公路水泥路面使用性能預(yù)測管理研究

楊曉剛 陳院佩

（寶豐縣農(nóng)村公路管理所，河南 寶豐 467400）

0 引言

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，我國公路網(wǎng)不斷完善，公路工程開始將重點由建設(shè)向養(yǎng)護、改建和管理現(xiàn)有公路偏移。在已建公路中水泥混凝土路面占了很大一部分，但由于早期修建的舊水泥混凝土路面技術(shù)等級較低，在外界環(huán)境作用下加速了其破壞程度，一些新建的水泥混凝土路面也在未達到設(shè)計年限時出現(xiàn)了不同程度的破壞，加強水泥混凝土路面的養(yǎng)護和管理已經(jīng)迫在眉睫。

在公路工程項目建設(shè)上我們應(yīng)該改變理念，將運作方式從建設(shè)、維修或重建變成為建設(shè)、保護和維修，注重路面的保護措施，以積極主動的方式維護路面正常使用，延長其服務(wù)壽命，這樣的保護途徑能夠使我們利用較少的資源，維持改善道路體系的整體質(zhì)量。所以在加強路面管理工作，路面管理工作包括規(guī)劃、設(shè)計、施工、養(yǎng)護、監(jiān)測和評價、能夠有效協(xié)調(diào)、控制和路面相關(guān)的各項工作，而路面管理系統(tǒng)則是綜合使用技術(shù)、經(jīng)濟、社會和政治等各方面因素，促使路面管理趨于系統(tǒng)化和整體化。

1 水泥混凝土路面使用性能檢測分析

1.1 水泥混凝土路面性能檢測

要制定現(xiàn)有水泥混凝土路面保護策略，最重要的是對路面使用性能進行評價，確定水泥路面性能狀況。根據(jù)《公路技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》（JTG H20-2007）的要求和規(guī)定，將公路技術(shù)狀況分為優(yōu)、良、中、次和差五個等級。評定等級根據(jù)PCI、PQI和SRI來確定，當(dāng)大于90時為優(yōu)，小于60時為差。

檢測時執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù)有 《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B01-2003）、《公路養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》（JTG H10-2009）、《公路養(yǎng)護安全作業(yè)規(guī)程》（JTG H30-2004）、《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》（JTG E60-2008）、《公路技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》（JTGH20-2007）、《公路水泥混凝土路面養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》（JTJ 073.1-2001）等，另外還有其他地方標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)規(guī)定等。

1.2 水泥混凝土路面性能檢測方法

采用路面綜合檢測系統(tǒng)對路面破損狀況、平整度、構(gòu)造深度、車轍深度以及路面尺寸等進行檢測。公路技術(shù)狀況指數(shù)MQI計算式為：

中的權(quán)重，可以根據(jù)實際情況取值。

路面使用性能指數(shù)PQI按照下式計算：

PQI=WPCIPCI+WRQIRQI+WRDIRDI+WSRISRI

式中 WPCI、WRQI、WRDI、WSRI分別為 PCI、RQI、RDI 和 SRI 在 PQI 中 的 權(quán)重值，取值時按照標(biāo)準(zhǔn)和實際情況確定。

路面破損由路面狀況指數(shù)PCI來評價，是根據(jù)路面破損率計算得出，其取值范圍為0-100，值越大，說明路面狀況越好。

1.3 檢測結(jié)果分析

水泥路面破壞一般有裂縫、破碎板、接縫料損壞、露骨、板角斷裂、邊角剝落等，其中較為常見的為裂縫和破碎板，這是因為我國公路建設(shè)一向重建設(shè)輕養(yǎng)護，路面沒有進行較好的保護管理，在降雨和交通荷載影響下，水泥混凝土路面基層材料級配不合理時，雨水下滲，出現(xiàn)錯臺、板底脫空，進而出現(xiàn)路面開裂和破碎，并且早期的水泥混凝土路面不能滿足日益增長的汽車荷載，導(dǎo)致路面破壞加速。

根據(jù)檢測結(jié)果制定路面保護和管理方案，水泥混凝土的養(yǎng)護方案有小修保養(yǎng)既對水泥混凝土路面接縫和裂縫采用瀝青澆灌。中修工程先鑿除破碎板、斷裂的面板和基層，重新鋪筑新的基層和水泥混凝土面板，錯臺和局部麻面采用瀝青修補。大修工程則是將舊水泥混凝土路面破碎，碾壓后作為基層或墊層，在上面重新修筑新的瀝青或者水泥混凝土路面。

