（交通运输工程专业论文）长万高速公路沥青路面使用性能研究.pdf

摘要 本论文依托重庆市交通委员会科技项目“长万高速公路沥青路面使用效果评 估 ，对国内外的沥青路面使用性能评价指标进行了充分的调研、分析工作，根据 分析结果，确定了论文采用的路面性能评价指标。在研究中，对论文的依托项目 长万高速公路，进行了半年为周期、为期三年的现场跟踪调查、检测工作，主要 调查内容包括a k 、s m a 、s u p e r p a v e 等三种路面结构路段的路况调查、平整度检 测、弯沉检测、构造深度、摩擦系数等。根据现场调查、检测内容，对各路段分 别进行了p c i 、r q i 、s s i 、路面安全性、p q i 、p s i 、m c i 、r 4 等评价指标的计算。 针对p c i 指标计算公式，本研究发现其车辙换算系数存在某种程度的不妥， 因此，本论文根据现场跟踪检测数据、现场的实际状况，提出了p c i 指标计算中 车辙换算系数的连续式方程k = 0 0 0 0 0 6 4 r d 3 ，该计算公式避免了较粗糙的段落划 分的方法，且根据本项目的验证，该公式相对于长万高速公路是合理的。 根据对国内外沥青路面性能评价指标的性能衰减规律的分析可知：国内的评 价指标与国外的评价指标有着较大的差异，主要是侧重点不同：j t j0 7 3 2 2 0 0 1 中 的指标以及r 4 指标，对同一指标而言，在不同路段其衰减曲线的类型均一样；国 外的研究指标，在衰变曲线上，似乎对同一路段存在着同样的衰减曲线。 针对路面性能评价过程中弯沉的季节换算系数较为不确定的情况，本论文对 长万高速公路的弯沉换算系数进行了分析、研究，得出长万高速公路的弯沉的季 节换算系数( 将6 月的测量数据换算到1 2 月) 为0 4 9 。 论文对采用的评价指标，从国内指标、国外指标两个方面进行了分析，通过 分析发现，对长万高速公路上的调查路段有以下的规律：根据我国公路沥青路面 养护技术规范的相关指标，s m a 段占绝对优势，s u p 段相对最差，a k 段居中； 根据国外的相关指标，s u p 段具有绝对优势，a k 段最差，s m a 段居中；根据以 r 4 指标，a k 段占优势，s u p 段最差，s m a 段居中，可见在进行沥青路面使用性 能研究的过程中，研究指标的选择不同会对研究对象产生截然不同的结果。为此， 本文研究建议，在进行沥青路面性能评价时，应结合实际工程的现场状况以及其 他条件来确定采用的评价指标来评价沥青路面的使用性能更为合理。 根据论文中采用的评价指标的分析可知，至观测期末，长万高速公路需采取 的维修措施：根据所有评价指标( 除r 4 外) ，针对所观测路段，仅需进行日常养 护、局部维修即可。该点结论，根据后续的观测发现是科学的、合理的。 关键词：高速公路；沥青路面：使用性能；评价指标；衰变规律 a b s t r a c t p a p e rr e l y i n go ns c i e n c ea n dt e c h n o l o g yp r o j e c t si nc h o n g q i n gm u n i c i p a l t r a n s p o r t a t i o nc o m m i t t e e ，”c h a n g s h o u w a n z h o ue x p r e s s w a ya s p h a l tp a v e m e n t i m p a c ta s s e s s m e n t , m a d ear e s e a r c ho fa s p h a l tp a v e m e n tp e r f o r m a n c ee v a l u a t i o n i n d e x e s ，a c c o r d i n gt ot h er e s e a r c h , t h ei n d e x e sb e i n gs t u d i e di nt h ep a p e rh a v eb e e n d e c i d e d d u r i n gt h es t u d y , t h ef o l l w i n gw o r k sh a v eb e e na r r a n g e d ：t h ef i e l dc o n t i n o u s r e s e a r c h , t h em e a s u r eo ft e c h n i ci n d e x e so ff i e l do fc h a n g w a ne x p r e s s w a y ，w i t h i n t e r v a lo fh a l fy e a rd u r i n gt h r e ey e a r s ，t h ei n d e x e si n