%, 差分别占0%和0%。

3.3 车辙情况

表7为沈四高速公路车辙质量评定表, 从检测数据可以看出:

左右幅行车道质量评定等级为优的分别占0%和0%, 良分别占44.54%和42.64%, 中分别占52.72%和50.14%, 次分别占2.74%和7.23%, 差分别占0%和0%。

左右幅超车道质量评定等级为优的分别占3.40%和2.03%, 良分别占91.16%和90.82%, 中分别占5.44%和7.15%, 次分别占0%和0%, 差分别占0%和0%。

以上车辙数据可以看出, 沈四高速公路车辙大都在15mm以下, 无大面积车辙病害, 运行状况良好。

3.4 破损情况

统计发现, 主要病害有横向裂缝、纵向裂缝、龟裂、网裂、推移和拥包。但是横向裂缝所占破损情况的比例最大, 以下主要分析横向裂缝。

表9显示出裂缝间距在20～40m、40～60m、大于60m时的段落长度及占总里程的百分比。裂缝间距在60m以内的段落长度占总里程的85.1% (南行) 、73.2% (北行) 。

根据弯沉值的统计, 蒲河至铁岭段, 弯沉值大多在300以上;铁岭至昌图段, 弯沉值大多在300以下;昌图至杏山段, 弯沉值大多在300以上。

表10统计在不同弯沉值区间内, 裂缝间距分别在20～40m、40～60m、大于60m的段落长度与所在区间的比例。

从表10可以看出, 弯沉值小于300 (0.001mm) 的段落, 裂缝间距在40m以内的段落明显多于弯沉值大于300 (0.001mm) 的段落。说明弯沉值小的路段横向裂缝较多。

弯沉值是反映路面整体刚度的指标, 而路面的整体刚度主要来自于半刚性基层, 半刚性基层刚度大, 易产生温度收缩裂缝, 进而反射到路面形成反射裂缝。

铁岭至昌图路段弯沉值较小, 横向裂缝较多。横向裂缝是否均为半刚性基层的反射裂缝还需要进一步研究, 但是从统计数据上面显示的结果来看, 铁岭至昌图弯沉值较小的路段, 横向裂缝均多于其余弯沉值较大的路段却是不争的事实。

4 综合分析

沈四高速公路运营至今, 其路段内的气候条件、交通量特性以及路面体现出来的病害特点, 可以反映出现状沈四高速公路的整体性能。

弯沉值、车辙深度、横向裂缝间距、区间交通量、区间气候特点等参数是否具有一定的关联性。笔者将检测的统计数据体现在表11中, 以便道路工作者参考。

从表11的统计数据中, 可以看出如下简单的规律:

(1) 铁岭至昌图路段, 弯沉值大都在300以下, 说明整体强度良好, 但是横向裂缝较多。铁岭至开原路段车辙深度在12～15mm的段落明显多于开原至昌图路段。

(2) 蒲河至铁岭路段和昌图至杏山路段, 弯沉值大于300的路段明显多于铁岭至开原路段, 横向裂缝的数量普遍较少。

(3) 蒲河至铁岭路段车辙深度在12～15mm的段落明显少于昌图至杏山路段。 (检测时注意到蒲河至铁岭路段行车道已进行过大面积铣刨修补段落长度约19km)

(4) 统计表中可以明确地看到, 弯沉值的大小和横向裂缝的多少有一定的关联性, 但是弯沉值的大小和车辙深度关联性不大。

5 小结

通过本文的统计数据, 沈四高速公路的弯沉值大都在400 (0.001mm) 以上, 整体强度较好;车辙的平均深度在15mm以内, 未出现大面积车辙现象;横向裂缝较多, 间距大多在60m以内。路面使用状况良好。

从病害的类型上来看, 沈四高速公路的突出病害为路面的横向裂缝, 而横向裂缝较多的段落弯沉值均较小。

从温度统计数据来看, 沈四高速公路沈阳段、铁岭段和昌图段温度差异不显著。

在即将开展的沈四改扩建工程中, 能否针对现状横向裂缝较多的路段, 选择适当加铺方案以降低再次产生的横向裂缝的间距。

参考文献

[1]JTG H20-2007, 公路技术状况评定标准[S].

[2]JTG D50-2006, 公路沥青路面设计规范[S].

