新疆瀝青路面使用性能評價及預養護措施

梁 彬

（新疆交通建設（集團）有限責任公司，新疆 烏魯木齊 830000）

0 引言

本文介紹了新疆公路交通的發展狀況，分析了新疆瀝青路面預養護存在的問題，并針對新疆瀝青路面表面處理技術的性能進行了介紹，提出了符合新疆瀝青路面的預養護措施。

1 新疆公路交通發展狀況概述

我國交通事業已進入了全盛時期，新疆地區的公路建設事業也得到了顯著的發展[1-2]。據統計，截止到2011年，全疆地區公路總里程已達15.2萬km，僅高速公路就占了1 137km，農村公路為10.3km。隨著“十二五”規劃中對我國公路養護管理工作的具體要求以及早期高速公路逐漸進入大修時期，建立高效、耐久、綠色的新一代路面養護技術體系，已經成為未來公路事業發展的主要方向。然而我國在公路預防養護技術方面起步較晚，整體作業水平較低，特別是路況檢測與質量控制技術都比較匱乏。所以，高效、經濟地發展路面罩面養護技術非常必要。新疆地區的地域、氣候都比較特殊，要想與全國同步，首先要考慮地區自身的特殊性。建國以來新疆地區的經濟一直處于比較落后的狀態，這直接影響了公路建設資金和養護資金的投入，存在嚴重的資金供給不足。資金問題與逐漸擴大的公路養護需求產生了巨大的矛盾，制約了該地區公路建設的發展，同時，公路建設的落后又影響了其經濟的發展。由于新疆面積廣闊，城鄉連接多依賴于低層次的交通干線公路、農村公路等。這些公路穿過戈壁、荒漠，使用普通瀝青對其表面進行處理時，雖然建設費用較低，但明顯存在壽命短、維修頻率高等缺陷。新疆地區的地理位置和氣候狀況都具有一定的特殊性，如何結合地區的自身特點，研究出適合新疆地區瀝青路面面罩技術，并得以推廣使用，將對該地區公路發展起到積極作用，是未來我國交通事業發展必須解決的問題。

2 新疆瀝青路面預養護存在的問題

新疆位于亞歐大陸中部，其面積占到我國國土總面積的1/6，是面積最大、陸境線最長的少數民族自治區。因此，新疆占有相當重要的戰略發展地位。隨著西部大開發的進行，援疆計劃也在不斷落實，近年來，新疆地區經濟快速增長的同時也帶動了交通事業的發展。作為一種全新的路面養護技術，瀝青表面綜合治理技術在選材、施工、性能等方面對于傳統道路養護技術有了革新。但我國目前尚未形成完整的公路瀝青表面綜合治理技術的設計方法與性能評價方法，因此，這一項技術始終沒有得到良好的推廣與使用。下面介紹了該方法在推廣使用中存在的一些困難和問題。

2.1 缺乏預養護決策可靠、量化理論

針對預養護措施的特點與適用范圍，采用的實際路面病害類型與病害程度組合有所不同，必須根據實際路況，科學、合理地制訂不同的預養護方案。然而，實際情況卻是在工程預養護決策過程中，受到太多主觀決策影響的因素，增加了養護技術的應用風險。

2.2 預養護微觀路況標準尚未建立

目前，我國還沒有完整的預養護微觀路況標準，主要是因為缺乏對路面病害微觀特點的認識，沒有深入的對標準進行細化。在路面尚未出現病害時，我國的預養護技術標準對路況的評定基本是套用的宏觀綜合指標。但在對這些路況指標進行調查時，路況的微觀特點無法完全展現出來，造成了在依照調查結果進行養護措施制定時無法進行。雖然有些先進的自動化檢測技術已經普遍使用，但總體的構架尚未建立，造成實際的工程決策主要依賴于管理者的工程經驗。這就會對后期預養護技術應用效果的評價產生影響。