c l u d e dp c i ，r q i ，s s i ，p q i ，p s i ， m c i ，r 4 a n ds oo n d u r i n gt h es t u d y , i tw a sf o u n dt h a tt h e r ei sam i s s g i v i n go ft h ec o n v e r s i o n c o r f f i c i e n to fr u t t i n gi np c ii n d e xf o r m u l a c e r o d i n gt ot h em e a s u r i n gf i e l dd a t a s ，t h i s p a p e rp u tf o r w a r dt h ec o n t i n o u sf o r m u l l ao ft h ec o n v e r s i o nc o r f f i c i e n to fr u t t i n gi np c i i n d e xf o r m u l ，t h a ti sk = 0 0 0 0 0 6 4 r d 3 ，t h i sf o r m u l l aa v o i dt h ec o n v e n t i o n a ls e c t i o n d i v i s i o nm e t h o do ft h a t t h r o u g ht h ei t e m sv a l i d a t i n g ，t h ef o r m u l l ai sr e a s o n a b l et o c h a n g w a ne x p r e s s w a y t h r o u g ht h ea n a l y s i so ft h ep e r f o r m a n c ea t t e n u a t i o nr u l eo ft h ee v a l u a t i o ni n d e x e s ， i tw a sf o u n dt h a tt h e r ei sb i gd i f f e r e n c eb e t w e e nt h ed e m e n s t i ce v a l u a t i o ni n d e xa n dt h e f o r e i g ne v a l u a t i o ni n d e x ，t h em a i nd i f f e r e n c ei st h et w ot y p e si n d e xh a v ed i s t i n c t e m p h a s e s ：t ot h ed e m e n s t i ci n d e x ，t h es t y l e st h ep e r f o r m a n c ea t t e n u a t i o nc u r v e st o d i f f e r e n ts e c t i o na r et h es a l t l et ot h es a l n ei n d e x ；t ot h ef o r e i g ni n d e x ，i ts e e m st ob et h e s a i n ea t t e n u a t i o nc u r v et ot h es a m es e c t i o n c o n s i d e r i n gt h ei n d e t e r m i n a c yo fs e a s o na t t e n u a t i o nc o e f f i c i e n to fd e f l e c t i o n ，t h e p a p e rs t u d i e dt h ed e f l e c t i o na t t e n u a t i o nc o e f f i c i e n to fc h a n g w a ne x p r e s s w a y , a n d e n d u c e dt h es e a s o na t t e n u a t i o nc o e f f i c e n to fc h a n g w a ne x p r e s s w a y , t h a ti s0 4 9 ( f r o m j u n t od e c ) p a p e ra n a l y z e dt h ed e m e n s t i ca n dt h ef o r e i 印i n d e xa n df o u n dt h er u l e so f c h a n g w a ne x p r e s s w a y ：a c c o r d i n gt ot h