路面状况评价 篇4

1 路面状况分析

路面平整度是衡量路面状况的一个重要指标, 路面不平整度即高程起伏根据尺寸在纵向剖面可分为长波、短波不平度及粗糙纹理三种。不同的路面平整度对车辆造成的影响是不同的。通常情况下长波车辙是极易引起车辆低频振动的, 短波则能够引起高频振动, 粗糙纹理则会加重车辆轮胎的摩擦及产生行车噪音。对于这三种不同形式, 我们需要进行深入分析。

对于路面状况的评价, 工作人员通常是通过颠簸累积仪和传递函数方法来进行研究, 这种方法基于路面激励总体响应和乘员舒适感觉。这种方式虽然在一定程度上能够达到基本目的, 但是却不能够适应实际发展的要求。实际工作过程中人们逐渐研制出新的方法来进行检测。直接得到路面高程起伏的断面高程技术是当前研究的重点, 这种技术是以激光和现代光学原理为理论基础的。在人们对路面平整度的要求越来越高的背景下, 应该不断加强这方面的研究。

2 高程起伏的获得

对路面状况进行检测的关键就是获得高程起伏, 如何获得高程起伏是检测的重中之重, 而在获得高程起伏的过程中如何去消除车体自身的垂直位移又成为检测中的关键问题。对于这个问题, 工程人员决定采用共梁双高程传感器方案来解决。车辆行驶过程中两高程设计会因共梁自动消去车体共有位移。实际检测过程中, 以前后车轮着地点为基点和两高程计组成平整度测量系统。通过该测量系统将能够获得真实的路面高程起伏。该系统的形成对于消除车体自身运动产生的影响具有重要意义。

实际工作过程中对路面状况光学智能的检测, 重点是要对纵向不平度及横向车辙进行检测。对于横向车辙动态测量虽然有人提出采用车载激光测距仪沿着道路一侧行进来对路面进行横线扫描, 从而获得高程变化, 但是从实际测量结果来看, 这种方案也不能达到实际要求。在本次测量过程中, 工程人员决定采用摆动扫描来直接获得路面等高程线, 这种方法基于激光三角测距原理, 采用这种方法能够达到理想结果。在实际测量过程中, 如果给定基线长, 用专门仪器测出光斑在CCD上位移之后就能够得到高程值。由于测量精度和距离平方是成反比的, 因而我们可以知道, 当纵向平整度测量传感器和路面距离较小时就能够获得较高精度。所以在用摆动等高程扫描的时候就应该尽量减少测程, 从而达到提高精度的目的。

3 结果分析

应用共梁双高程计来进行测量, 效果十分明显, 能够反映路面真实情况。工程人员通过实际案例对这种方法进行了考察。

工作人员选择某市16条公路, 对其平整度进行年检。在不影响正常交通的情况下对道路连续进行了两天测量。经过精心测量, 工程人员获得了各条公路全程平整度平均值和102m区间值。从检测结果中可以发现, 数据真实地反映了各条公路真实的路面状况。比较苏杭路南京段和长江大桥路面的实际情况就会发现, 桥面平整度都要比两侧引桥平整度好, 这同实际情况完全吻合。详细分析南京机场高速公路平整度km标准差平均值和车辙深度km平均值曲线就可以发现, 尽管南京机场高速公路已经运行了很多年, 但是其平整度标准差全程平均值仍然处在高水平, 它的车辙深度全程平均值能够达到7.03mm。这一水平其实和新建高速公路是接近的。该公路之所以能够有这么好的质量, 是因为平时进行严格管理, 经常性地维修并严格禁止超重车。在对沪宁高速公路南京到常州路段的车辙及平整度进行检测之后, 工作人员发现尽管该路段是比较繁忙的路段, 车流量比较大, 但是该路段车辙深度处在8.0mm水平, 平整度标准差能够达到1.25mm, 处于高水平。检测结果同抽查结果一致。

4 线结构光车辙检测

线结构光车辙检测是一种专业的路面检测方法, 该方法的应用在精确测量路面结构情况方面有重要作用。线结构光车辙检测是今后发展的方向, 加强对这种检测方法的研究具有重要意义。采用这种方法进行检测的关键是要能够对线结构光纤变形图像进行专门处理。线结构光检测系统输出采用的是ROI光条图像, 通过采用这样一种形式将能够实现自动化控制、可批量化硬件预处理输出, 最终能够获得质量稳定、尺寸均匀的结构光图像。通过对图像进行处理, 能够获得用于车辙评价的特征参数。路面横向变形曲线提取和车辙特征参数提取是重要环节。经过大量实验就会发现, 利用大功率线激光能够实现对路面车辙进行自动化快速检测, 包络线最大车辙深度及填充面积可以当作自动检测条件下路面车辙的评价指标。

5 结语

进行路面状况智能检测是公路建设的必然要求, 在人们对公路质量要求越来越高的背景下, 加强线光学智能检测及信息处理的研究具有重要意义。在检测过程中, 关键是获得高程起伏, 只有获得高程起伏, 才能得出科学结论。

参考文献

[1]王鑫, 唐振民.一种新的自动路面车辙检测方法[J].计算机工程与应用, 2008 (10) .