2.3 無法有效把握最佳預養護時機

最佳預養護時機的把握能夠有效降低效益費用比。但在實際的養護時，因為不同地域的影響因素各不相同，要求對路面使用性能的衰變趨勢進行不斷的、全面的掌握，進行相關路況歷時數據庫調查，而且還要掌握不同養護措施的性能變化趨勢。我國尚未建立路面使用性能數據庫，這就對最佳預養護時機的把握造成了一定的影響。

2.4 預養護技術不夠成熟

在進行路面預養護時，采用的結構厚度很薄，而且不同的區域所選的不同建筑材料、氣候變化特征等對使用性能的影響也不一。所以，欠成熟的預養護技術也是制約其本身發展的重要原因之一。

3 新疆瀝青路面使用性能評價與養護措施

瀝青路面表面處理技術的研究還處在初級階段，因此，沒有完整的技術規范和評級指標直接引用，而傳統的路面性能評價技術存在很多不足之處。下面是對瀝青路面使用性能評價的簡單介紹。

3.1 路面功能評價

路面功能在于實現車輛安全舒適的運行，滿足交通的需求。通常而言，路面功能的影響因素主要有三個，分別為路面的平整性、車輛的動態響應以及人的感受能力[3]。由于路面的使用者不同，對其的評價也會不同，這主要是因為不同個體對路面的舒適感存在偏差。從路面本身來看，路面行駛質量最重要的因素是路面的平整性。路面的平整性通常都是用指數RQI來評價。

為了有效防止對路面本身評價的主觀差異性與隨意性，通常使用主觀、客觀結合的方式對路面質量進行評價。綜合不同具有代表性的乘客對路面的主觀性評價，結合對路面平整性的量測，通過線性回歸方式，進行不同影響因素的相關關系分析，建立了路面的影響因子評價模型，實現對于路面本身質量的統一性評定。

通過整理路面功能評價的影響因素，結合線性的回歸分析，建立出以下的路面功能評價的模型，公式如下：

式中，RQI為是車輛的行駛質量參數，取值范圍在0～10之間；IRI為路面的平整性參數。

使用路面質量評價模型進行路面質量優劣的評價時，還需要進行相關標準的制定，通過相關的標準進行路面使用性能的滿足程度評價。這一標準，重點反映乘客對路面使用性能的舒適性要求，同時，也應結合當地經濟因素的制約。表1為新疆路面功能評價的標準與養護措施。

表1 新疆路面功能評價的標準與養護措施

3.2 路面結構評價

3.2.1 路面結構承載能力評價

路面結構的承載能力是指路面在使用多次后達到了承載極限的狀態，從某種程度上而言，路面本身的使用壽命是直接體現路面結構承載能力的一個重要標準。路面的使用年限越短，路面結構承載能力越不能滿足實際交通的需求，需要采取加強路面結構承載能力的措施，通常采用路面加鋪層的方式。

不同的路面結構有著不同的路表彎沉值[4]。通常情況而言，路面的結構承載能力對應其路面的損壞程度，這種損壞程度又對應路面的彎沉值。然而，路面本身的最大彎沉值不可單獨用作路面結構壽命的評價，因為路面結構不同，路面的交通有差異，其路面的行車作用次數不同，必然導致路面的損壞狀況差異性很大。

進行路面結構的承載能力評價時，通過瀝青路面的路面彎沉值的形成荷載作用次數與路面損壞程度之間的關系曲線，進行路面剩余使用壽命的評定。路面的剩余使用壽命越長，其路面結構的承載能力越強。采用路面強度指數SSI對路面使用情況進行評價，評價標準如下：