ed e m e n s t i ce v a l u a t i o ni n d e x ，s m as e c t i o nw a s t h eb e s to n e ，a n ds u ps e c t i o ni st h ew o r s to n e ；a n da c c o r d i n gt ot h ef o r e i g ni n d e x ，s u p s e c t i o ni st h eb e s to n e ，a n da ks e c t i o nw a st h ew o r s to n e ；a c o r d i n gt or 4i n d e x ，a k s e c t i o nw a st h eb e s to n e , s u ps e c t i o ni st h ew o r s t t nt h el i g h to fa b o v ew ec a 1k n o w , d u r i n gt h es t u d yo ft h ep a v e m e n tp e r f o r m a n c e ，t h es e c l e c t i o no ft h ee v a l u a t i o ni n d e xi s v e r yi m p o r m a n tt ot h ee v a l u a t i o nr e s u l t s s ot h i sp a p e ra d v e r s e st h a t ，d u r i n gw e e v a d u l a t et h ep a v e m e n tp e r f o r m a n c e ，w es h o u l ds e l e c tt h ea p p r o p r i a t ei n d e xa c c o r d i n g t ot h ef i e l dc a s ea n do t h e rc o n d i t i o n s a c c o r d i n gt o t h ea n a l y s i sr e s u l t s ，i tc o u l db ef o u n dt h a t ，t ot h ee n do ff i e l d o b s e r v i n g ，t h em a i n t a i n c eo fc h a n g w a ne x p r e s s w a ya lej u s tr o u t i n em a i n t a i n c 宅a n d p a r t i a lr e p a i r t 【l i sc o n c l u s i o nw a sf o u n dt ob es c i e n t i f i ca n dr e a s o n a b l ea c c o r d i n gt ot h e f o l l o w u po b s e r v a t i o i l s k e yw o r d s ：e x p r e s s w a y ；a s p h a l tp a v e m e n t ；p e r f o r m a n c e ；e v a l u a t i o ni n d e x e s ； a t t e n u a t i o i lr u l e 重庆交通大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究 工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人 或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体， 均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：芎五 日期：罗年，月彦日 重庆交通大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。 本人授权重庆交通大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索， 可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科 学技术信息研究所将本人学位论文收录到中国学位论文全文数据库，并进行 信息服务( 包括但不限于汇编、复制、发行、信息网络传播等) ，同时本人保留 在其他媒体发表论文的权利。 学位论文作者签名：哆上 日期：矽乡年，月，莎日 ：式叫 日期： q 罗年i 1月2 。日 本人同意将本学位论文提交至中国学术期刊( 光盘版) 电子杂志社c n i r d 系 列数据库中全文发布，并按中国优秀博硕士学位论文全文数据库出版章程规 定享受相关权益。 