路面状况评价 篇5

路面状况传感器根据水、冰、雪的不同红外光谱特性, 通过对干燥路面反射的光谱信息和有覆盖物的情况下得到的光谱信息的对比, 实时检测路面的干、潮、积水状态, 测量水、冰、雪的覆盖类型和覆盖厚度。克服了现有接触式路面状态传感器安装复杂、维护困难的缺点, 而且具有实测面积大、目标更直接、路况信息更真实的优点。本论文详细阐述了多光谱在路面水厚度检测的应用。

2 传感器检测原理

2.1 测量波长的选择

红外光照射在水冰雪上发生散射、吸收、反射、折射等一系列作用[1], 路面状况根据水吸收光谱、冰吸收光谱、雪散射光谱筛选出三个波长红外光, λ2和λ3处于水和冰的吸收峰, 由于照面表面反射及水分子和固体颗粒对光信号的吸收和散射共同作用, 实测到的后向散射信号的表现如下, 其中水对三个波长的主要为反射和吸收, 后向散射系数λ1>λ3>λ2;冰对三个波长的后向散射系数λ1>λ2>λ3;雪对三个波长的后向散射系数[2]λ1>λ2>λ3;根据三个后向散射光信号与路面干燥时光信号的比值的大小及差值, 可以定性分析路面状况、计算出水冰雪厚度。

2.2 硬件电路结构

传感器使用单色性好、体积小、工作电压低的激光二极管提供阵列式红外光源, 以脉冲调制波发射红外光束, 利用反馈电流稳定光功率[3]、温度补偿稳定光谱;光电二极管接收反射回来的微弱的红外光信号, 利用两级电路进行滤波、放大, 然后进行AD转换, 送入微处理器, 进入模型计算 (如图1) 。

2.3 检测理论支持

将传感器以一定角度架设在路边, 在路面干燥时进行干标定, 获得干参数DP1、DP2、DP3, 一旦传感器位置角度等变化都会引起干参数变化, 需要重新进行干标定。各条件不变时干参数相对稳定, 传感器有干信号自动调整功能, 补偿路面和镜头污染引起的干参数的微量变化;各条件不变化时, 一旦路面潮湿、积水、结冰、积雪, 入射光由于照面表面反射及水分子和固体颗粒对光信号的吸收和散射共同作用, 实测到的三个后向散射光信号表现出不同的特点, 根据三个信号的大小关系可以判别路面状态 (如图2) , 根据判断的覆盖物种类进入不同的厚度计算公式;根据物质的吸光度可以计算覆盖物厚度, 测量理论基础为修正的朗伯-比尔定律, 采用三波长测量能够减小覆盖物颗粒度等引起的测量误差, 比单波长进行更精确的测量[4]。

基础朗伯 (Lambert) 定律阐述为:光被透明介质吸收的比例与入射光的强度无关。在光程上每等厚层介质吸收相同比例值的光。

基础比尔 (Beer) 定律阐述为:光被吸收的量正比于光程中产生光吸收的分子数目。

公式1中:Io—入射光强度;I—通过样品后的透射光强度;ln (Io/I) —称为吸光度;C—为样品浓度, 我们测量的是纯物质, C=1;d—为光程;ε—为光被吸收的比例系数, 它与吸收物质的性质及入射光的波长λ有关。

适用于本传感器的原理公式为:

公式2中:dp—干信号;os—有覆盖物时的光信号;d—覆盖物厚度;k—常数, 路面等条件的影响。

道面状况传感器采用的是三个波长的阵列光谱法, 根据水冰雪对三个波长的光信号具有不同的吸光系数, 可以判断覆盖物类型;根据物质的吸光度可以计算覆盖物厚度[4]。

公式推导:

干标定信号:DP1、DP2、DP3;接收信号:OS1、OS2、OS3;厚度:d1、d2、d3;水对三个波长的吸收率为:ε11、ε12、ε13;冰对三个波长的吸收率为:ε11、ε12、ε13;雪对三个波长的吸收率为:ε11、ε13、ε13。

解:

分析结果:选择多元线性回归方法分析数据, 假定被解释变量与多个解释变量之间具有线性关系, 是解释变量的多元线性函数, 称为多元线性回归模型。即

其中Y为被解释变量, Xj (j=1, 2, …, k) 为第j个解释变量, βj (j=1, 2, …, k) 为第j个未知参数, μ为随机误差项。

由以上推导可知, 只要有足够代表性的数据, 就可以求出对应水冰雪厚度的3组系数, 达到物质辨别和测量厚度的目的。

3 水厚测量试验

通过对多种石材的强度和亲水性进行试验考察, 选定用特制的铺有水泥面的花岗岩精密平台作为水标定试验的标准平台, 以高精度磁致伸缩液位传感器作为水厚度检测标准, 以人工和摄像头作为辅助观测方法。