SSI=路面的設計彎沉值/路面的現有彎沉值

當SSI=1時，說明此時路面結構已處于結構失穩的臨界狀態，路面本身的使用壽命不長，需要及時采取路面養護措施；

當SSI＜1時，說明此時路面的現有彎沉值大于路面的設計彎沉值，即路面已經處于超負荷狀態，路面使用中，隨時都有可以發生結構塌陷等危險，應對該種路面及時重建；

當SSI＞1時，說明此時路面的設計彎沉值大于路面的現有彎沉值，即路面還有較長的使用壽命，對于這種路面只需要采取預防養護措施即可。

表2為新疆瀝青路面的結構承載能力評定標準與養護措施。

表2 新疆瀝青路面的結構承載能力評定標準與養護措施

3.2.2 路面結構損壞程度評價

路面結構的損壞程度是指路面在使用過程中，其在形成活荷載作用下以及在各種外界因素的影響下，路面結構的完整程度。路面結構損壞程度的評定，是鑒別路面養護段的根本指標。應從路面的損壞類型、路面的損壞等級等方面進行路面損壞程度的評定。

（1）路面的損壞類型

通常情況下，路面的損壞類型主要有以下幾種。斷裂損壞，這種損壞的主要原因是路面本身的裂縫導致的路面斷裂；路面的永久變形，這主要是由于路面在外界自然因素作用下導致的損壞；路面的表面損壞，這種主要是由于路面長期受形成活荷載所導致的損壞。

（2）路面損壞的等級劃分

為了區別不同的路面損壞程度，通常會對于路面的損壞等級進行劃分。損壞等級等級越高，路面的損壞程度越嚴重；等級越低，路面的損壞程度越小。

3.2.3 路面損壞狀況評價

通常進行路面的損壞狀況評價時，采用的是扣分法，扣分法原理如下式所示：

式中：PCI為路面的損壞狀況；C為無損狀況下的路面評分值，百分制條件下，C=100；i、j為路面的損壞類型以及路面的損壞等級；DPijkWij為各種影響因素對于路面損壞狀況的扣分值。一般PCI值越大，路面的損壞狀況越好。表3為新疆瀝青路面損壞狀況的評定標準以及相應的養護措施。

表3 新疆瀝青路面損壞狀況的評定標準與養護措施

3.3 路面安全性評價

瀝青路面的安全性評價的主要標準為路面的抗滑能力，瀝青路面抗滑指數的影響因素主要有橫向力系數（SFC）和路面的擺值（BPN）。這兩個參數的值作為路面安全評價的主要標準。新疆瀝青路面的安全性評標準如表4所示。

表4 新疆瀝青路面的安全性評標準

3.4 路面的綜合評價分析

對于路面的全面評價，應進行路面綜合屬性的了解與把握，才能最準確地反映出路面的實際狀況，這樣才可以采取相應的解決措施實現路面的良好運行。在進行路面的綜合評價時，采用狀態向量的形式進行描述，將路面狀態的影響因素進行維向量描述，形成一個數學的向量形式，通過數學建模以及線性或非線性回歸的方式，進行路面綜合狀態的最準確評價。

為了方便養護對策的選擇，在進行路面使用性能的綜合評價時，應考慮路面性能影響因素。例如，路面的結構承載等級為A，損壞狀況為B，安全性能評價為C，行駛質量等級為D，如此便可以建立一個評價的維向量（A，B，C，D）。然后再通過綜合評價采取有效的養護措施。

4 結語

對瀝青路面的使用性能進行評價時，應結合多方面的因素考慮，在各種因素之間建立一個評價的維向量，通過線性或非線性的回歸方式，將不同因素對路面的影響程度進行分別評定，再通過綜合考量，選取最合理的養護措施。

[1] 黑學真.新疆瀝青路面使用性能評價及預養護措施研究[D].烏魯木齊：新疆大學，2013.

[2] 孔晨光.烏魯木齊市城市道路瀝青路面結構設計參數與設計方法的研究[D].濟南：山東建筑大學，2013.

[3] 劉圣潔.瀝青路面健康性能檢測體系研究[D].西安：長安大學，2012.

[4] 姚祖康，胡東明.瀝青路面使用性能評價[J].土木工程學報，1989（3）：13-22.