学位做作者签名李五 日期：夕，年月，夕日 第章路面使用性能评价的研究现状 第一章路面使用性能评价的研究现状 1 1 美国a a s h t o 最初采用的评价公式 1 9 6 2 年a a s h t o 发表的试验报告中，首先提出了使用性能指数p s i 这个概 念，其确定方法是：先决定路面使用性能评级( p s r ) ，这个p s r 是由包括道路 使用者在内的数人，对指定区间内的道路用5 分制打分法( 当时实际实施时偏重 于乘车舒适性方面) ，把各人打分加以平均而得。p s r 的分数依表1 1 的标准， 然后再把这个主观的p s r 值与相应区间内各路面性状的客观测定值( 包括裂缝 度、车辙和平整度) 进行相关分析而得出统计关系式，其中用于沥青路面的评价 公式： p s i = 5 0 3 1 9 1 l o g ( 1 + s v ) 一0 2 1 r d o 0 1 4 c + p 式( 1 1 ) 其中：s 矿纵向凸凹不平的方差平均值( ) ； r n 一车辙深度( e m ) ； c _ 一缝率( m 2 1 0 0 0 r n 2 ) ； p _ 修补率( m 2 1 0 0 0 m 2 ) 。 这个p s i 随交通荷载等的反复作用会逐渐下降，在a a s h t o 道路试验中， 把p s i = 2 5 作为路面行驶舒适性不足的界限，为需适当修补的状态；而把p s i 下 降到1 5 ，作为达到破坏的界限，是需要重修的状态。 表1 ip s r 值与评价表 t a b l e1 1p s rv a l u e sa n de v a l u a t i o nf o r m p s r 评价 5 非常好 4 良好 3一般 2差 1非常差 1 2 日本“道路维修纲要”所用的评价公式( p s i ) 在日本“道路维修纲要”中，也采用了p s i ，但公式中的侧重点及参变量的取 值方法与a a s h t o 不同，它把公式中的系数、指数作了重新分析，测定方法也 作了明确修改。 p s i = 4 5 3 一o 5 8 1 l o g o 一0 3 7 4 c r 一0 0 0 1 7 4 r d 2 式( 1 2 ) 其中：p s 卜使用性能评价指数； 卜纵向凸凹不平的标准偏差( r a m ) ； c r 裂缝率( ) ； 2 第一章路面使用性能评价的研究现状 r 卜车辙平均深度( 衄) ； 按式( 1 2 ) 计算得到的p s i 的养护维修判断标准是： p s i 为0 l 时的相应措施是大修补强； p s i 为1 2 时的相应措施是中修罩面； p s i 为2 3 时的相应措施是小修； p s i 3 时不需采取养护对策。 除综合评价p s i 外，在某单项损坏现象严重的情况下，判断每种道路是否需 要维修的标准如表1 2 。 表1 2日本“道路维修纲要”中根据单项指标判断道路是否维修的标准表 t a b l e1 2 j a p a n s ”r o a dm a i n t e n a n c ep r o g r a m ”，i na c c o r d a n c ew i t ht h ei n d i v i d u a li n d i c a t o r st o d e t e r m i n ew h e t h e r 也er o a dm a i n t e n a n c es t a n d a r d st a b l e 车辙及剥落( m m )纵向凸凹( m m )裂缝率( ) 8 m 直尺( p r i ) 汽车专用道路 2 5 2 0 3 m 直尺3 5 ( o ) 交通量多的一般道路 3 0 4 0 3 m 直尺4 5 ( o ) 3 0 4 0 交通量少的一般道路 4 0|4 0 - 5 0 1 3 日本建设省土木研究所的维修管理指数( m c i ) 日本建设省土木研究所经过1 9 7 2 年至1 9 7 9 年的调查、研究，在1 9 8 1 年提 出了路面维修管理指数m c i ，其评价方法经计算机筛选，同样是o 、c r 、r d 关 系最为密切。 m c i = 1 0 1 4 8 c r0 3 0 2 9 r d n 7 0 4 7 0 n 2 ( 复相关系数r = 0 7 5 ) 式( 1 3 ) 同时，也提出了用2 个及1 个特性值计算的m c i ： m c i n = 1 0 1 5 1 c r o 一一0 3 0 r d o 7 式( 1 4 ) m c i i = 1 0 2 2 3 c r 0 3 式( 1 5 ) 慨= 1 0 0 5 4 r d o 7式( 1 6 ) 其中，c r 、r d 、o 的意义同式( 1 2 ) ； m c i _ 维修管理指数； m c i 广用2 特性值的维修管理指数； m c i l 仅依裂缝率的维修管理指数； m c l 2 仅依车辙深度的维修管理指数。 