農(nóng)村公路運營期技術(shù)狀況評定方法研究

韓 凝

（山西省交通科技研發(fā)有限公司，山西 太原 030032）

0 引言

與高速公路、國省干線公路相比，農(nóng)村公路發(fā)展一直處于弱勢地位，以山西省公路網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀為例，農(nóng)村公路尚處于快速建設(shè)階段，對農(nóng)村公路運營階段的相關(guān)投入及重視程度總體較低，尤其在農(nóng)村公路的技術(shù)狀況評價方面仍處于起步階段[1]；目前，行業(yè)內(nèi)對農(nóng)村公路運營期技術(shù)狀況評價主要參考《公路技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)（JTG 5210—2018）》標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)中對農(nóng)村公路路面使用性能指數(shù)（PQI）進行了詳細(xì)拆分，并細(xì)化為：損壞狀況指數(shù)（PCI）、行駛質(zhì)量指數(shù)（RQI）、車轍深度指數(shù)（RDI）、抗滑性能指數(shù)（SRI）及結(jié)構(gòu)強度指數(shù)（PSSI）5類[2]。

雖然上述指標(biāo)能夠較為全面地反應(yīng)出農(nóng)村公路在運營期的路面總體技術(shù)狀況，但尚未考慮到農(nóng)村公路的自身特性，且指數(shù)權(quán)重劃定也沒有結(jié)合農(nóng)村公路的運營特點；為了提出一套面向農(nóng)村公路的運營期路面技術(shù)狀況評價方法，基于農(nóng)村公路路面病害及既有技術(shù)狀況指標(biāo)，提出了針對于農(nóng)村公路路面的運營期技術(shù)狀況評價體系，以加強農(nóng)村公路的運營管理水平。

1 農(nóng)村公路運營期路面病害及對應(yīng)路面技術(shù)狀況指標(biāo)研究

1.1 農(nóng)村公路運營期路面病害分析

路面開裂、路面沉降變形及車轍坑槽是農(nóng)村公路最常見的三大路面病害[3]，嚴(yán)重威脅著農(nóng)村公路的正常運營，通過分析病害形成機理發(fā)現(xiàn)，面層車轍坑槽、沉陷變形及局部龜裂主要因基層剛度下降所致，而路面縱向開裂主要受基層強度影響[4]，其余病害出現(xiàn)頻次較低，且對路面服役能力影響有限，暫不考慮。表1給出了農(nóng)村公路瀝青混凝土路面運營期高發(fā)病害統(tǒng)計情況。

表1 農(nóng)村公路瀝青混凝土路面運營期高發(fā)病害統(tǒng)計表

1.2 農(nóng)村公路運營期路面技術(shù)狀況指標(biāo)選定

重點分析農(nóng)村公路路面技術(shù)狀況指標(biāo)，暫不考慮路基、橋涵及交安設(shè)施對農(nóng)村公路運營技術(shù)狀況的影響，以山西省為例，通過實地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，農(nóng)村公路路面病害主要以不同形式開裂、永久性車轍坑槽、不均勻沉陷為主；農(nóng)村公路大部分屬二級公路以下，交通流量和設(shè)計時速均較低，且評定規(guī)范也明確了不考慮SRI指標(biāo)及PSSI指標(biāo)影響，因此，路面抗滑性能指數(shù)（SRI）及結(jié)構(gòu)強度指數(shù)（PSSI）對路面技術(shù)狀況的評價權(quán)重暫定為0；現(xiàn)有評定規(guī)范也未將二級以下公路的RDI權(quán)重考慮在內(nèi)，但經(jīng)實地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，農(nóng)村公路車轍病害嚴(yán)重，已經(jīng)嚴(yán)重影響駕駛舒適性和行車安全性，本著提高農(nóng)村公路運營質(zhì)量和運營壽命的初衷，擬將RDI指標(biāo)納入農(nóng)村公路評定體系。

綜上，擬選擇損壞狀況指數(shù)（PCI）、行駛質(zhì)量指數(shù)（RQI）、車轍深度指數(shù)（RDI）3個指標(biāo)構(gòu)建農(nóng)村公路路面技術(shù)狀況評定體系，以全面、系統(tǒng)地評價農(nóng)村公路的路面技術(shù)狀況?；谵r(nóng)村公路特點的路面技術(shù)狀況評價指標(biāo)權(quán)重分配如表2所示。