通过多次试验总结出水标定可行的试验方法:

首先将试验平台调平, 然后将传感器架设于平台附近, 使其照射于平台中心, 进行干信号标定, 在平台上加水2mm, 使其自然蒸发至干燥, 完成一个试验周期。

4 试验结果分析

4.1 建模

设计的标定平台和标定方法为模型建立提供了充分的试验数据, 在此基础上进行了测量模型的建立。

从图3实验数据可以看出, 光信号2处于水的吸收峰, 所以道路表面一旦出现水膜, 光信号2会剧烈减小, 而且Ln (dp2/os2) 一直大于Ln (dp1/os1) 和Ln (dp3/os3) , 但是水厚增加到一定程度, 由于光信号2返回信号几乎接近最小值时, 与水厚的线性关系发生畸变, 但是Ln (dp1/os1) 和Ln (dp3/os3) 与水的线性度在2mm内一直保持良好。

模型建立的基本方法是利用matlab、spss数据分析软件, 对大量数据进行多元线性逐步回归分析, 得到光信号和不同物质的计算公式, 多次标定模型复相关系数均>0.92 (远高于可接受限值0.75) , 光信号变化能很好的解释覆盖物种类及厚度变化;该模型在条件不变的情况下, 得到很好的测量结果。

水厚度计算公式:

状态判断如表1。

4.2 验证

实验介绍:利用人工观察状态和传感器测量厚度与样机测量结果进行对比验证。

物质厚度单位:mm, 状态:0干1潮2水

5 结论

根据多次室内室外试验数据验证, 干、潮、水区分比较准确, 因为水潮和潮干分界较为模糊, 分界处状态和观察状态稍有出入, 但只是在相邻两个状态有所差异, 不影响状态变化走势, 测量的水厚和水蒸发线性趋势吻合。干信号根据目标路面标定后, 干信号的大小在较大范围内不影响路面状态的判断, 测量的水厚度误差会有差异, 证明传感器具有较强环境适应性。

参考文献

[1]张龙浩, 张杰, 胡青.红外式冰箱结霜传感器的设计和试验研究.仪表技术与传感器, 2013 (5)

[2]Kokhanovsky A A, Zege E P.Scattering optics of snow.APPLIED OPTICS, 2004, Vol.43, No.71 (March) :1589—1602

[3]王铁流, 万薇.阵列式红外探测器在列车轴温监测系统的应用.电子产品世界, 2013 (2)

[4]许文海, 杨明伟, 唐文彦.多功能半导体激光器驱动电源的研制[J].红外与激光工程, 2004 (5)

路面性能评价指标的研究 篇6

1 路面破损情况

路面结构的破损状况反映了路面结构保持完整或完好的程度,要想完整的评价路面的破损需从三方面进行描述:1)损坏类型;2)损坏的严重程度;3)出现损坏的范围和密度,综合以上三方面才能对路面结构破损做出全面的评价[1]。

1.1 调查测试的方法

目前路面破坏调查时广泛采用的是人工目测法,进行路面破损状况调查时,沥青混凝土路面破损类型及其严重程度可以参照JTJ 073.2-2001公路沥青路面养护技术规范中定义的破损路面分类分级。该规范定义了公路中常见的路面损坏类型,并规定了每种类型的具体量测和计量办法(除纵向、横向裂缝量测其长度外,其余损坏类型均量测其外接矩形的面积)。

1.2 评价指标及标准

1)评价指标。

每个路段的路面可能出现不同类型、不同严重程度和范围的损坏。各路段损坏状况或程度可以进行定量比较,需要采用一项综合评价指标。规范根据路面破损的严重程度和范围采用沥青路面破损率DR来计算。

为了计算和评价方便,根据沥青路面破损率DR,可确定路面破损状况指数PCI为路面破损状况的评价指标,PCI的计算公式为:

PCI=C+a×DRb。

其中,PCI为路面破损状况指数;C为初始无损坏时的评分值,一般C=100;DR为路面综合破损率,以百分级计;a,b均为待定常数,可参照JTJ 073.2-2001公路沥青路面养护技术规范来取值,a=0.15,b=0.412。

2)评价标准。

参照现行养护规范建立的路面破损状况指数PCI的评价指标见表1。

2 行驶质量

2.1 路面平整度测试

目前测试手段和设备可分为断面类测试和反应类测试两类。断面类平整度测试方法是直接沿行驶车辆的轨迹量测路面表面的高程,得到路表纵断面,再通过数学分析后采用某一综合性统计量表征平整度。反应类平整度测试系统是通过一定的传感装置,测试车辆以一定速度驶经不平整路面时悬挂系的竖向位移量,测试指标(常为记数数值)即对应于悬挂系位移累积量。