以上m c i - m c l 2 中任何一个小于4 ，均采取相应维修措施【5 】。 1 4 扣分法( d e d u c tv a l u e ) 第五届国际沥青路面结构设计会议上介绍的方法是，从满分( 1 0 0 分) 减去 相应于各种损坏( 裂缝、车辙、表面损坏等) 项目的状态值( 即扣分值) ，其差 第一章路面使用性能评价的研究现状3 即为评价值。 1 5 加拿大交通运输局的路面质量指标p q i 这是综合地表示路面使用性能的指数。p q i 是加权地计算c i 、r c i 、s a r 三 个指标得出来的。其中c i 是关于路面状态( 裂缝等) 的指数；r c i 是关于乘车 舒适性的指数；s a r 是关于路面结构适应性评级的指数。p q i 相应于路面状态评 价为啦! o 。表1 3 是其输出的一例。 表1 3 加拿大交通运输局的路面质量指标p q i 数据一览表 t a b l e1 3 c a n a d i a nt r a n s p o r t a t i o na g e n c yp q ip a v e m e n tq u a l i t yi n d e xs u m m a r yo fd a t a 编号 c ir c is a r p q i 12 14 10 31 5 2 4 85 63 33 9 33 95 46 75 2 4 3 46 16 15 4 54 14 6 0 1 8 61 45 80 82 7 74 5 5 94 84 8 89 36 95 36 9 9 56 45 75 8 1 04 25 30 32 2 1 16 555 64 8 1 29 5 81 13 4 1 34 25 23 13 4 1 46 35 16 95 5 1 55 8 5 85 75 5 1 63 3401 5 根据表1 3 中的数据可以整理出以下公式： p 缪= - 1 8 2 + 0 1 4 3 c i + 0 6 4 3 r c ! + 0 4 6 6 s a r 式( 1 7 ) 1 6 日本运输省航空局评价机场路面的方法 这个局1 9 8 5 年正式发行的“机场路面修补要领( 草案) ”提出了新的方法， 其路面评价包括路面性状和路面结构两方面。其中，路面性状评价采用了裂缝率、 车辙量、平整度三项指标的测定结果，用式( 1 8 ) 计算路面修复指数p r i ( p a v e m e n t r e h a b i l i t a t i o ni n d e x ) ： ，p r = l o 一0 4 5 c r 一0 0 5 1 1 r d 一0 6 5 5 s v 式( 1 8 ) 其中：c r 裂缝率( ) ； r 胁车辙深度( m m ) ； 4 第一章路面使用性能评价的研究现状 s v 平整度( n u n ) ，每1 5 m 测定，用标准偏差a 表示。 “要领中规定的评价标准见表1 4 所示。 表1 4日本运输省航空局1 9 8 5 年的“机场路面修补要领( 草案) ”的评价标准表 t a b l e1 4 j a p a nc i v i la v i a t i o nb u r e a u ，m i n i s t r yo ft r a n s p o r ti n19 8 5 ，”a i r p o r tp a v e m e n t r e p a i re s s e n t i a l s ( d r a f t ) ”o ft h ee v a l u a t i o nc r i t e r i ai nt a b l e 评价 铺筑区域 abc 跑道 8 08 o 6 8 6 96 9 - 3 0 5 95 9 旬 r 3 5 ) 、中( 3 5 r 2 5 ) 、次( 2 5 r 1 5 ) 、差( 1 5 r 0 ) 。专家组 成员依据各自的主观工程经验，通过目测以及行驶感受，对1 7 个试验路段打分。 取各试验路段专家评分的平均值，作为该路段路面使用性能的主观评价等级 ( r ) 。专家组的评分结果列于表1 6 。 