表2 基于農(nóng)村公路特點的路面技術(shù)狀況評價指標(biāo)權(quán)重分配表

2 農(nóng)村公路運營期技術(shù)狀況評定體系研究

農(nóng)村公路路面技術(shù)狀況評價主要借助路面使用性能指數(shù)（PQI）表征，為了全面評判農(nóng)村公路的技術(shù)狀況，體現(xiàn)不同評價指標(biāo)權(quán)重對最終評價結(jié)果的影響，以提高路面技術(shù)狀況評價的精準(zhǔn)性和全面性，重點介紹了綜合指標(biāo)評價方法，并建立了相應(yīng)的綜合指標(biāo)評價體系。

2.1 農(nóng)村公路路面技術(shù)狀況單一評定指標(biāo)計算

基于本文1.2研究結(jié)果，最終確定了農(nóng)村公路路面技術(shù)狀況評價指標(biāo)類型及對應(yīng)權(quán)重，即：PCI指標(biāo)、RQI指標(biāo)及RDI指標(biāo)。各單項指標(biāo)計算方法如下：

路面損壞狀況指數(shù)（PCI）計算公式詳見式（1）、式（2）所示：

式中：DR為路面損壞率，%；a0為瀝青路面取值15；ai為瀝青路面取值0.412；Ai為i類損壞的總面積，m2；A為檢測面積，m2；ωi為i類損壞的權(quán)重指標(biāo)。

路面行駛質(zhì)量指數(shù)（RQI）計算公式詳見式（3）所示[2]：

式中：IRI為平憨度指數(shù)，m/km；a0為二級及以下公路取值0.018 5；a1為二級及以下公路取值0.58。

路面車轍深度指數(shù)（RDI）計算公式詳見式（4）所示：

式中：RD為車轍深度，mm；RDa為車轍深度參數(shù)，取值10；RDb為車轍深度參數(shù)，取值40；a0為模型參數(shù)，取值1.0；a1為模型參數(shù)，取值3.0。

2.2 農(nóng)村公路路面技術(shù)狀況綜合指標(biāo)評定模型建立

雖然現(xiàn)行的《公路技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)（JTG 5210—2018）》對不同等級的公路路面技術(shù)狀況評價標(biāo)準(zhǔn)及計算方法進行了明確規(guī)定，但在開展農(nóng)村公路路面技術(shù)狀況評定時，不能簡單地將農(nóng)村公路等同于三級、四級及等外公路，農(nóng)村公路作為公路網(wǎng)的重要組成部分，對于完善路網(wǎng)結(jié)構(gòu)體系，支撐鄉(xiāng)村振興建設(shè)具有重要意義，因此，必須在現(xiàn)有條件下，適當(dāng)增加農(nóng)村公路的技術(shù)狀況評定指標(biāo)數(shù)量，以提高評定體系的全面性和客觀性。

在1.2及2.1研究的基礎(chǔ)上，針對農(nóng)村公路技術(shù)狀況評定建立了以下評定模型。具體詳見式（5）：

據(jù)表2有：ωPCI=0.50、ωROI=0.30、ωRDI=0.20。

為了論證該指標(biāo)評定體系的可行性和合理性，選取山西省內(nèi)某段農(nóng)村公路為研究案例，分別采用文中提出的評定體系和規(guī)范給定的評定體系進行PQI指標(biāo)計算，試驗檢測路段相關(guān)參數(shù)詳見表3所示。

表3 試驗檢測路段相關(guān)參數(shù)統(tǒng)計表

采用文中提出的評定模型及規(guī)范給定的評定模型分別計算得到的結(jié)果如表4所示。

表4 兩種評定模型得到的評定結(jié)果

綜上，采用文中模型得到的評定結(jié)果略高于規(guī)范模型，而文中模型在規(guī)范模型的基礎(chǔ)上，更加全面地考慮了農(nóng)村公路的病害類型及病害程度，所得出的路面評定結(jié)果更貼近實際，該計算結(jié)果表明公路的實際工況要優(yōu)于規(guī)范得出的評定結(jié)果，這對未來提高養(yǎng)護決策的全局性和經(jīng)濟性具有重要意義。

3 結(jié)論

農(nóng)村公路路面技術(shù)狀況評定對編制路面養(yǎng)護決策方案具有重要指導(dǎo)作用，以農(nóng)村公路路面技術(shù)狀況評定工作為研究對象，從路面病害類型及程度出發(fā)，遴選出了具有代表性的評價指標(biāo)；基于規(guī)范現(xiàn)有的PQI評定模型，建立了考慮RDI指標(biāo)的路面技術(shù)狀況評定新模型，通過選取試驗段對兩種模型的評定結(jié)果進行對比，初步論證了新模型的全面性和客觀性。