2.2 评价指标与标准

目前已建立的反映路面平整度状况的指标较多,如由反应类测试设备给出的平均调整坡(ARS),由断面类测试结果可以得到直尺指数(SEI)、竖向加速度均方根(RMSYA)、功率谱密度(PSD)等。但常以国际平整度指数(IIZI)作为通用标准,标定其他平整度指标。如对连续平整度仪测试得到路面平整度标准差σ指标,目前已建立标定关系:σ=0.592 6IRI+0.013或近似σ=0.6IRI。在统一的平整度指标IRI的基础上,可建立路面行驶质量的评价指标:RQI=a+b×IRI。其中,RQI为路面行驶质量指数,数值范围为0～10;a,b均为经验系数,由主客观评价确定。

路面行驶质量采用行驶质量指数(RQI)进行评定,以10分制表示。行驶质量指数同路面平整度指数IRI(IRI是国际上公认的衡量路面行驶舒适性指数RCI或路面行驶质量指数RQI的指标,并可作为路面平整度的标定值)之间的关系,应由有代表性的成员组成的评定小组通过实地评定试验建立。在实际应用中也可按下述经验公式确定行驶质量指数。沥青混凝土路面:RQI=11.5-0.75IRI。其中,RQI为行驶质量指数,数值范围为0～10,如出现负值,则RQI=0;如计算值大于10,则RQI=10。

3 车辙情况

3.1 车辙情况的测试方法

对路面车辙的量测目前以人工实地测量为主。一般在测试路段上按一定间距(通常为50 m)分布的测试断面上量测每个车道上的车辙深度,取其最大值。路段的代表车辙量用各断面最大车辙深度的平均值表示。对路面车辙状况的评价和控制应从车辙对路面功能的不利影响出发。

3.2 评价方法

引入了抗车辙指数ARI,它是车辙深度RD的函数,它与车辙深度的对应关系可以参考美国AASHTO设计指南和日本有关规范中高速公路RD与相应等级的关系。针对国内高速公路现状,专家认为高速公路车辙深度达到15 mm时应采用相应的处治措施。所以,合理地假设RD≤5 mm时,ARI=100;RD=10 mm时,ARI=85;RD=15 mm时,ARI=75;RD=20 mm时,ARI=55;RD=25 mm时,ARI=40;其他取中间值。以车辙深度RD为指标制定高等级公路沥青路面的车辙评价标准见表2。

4 抗滑能力

4.1 抗滑能力的影响因素与测试方法

路面抗滑性能的测试方法可以分为测定摩擦系数等参数的直接法和测定路面微观构造与宏观构造的间接法,相应的测试指标也依此分为直接指标和间接指标两大类。我国以往用于路面摩擦系数测试的方法主要有摆式仪法和SCRIM摩擦系数测定车法[2]。摆式仪法原理简单,操作简便且设备成本低,以往使用最多,但测试速度过慢,不能连续测量,采样点相对较少导致数据代表性差,不适用于宏观构造很大的路面;所测摆值只相当于低车速下的路面摩擦系数,测试对交通造成的妨碍亦较大,已明显不适应高等级公路抗滑性能测试的要求。SCRIM摩擦系数测试车所测定的横向系数SFC是纵横向摩擦系数的综合反映,能够很好地表征制动时路面阻止车辆发生侧滑的抗力,

4.2 评价方法

目前,在我国常用的有摆式仪、SCRIM及铺砂法,这导致了路面抗滑性能评价指标及标准不统一的问题。

在实际应用中,SCRIM摩擦系数测试车所测试的横向力系数SFC(Sideway-Force Coefficient)是路面纵向和横向摩擦系数的综合反映,能够较好地表征车辆轮胎受制动时路面产生的抗滑力:

$SFC=\frac{{\rm P}}{SF}$。

其中,P为垂直荷载,SCRIM采用2 000 N;SF为横向力,N。

5 结语

本论文对道路性能评价的指标在测试方法和评价方法上进行了较为详细的研究,对运用数学方法进行道路性能的评价提供了科学的依据。其中,有些测试方法和评估方法仍然有较大的不足,有待于进一步研究改进。

摘要：系统的介绍了影响路面性能的4个指标——路面破损情况、行驶质量、强度及抗滑性能的测试方法及评价方法,为路面的综合评价奠定了坚实的基础,以促进运用数学方法进行道路性能评价的应用。

关键词：路面,评价,测试,标准,性能

参考文献

[1]黄晓明.路面结构在动荷作用下的力学分析[D].南京:东南大学博士学位论文,1990.