表1 6 试验路段主观评分与路面参数实测数据一览表 t a b l e1 6t e s ts c o r ea n dt h er o a ds e c t i o n so ft h es u b j e c t i v ep a r a m e t e r so fal i s to fm e a s u r e dd a t a 里程k i n评分瓜c 刚 r d m m s s i ( 设计实测) b p nu0 m m 1 9 2 04 3 34 0 34 12 9 8 52 9 2 1 31 6 8 2 3 2 44 116 3 43 42 2 62 4 2 3 61 8 8 3 6 3 7 3 6 62 0 29 42 4 1 93 4 2 1 81 7 2 5 3 8 3 93 42 31 01 9 13 22 2 71 8 5 7 5 842 8 85 90 9 9 53 62 8 42 2 9 6 9 - 7 038 1 4 5 91 0 9 53 l2 1 81 7 3 7 1 7 22 8 82 9 53 71 0 83 0 2 6 62 1 4 7 3 7 43 4 32 38 31 0 92 93 1 42 5 5 3 7 6 7 74 2 92 6 64 51 0 83 22 7 22 1 9 7 9 8 03 3 82 8 87 81 1 62 9 2 7 82 2 4 8 9 - 9 0 2 8 82 5 9 1 4 50 5 3 3 3 6 2 6 32 1 1 4 9 1 9 22 5o 6 55 50 7 6 23 65 2 44 3 6 9 4 - - 9 5 2 1 31 4 4 56 50 6 2 93 23 0 22 4 5 l o o 1 0 12 3 8 3 6 1 2 3 30 7 1 4 3 23 3 52 7 3 1 0 5 1 0 62 2 91 4 42o 83 13 4 32 8 3 7 3 6 4 3 0 26 51 7 7 3 63 1 12 5 2 9 3 - 9 42 1 42 3 2 66 6o 73 23 5 42 8 9 理想边界 50 0 3o 0 11 5 5 2 0 0 1o 0 1 依据1 7 个试验路段现场实测的数据与专家组对试验路段的评分均值r ，进 行了各影响变量与主观评价之间的单项统计分析和多元线性统计回归分析，建立 了专家主观评分与客观实测数据之间的联系，即综合评价指标的数学模型。 评价模型的基本方程式，采取如下4 因素线性形式： r = a i + a 2 x f ( c r ) + f ( o ) l + a 3 x f ( s s i ) + a 4 x f ( b p n ) 由于各项影响因素与r 之间的关系不呈线性，必须对各个单项因素进行线 6 第一章路面使用性能评价的研究现状 性转换，通过单项统计分析得到单项因素与r 的最佳线性关系函数，供多元线 性统计回归使用。在该研究中分别按双曲线函数、幂函数、指数函数、对数函数 和s 型曲线等5 种形式进行了单项统计分析。相关性最佳的基本结果如表1 7 。 表1 7 主观评分值( r ) 与客观实测值的最佳相关函数形式表 t a b l e1 7 s u b j e c t i v er a t i n gv a l u e ( r ) a n dt h eo b j e c t i v ef u n c t i o no ft h em e a s u r e dv a l u ei st h eb e s t 玎e l a t e df o r mo f t a b l e s 影响变量函数形式相关系数 c r r = 4 3 7 - 1 4 l g ( i + c r l 0 6 5 r d r = 4 3 1 2 3 l g ( i + r d l 0 3 8 o r = 5 2 6 3 9 5 l g ( 1 + o1 0 6 9 2 s s i r = i 6 7 + 4 5 9 i g ( 1 + s s l ) 0 7 4 b p nr = 2 0 5 4 + 19 8 7x i g ( i + b p n ) 0 3 注：1 c r 为l k m 路段中百米最大裂缝率；2 o ( m m ) 、r d ( m m ) 、s s i 和b p n 为l k m l 0 次测定的均值。 依据以上单项统计分析的结果，选取相关性较好的1 4 1 9 ( i + c r ) 、 1 2 3 1 9 ( 1 + r d ) 、3 9 5 1 9 ( 1 + o ) 、4 5 9 1 9 ( 1 + s s i ) 和1 9 8 7 1 9 ( 1 + b p n ) 5 个函数项作为综合 评价指标数学模型的因素变量，对调查数据进行了多元线性统计回归分析。分析 结果如表1 8 。 表1 8 主客观多元统计回归分析结果表 t a b l e1 8m u l t i v a r i a t es t a t i s t i c a lr e g r e s s i o na n a l y s i so fs u b j e c t i v ea n do b j e c t i v er e s u l t so f t a b l e 指标 变 量回 归 公 式相关系数 r 1c r 、r d 5 0 2 1 3 3 1 9 ( 1 + c r ) - 0 9 3 1 9 ( 1 + r d ) o 7 r 2c r d 、o 5 6 0 6 7 c r d - 2 3 3 1 9 ( 1 + o ) 0 7 7 r 3c r 、o 、s s i 3 8 5 0 7 8 1 9 ( 1 + c r ) - 2 0 9 1 9 ( 1 + o 计3 1 2 1 9 ( 1 + s s i ) 0 8 7 r 4c r d 、o 、s s i 3 8 5 - 0 5 6 c r d 一1 4 6 1 9 ( 1 + o ) + 3 3 1 9 ( 1 + s s o 0 8 7 3 i u c r d 、o 、s s i 、b p n 4 9 6 - 0 5 9 c r d 一1 5 9 1 9 ( 1 + o ) + 3 1 3 1 9 ( i + s s i ) - 0 6 2 1 9 ( 1 + b p n ) 0 8 7 4 注：1 表中c r d = i 3 3 1 9 ( i + c r ) + 0 9 3 1 9 ( 1 + r d ) ；2 各参数单位同表1 7 。 对于同一组路面性能调查数据，其综合评价指标r 4 和r 5 ，与专家组主观评 分结果r 之间，有良好线性关系，如图1 1 、图1 2 。 第一章路面使用性能评价的研究现状 6 s 5 5 龟4 - s 众4 敷1s 瑟4 ； 2 ，5 2 1 5 1 52 2 533 s44 55 5 5 6 足4 图1 1r 4 与r 的线性关系( 相关系数0 8 7 3 ) f i g u r e1 1 r 4a n d al i n e a rr e l a t i o n s h i p ( c o r r e l a t i o nc o e f f i c i e n to 8 7 3 ) 5 6 5 4 4 众 疑3 ，8 聪 母3 2 2 ，6 2 月5 图1 2r 5 与r 的线性关系( 相关系数0 8 7 4 ) f i g u r e1 2 r 5a n drt h el i n e a rr e l a t i o n s h i p ( c o r r e l a t i o nc o e f f i c i e n t0 8 7 4 ) 图1 3 、图1 4 反映了各项变量因素对综合评价指标的影响程度，即重要程 c r ( o 1 0 0 ) ，s 钳( o - - - 2 ) i r 0 - - - - 1 0 ) 图1 3r 3 随其影响变量因素变化情况 f i g u r e1 3 r 3w i t l lt h ei m p a c to fc h a n g e si nt h ev a r i a b l ef a c t o r s 8 第一章路面使用性能评价的研究现状 0 2 557 5 1 0 c r ( o - 4 0 0 ) 、g o ( 0 - - 3 0 ) 、s s ! 0 - - - - 2 ) 、i r o 1 0 ) 图1 4r 4 随其影响变量因素变化情况 f i g u r e1 4 r 4w i t ht h ei m p a c to fc h a n g e si nt h ev a r i a b l ef a c t o r s 经过对5 个多元回归模型的分析，可以发现： 1 ) 5 个多元回归模型中，r 3 、r 4 、r 5 比较理想，相关系数均达到了o 8 7 以上，客观测定数据与主观评价之间相关性好。但从反映沈大高速公路路面特点 的全面性来看，r 4 比r 3 多了一个影响变量r d ，考虑了高速公路沥青路面的主 要病害车辙；r 5 虽然比r 4 多一项摩擦系数指标，但在特性分析中发现摩擦系数 所占的影响权重极小，且从物理机理来分析，路面抗滑性能与路面表面状况、路 面强度、路面行驶质量的相关性不大，国外各指标在进行评价和指导养护时，往 往也是将路面抗滑作为单项处理的。因此综合以上原因，最后选择了i h 作为推 荐使用的路面使用性能综合评价指标。 2 ) 该综合评价指标属于道路养护管理者模型，不同于美国的p s i 等服务模 型，其特点是： 模型的服务对象是道路养护管理者，关心的是路段的破损程度( c r 、 r d ) 、路面结构强度( s s i ) 和路段的平整度。从影响路面使用性能状况的物理 机理来看，c r 、r d 组成的c r d ，与s s i 、i r i 也是互成相关关系的，r 4 良好地 反映了这一点。 i m 突出了高速公路路面车辙、裂缝显著的特点，计算方便。且是通过沈 大高速公路1 7 个试验路段的主客观调查分析建立起来的统计回归数学模型，能 够反映车速高( 主观评价车速为8 0 k m h ) 、交通量大、轴载重等高速公路的交通 特征。 3 ) 依据r 4 模型建立的评价标准，可确定高速公路的养护维修标准为高速 公路养护评价为“次 以下，即r 4 2 5 时，应予以养护维修。 为了考察分析综合评价指标r 4 ，与其它单项评价指标和综合评价指标对同 一路段的评价结果，该研究中对路面综合评价模型i h 与国内外模型进行了对比 分析。