[2]郭进英,沙庆林.沥青路面使用性能的影响因素分析[J].公路交通科技,1995(6):23-27.

[3]JTJ 073-96,公路养护技术规范[S].

[4]JTG E60-2008,公路路基路面现场测试规程[S].

[5]张登良.沥青路面工程手册[M].北京:人民交通出版社,2003.

[6]李勇攀.微表处改善沥青路面性能的研究[J].山西建筑,2008,34(5):281-282.

[7]JTG H20-2007,公路技术状况评定标准[S].

混凝土路面评价的一般原则 篇7

评价方法将重点放在结构性缺陷上, 将结构的退化系数或指数用于公路及机场。大多数情况下, 直接形式的开裂在中、大型机场出现较多 (尤其在基层稳固时) , 非直接开裂在公路上较多发生。

1 混凝土路面评价的目的

水泥混凝土结构的初步检查需要下列资料:a.混凝土面板的厚度、强度以及施工情况;b.土基的承载力, 土工分类, CBR值, 反应模量;c.基层的厚度、刚度、表面性质、施工情况;d.设计荷载。

公路或机场道面的管理部门可根据下列一种或几种原因决定对路面的修补或表面工作:a.路面的承载力不足。这可能是因为重交通增加了, 如限重更新了, 或者机场管理希望能起落更大运量的飞机等等;b.服务水平不可接受。交通在每年的某些时候受到限制;机场跑道被加长了并且现存的道路部分需要罩面;c.使用性能的退化程度不能接受。结构及表层的完整性受到损害;d.安全水平或舒适水平不能接受。事故发生较多;抗滑性及平整度较差;使用者意见较多;飞机颠簸;e.养护费用不能接受。管理部门的工作就是采取预防措施确保路面良好的工作状态, 尽可能最合理地使用经费, 在适当的时候做必要的工作。管理部门需要了解路面每个时期的状况, 并预计哪些情况可能发生, 评估是有效的工具之一。管理部门需要回答的问题是:何处需要施工, 应何时进行, 及如何进行。各种因素的制约 (如预算、施工质量、偶然事件如寒冷的冬季等等) 都意味着, 在某些情况下, 管理部门的措施不能如预计的具有预防作用。在这种情况下, 对路面表示出来的异常现象应进行详细的事后调查。

路面评价包括了一整套有关的知识及技术, 在采用路面评价技术之前, 必须先弄清下列问题:

(1) 路面调查所需的认识水平。管理部门需要掌握一些专门知识, 以便能对公路上发现的病害作出正确判断, 并能决定病害的起因, 采用正确的处理措施。一般地, 选用连续调查还是抽样调查是由决策者的认识水平决定的。通过选择与测量装置操作进度协调的状况指标可以达到合适的认识水平。

(2) 用户与工程师所关心的本质问题。在路面的各项使用质量指标中选择某几项进行分析是十分必要的。对以下两点需作出区分:a.同使用者直接相关的路面质量, 如线型、能见度、舒适、安全、路表状况、环境以及平顺、不受阻的交通等等;b.仅公路工程师感兴趣的质量, 如路面的剩余疲劳寿命, 通过排水来保证合适的工作状况, 监控重载货车的增加等, 以及所有路面状况指标的评价。

这里, 强调对水泥混凝土路面结构质量的认识, 并且强调对路面结构使用状况的预估。

(3) 判断路面质量的准则。路面结构尽管可采用现代化的手段对其作评价, 但仍没有单一的标准来决定公路或机场道面潜在状况的好坏。任何结论都必须建立在一系列的假设基础上, 另外, 路面或路网的分析有必要采用多指标决策形式。

有许多方法可用来综合路面状况的各种指标, 如对每种指标作分别调查的解析方法, 广义分类方法以及介于解析法与分类法之间的方法。

2 多指标分析与同类路段方法

各种类型的水泥混凝土路面都有一个共同的特征, 就是基层在路面长期使用中的重要作用。在规定的条件下, 必须全面了解基层的工作状况, 这对于长度很长或面积很大的面板尤其困难。解基层工作状况最可靠的方法是钻孔取芯。假定路面各结构层被逐一剥离, 需要做的试验在裸露的内层表面进行, 那么钻孔取芯就可提供有关板承载状况的信息, 如反应模量, 水的存在情况, 孔洞的形成, 细粒料的堆积, 基层表面的冲刷及其可能的抗冲刷能力。