在沈大高速公路上下行行车道选择3 0 个路段作为评价分析试验段，从中 选取i 值低于维修技术标准2 5 的1 2 个路段，每段l k m 进行比较分析。比较 6 4 2 5 霉6 2 4 鼻 曼5 4 4 4 4 3 第一章路面使用性能评价的研究现状 9 结果汇总于表1 9 。 表1 9 沈大高速公路待维修路段各评价指标及结果对照表 t a b l e1 9 s h e n y a n g d a l i a nh i g h w a ys e c t i o n st ob em a i n t e n a n c ea n dt h er e s u l t so ft h ee v a l u a t i o n i n d e xc o m p a r i s o nt a b l e 路段里程 p c i r q i p q i p s im c ir 路况实际 k 315 + 0 0 0 - - k 3l6 + 0 0 06 975 92 9 13 6 42 5 车辙严重 l o16 + 0 0 0 k 317 + 0 0 0 7 0 96 6 2 8 3 6 2 21 7 7 车辙严重 瞄1 7 + 0 0 0 i ( 3 1 8 + 0 0 08 08 96 63 7 65 2 31 8 7 抗滑不足 融1 8 + 0 0 0 瞄1 9 + 0 0 06 88 94 93 3 38 5 22 4 2 抗滑不足 酗19 + 0 0 肚豳2 0 + 0 0 08 59 16 94 24 3 71 9 抗滑不足 k 4 2 + 0 0 0 k 4 1 + 0 0 06 57 65 93 1 24 4 92 5 5 裂缝车辙 i ( 8 8 + 0 0 0 - k 8 7 + 0 0 06 86 85 93 1 84 4 82 3 9 车辙严重 k 10 3 + 0 0 0 - - - k 10 2 + 0 0 08 1 6 7 5 63 5 95 1 42 4车辙严重 k 10 8 + 0 0 0 k l0 7 + 0 0 06 37 15 82 9 94 1 22 3 2 裂缝车辙 k l5 2 + 0 0 0 k 151 + 0 0 06 97 86 43 34 9 92 5 6 裂缝车辙 k 15 5 + 0 0 0 k 15 4 + 0 0 0 5 1 7 95 92 53 5 41 3 3 裂缝车辙 l q 3 5 + 0 0 k 2 3 4 + 0 0 04 99 46 62 7 l4 4 81 6 8 裂缝严重 注：1 p q i 、p c i 、r q i 为我国公路养护技术规范g t j0 7 3 9 6 ) 中的综合评价指标；2 p s i 为日本道路 维修纲要中的现时服务指数( 见1 2 节) ，其注重的是路面服务质量，模型影响参数为路面平整度和裂缝率， 依据其选择养护决策的标准如表1 1 0 ：3 m c i 为日本建设省土木研究所提出的养护控制指数( 见1 3 节) 表1 1 0 日本道路维修纲要中的p s i 的养护标准表 t a b l e1 1 0 o u t l i n eo f j a p a n sr o a dm a i n t e n a n c es t a n d a r d sf o rt h ec o n s e r v a t i o no f t h ep s it a b l e s p s l0 p s i i1 p s i 22 p s i 33 p s i 养护对策大修补强中修罩面小修不采取养护对策 从表1 9 可以看到，用r 4 2 5 的必须维修标准判断出来的这1 2 个路段， 包括了p s i 、m c i 以及单项指标c r 、r d 的判断结论；同时还包括了这些指标所 漏判的4 个路段( 南行k 3 1 7 、k 3 1 8 、k 3 1 9 和北行k 4 2 k 4 1 ) ，这些路段的弯沉 都很大，s s i = 0 4 - 4 3 5 ，虽然路面表层各项指标除摩擦系数普遍低以外均符合标准， 但还是需要大修补强，以消除隐患。 r 4 的特点是除了考虑路面破损状态( 裂缝率c r 和车辙深度i m ) 和行驶质 量( a ) 外，还考虑到了路面的整体结构强度( s s i ) ，更能反映路面养护管理的 要求，计算简便，由此也反映出综合评价模型r 4 良好的实用性。可见，高速公 路沥青路面使用性能综合评价采用r 4 模型是科学的。 1 8 我国规范的评价方法 我国现行的公路沥青路面养护技术规范( j t j0 7 3 2 2 0 0 1 ) 从平整度、破 损、强度和抗滑四个方面评价路面的使用性能状况。同时提出一个综合评价指标 p q i 对路面质量作总体评价。综合评价指标p q i 是行驶质量指数r q i 、路面状况 1 0 第一章路面使用性能评价的研究