钻孔取芯方法费时、代价高并且影响路面的正常使用, 因此它的应用受到限制。若钻孔取芯所需数量小, 并且不必以严格的方式来处理孔芯, 则用这种方法可以快速且无损伤 (尽可能) 地获得信息。这些信息可以分析并解释抽样检查的程序是否合理, 通过逐次的正交检验可以探测路面病害。

水泥混凝土路面的评价过程如下:a.观测及测量获得板的强度或承载力状况的初步评估, 以此为基础进行某个区域的初始分区。该阶段应采用外部无损伤测试。根据获得的信息及当地情况, 进行下列全部或部分工作:路面历史的详细调查;对路面的退化程度作查勘, 分类及评定;测量板的错台;测量板的弯沉;对机场道面, 确定单轮荷载。指标数目越多, 对某个区域所作的分段超准确。因为下面的分析将以区域为基础, 故精确分段很重要。公路路面区域类别选择的例子见表1。在这个阶段, 有问题的路面被识别出来, 但通常还不能解释这些病害原因, 也难于评价它们的严重程度。b.在第一阶段区分出的同类区域内选锋控制路段, 对假定有问题的路面进行逐点检查以确定问题的原因及严重程度。在假定无问题的区域也要做一些测量, 一是确定其确无问题, 二是建立一个标差, 以便解释病害的原因并确定可能的特性。在某些情况下, 还需另外做一些试验来确定控制路段获得的结果在整个同类路段中的普遍性。这种方法被称为同类路段法。

3 建立用于评判的标准

由于存在多种因素影响混凝土路面的工作状况, 因此, 建立仅从单一指标就可预测路面使用状况的质量评价系统是非常困难的。尤其是公路路面。在确定路面的不利时间时, 温度的影响很大, 需要反复测量各种气候条件下的温度值。混凝土路面病害的严重性和混凝土结构中观测的临界值都与路面的实际寿命直接相关。在路面评判的过程中, 路面状况指标的变化程度, 以及变化率的加速十分重要。有关退化系数或指标变化的图表, 及路面板错台的图表也就尤其重要。

对水泥混凝土路面作分析判断时调查的大量数据成为路面监控系统的一部分, 路面监控系统采用在刚开放交通几年内建立的数据作为参照。在缺少这样的参照时, 旧路面调查所得出的结论大多局限于按质量对路面分类。若是上述情况, 建议采用维修措施 (加铺、排水) 来抑制被发现的病害。作大修的决定 (罩面或重建) 通常基于一系列揭示路面退化整体情况的调查。

参考文献

[1]许百瑞.水泥混凝土路面胀缝设置原则与施工探讨[J].湖南交通科技, 2000 (1) .

路面状况评价 篇8

1 调查路段的使用性能评价

1.1 路面破损状况评价

本文对重庆某高速公路路面破损状况进行调研检测。在路面调研过程中可以了解路面病害出现的类型、分布位置、轻重程度, 以及查清路面目前的使用性能状况和病害成因。根据采集的路面病害数据, 该高速公路路面病害主要以横向裂缝、纵向裂缝为主, 病害多出现在上行K160+000~K200+000路段、下行K160+000~K200+000路段。沿整条公路桩号绘制各个车道的PCI值比较曲线, 见图1。统计的路面破损指数统计结果是:上行行车道PCI小于90的51000m, 小于80的4100m;下行行车道PCI小于90的59700m, 小于80的1500m;上行超车道PCI小于90的8400m, 小于80的700m;下行超车道PCI小于90的11100m, 小于80的0m。从图1可以看出, 除极个别较短路段外, 超车道按公里评价的PCI值优于行车道, 路面连续破损相对较为严重的路段位于K160~K200的行车道。

根据路面破损情况, 计算公里的路面破损状况指数, 全线分车道按公里PCI值统计, 根据统计结果, 绘制依据PCI等级的累计公里数柱状图, 见图2。

从图2中可以看出, 超车道中PCI等级为优的路段长度明显长于行车道, 上行行车道的路面破损状况略优于下行行车道。调研数据显示, 上、下行超车道等级为优的比例分别为95.02%和93.78%, 而上、下行行车道等级为优的比例分别为69.51%和62.67%。

1.2 路面行驶质量评价

按照百米的RQI统计, 上行行车道RQI大于80小于90的2620m, 下行行车道RQI大于80小于90的1900m。根据检测所得的国际平整度指数, 分公里计算各车道路面行驶质量指数RQI, 全线按公里RQI值统计如图3。

从图3可知, 该公路的平整度质量一般, 上行、下行行车道各只有1km属于良, 下行路段桩号K224~K225 RQI得分小于60, 大部分路段都属于中差级别。

1.3 路面结构强度评价

通过路面结构强度指数PSSI表征路面结构整体强度, 本次检测路段为:上、下行方向行车道K150~K176 (K173+320~K176+000为桥面) , 上行方向行车道K184~K225, 以10m间隔输出数据, 分公里计算SSI、PSSI, 检测路段按公里PSSI值统计如图4。

根据分公里PSSI统计结果, 检测路段PSSI为优等级的为89.7%, 只有个别路段的为良, 占比9.2%, 这说明调查路段的整体结构承载力是满足行车要求的。

1.4 路面抗滑性能评价

路面抗滑性能会对行车安全产生不容忽视的影响。调研路段的路面抗滑性能SRI如图5所示。

由图5可知, 路段抗滑性能均达到90分以上, 评级为优, 说明原路面抗滑性能保持良好。

2 单项评价指标的修订

及时准确掌握到路面的结构功能及安全性能方面的变化, 就需要借助于对路面使用性能评价指标的研究, 这样才能对路面使用性能做出科学的评价。在进行路面使用性能评价时需要综合考虑重庆地区的气候、地形等道路运营坏境特点, 结合已有的检测数据对某项特定指标进行完善和改进, 使之更加符合该区域的沥青路面的路用性能特性。

2.1 路面状况指数PCI

根据《公路技术状况评定标准》可知, 路面状况指数 (PCI) 计算式如下:

然而重庆地区大部分季节的降雨量很大, 由水损害导致的松散及坑槽等病害非常普遍。与干旱地区不同, 水的进入会加剧路面损害的发展, 进而出现基层松散、路基沉陷等结构性破坏。从调研结果可知, 重庆地区大多数沥青路面PCI评分都大于80分, 评分为良以上的占92%, 其中评分为优的占全部路面的79%。可见, 这项指标的等级非常高, 若仍然用规范中的计算公式去评价该地区的沥青路面破损状况, 明显是与科学性维护的理念相背而驰的。因此, 需要提高对破损率DR的要求, 将PCI的计算模型加以修正。借鉴国内已有的研究结果, 当路面综合破损率小于4.3%时, 路面使用性能状况基本分布于“优、良”等级, 因此本文对该公式中的参数进行修正, 即当路面综合破损率为1%和4.3%时, PCI相对应的评分为85分和70分。通过对数据的回归得到不同公路等级的PCI计算公式如下:

为了便于比较, 将《公路技术状况评定标准》中的破损率DR进行反算, 和本文提出的破损率DR加以对比分析。路况破损评价标准不变, 只是PCI的计算上加以修正, 提高了对破损率DR的要求。

2.2 行驶质量指数RQI

影响行驶舒适性的因索主要是路面的平整度, 优良的路面平整度能保证车辆经济、舒适、安全地通行。RQI是用来评价路面行驶舒适性的指标, 随着人们生活水平的不断提高, 道路使用者对于路面行驶舒适性要求越来越高。由调查结果可知, 重庆地区沥青路面RQI评分绝大多数小于80分, 评分为中以上的占14%, 评分为中的占全部道路的80%, RQI检测结果整体上属于低值, 如果仅从数值上来看, 重庆地区沥青路面总体行驶质量较差。

但是根据现场目测及实际行车体验, 重庆地区绝大多数沥青路面平整度良好, 在行驶过程中平稳舒适, 不存在明显颠簸的现象。RQI检测结果偏低的原因, 初步认为是因为重庆地区公路的陡坡、急弯、急弯加陡坡等地段较多, 检测车在上述路段检测时, 受环境条件的影响, 设备稳定性受到干扰, 致使检测结果的准确性降低。

为客观科学地评价重庆地区沥青路面的行驶质量, 本文暂不对RQI的评价方法及标准进行修改, 待对检测结果偏低原因调查清楚之后再从科学性维护角度对评价指标进行修改和完善, 建议仍使用该评价指标。

2.3 路面结构承载力指数PSSI

重庆地区在进行路面工程交工验收时把路面代表弯沉值小于设计弯沉值的路段都认定为弯沉不合格的路段, 按照公路技术状况评定标准:SSI≥0.955时, PSSI能达到优的等级;SSI≥0.695时, PSSI就能达到中的等级。如果套用《公路技术状况评定标准》中的评价方法, 评价结果显然是不合理的。因此, 结合现行规范及已有文献, 本文在计算PSSI时赋予路面强度SSI乘以0.695的系数, 由此得出PSSI的计算公式为:

据此得到的修订结果即认为路面代表弯沉值小于路面设计弯沉值的路段的评价等级为中等以上。

3 结语

本文以沥青路面使用性能的评价方法为研究重点, 针对现有沥青路面使用性能单项评价指标存在的不合理之处, 结合高温多雨地区沥青路面的破坏特点, 对单项评价指标PCI和PSSI进行了完善和修订。

参考文献

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