2 水泥混凝土路面使用性能預(yù)測

2.1 路面使用性能影響因素分析

目前對路面使用性能的預(yù)測一般只選取了一兩項影響因素建立預(yù)測模型，預(yù)測結(jié)果與實際相差較大。為了建立完善的預(yù)測模型，更加精確地預(yù)測路面使用性能，對影響路面使用性能影響因素分析具有重要意義。影響水泥混凝土路面使用性能的因素較多，主要分為內(nèi)因和外因兩個方面。內(nèi)因主要是指路面結(jié)構(gòu)本身性質(zhì)對使用性能的影響，外因是指氣候條件以及交通狀況等外界環(huán)境對水泥混凝土路面使用性能的影響。

2.1.1 內(nèi)部影響因素

影響水泥混凝土路面的內(nèi)部因素主要有路面結(jié)構(gòu)類型、路面材料特征、路面建成年份等。不同路面面層與基層的厚度、類型，表現(xiàn)出不同的路面結(jié)構(gòu)承載能力與使用性能。路面材料特性不同對路面使用性能的影響較大，材料的承載能力是影響路面使用性能的主要內(nèi)在因素。對于路面建成年份是指路面新建、改建或者最后一次修復(fù)時間。路面損壞情況與路面建成年份有直接的聯(lián)系，隨著建成年數(shù)的增加路面損壞程度逐漸增加。在進行路面使用性能預(yù)測時，路面建成年份對路面使用性能的影響不可忽視。

2.1.2 外部影響因素

影響路面使用性能的外部影響因素主要包括交通狀況和氣候條件等。交通狀況對路面使用性能的影響主要指交通荷載、公路等級以及通行量對路面使用性能的影響。高等級公路通行量比低等級公路大，路面承受的標(biāo)準(zhǔn)軸載累計作用次數(shù)較高，路面使用性能下降較快。氣候因素對路面使用性能的影響主要是指水與溫度對路面和路基的影響，路面在溫度變化較大的地區(qū)，易形成溫縮裂縫；路面在降水量較大的地區(qū)，承載能力較低，易產(chǎn)生破壞。

2.2 路面使用性能預(yù)測

根據(jù)影響路面使用性能的影響因素確定預(yù)測指標(biāo)，并進一步建立預(yù)測模型，依據(jù)預(yù)測模型評價路面使用性能。

路面使用性能評價指標(biāo)分為單一指標(biāo)和綜合指標(biāo)兩類，根據(jù)不同的情況可以選取不同類型的預(yù)測指標(biāo)。具體來說，如路面狀況指數(shù)為綜合路面使用性能指數(shù)，路面行駛質(zhì)量指數(shù)為單個路面使用性能指標(biāo)。實際中也可以用構(gòu)成路面使用性能的某個元素或者路面在不同交通情況下應(yīng)力應(yīng)變的變化做為路面使用性能評價指標(biāo)，如路面裂縫以及路面在不同荷載情況下應(yīng)力應(yīng)變等。

3 路面養(yǎng)護

水泥混凝土路面具有強度高，承載能力強，使用壽命長，造價低等優(yōu)點，但是水泥混凝土路面一旦破壞很難進行修復(fù)，因此依據(jù)路面使用性能預(yù)測評價結(jié)果對水泥混凝土路面進行養(yǎng)護針對性地養(yǎng)護管理非常重要。

路面保護管理一般分為被動維修和主動養(yǎng)護兩種。被動維修是公路管理部門對路面破損的部位進行檢測分析，并組織人員進行維修。主動養(yǎng)護是在路面性能還處在較好狀態(tài)或者路面出現(xiàn)破壞跡象時對路面進行養(yǎng)護，預(yù)防路面病害的產(chǎn)生，使路面保持良好的使用性能。主動養(yǎng)護以路面使用性能預(yù)測結(jié)果為參考，如規(guī)定路面使用性能指數(shù)達到低于某一值時進行路面養(yǎng)護，另外也可以通過比較養(yǎng)護前后路面使用性能評價指數(shù)來評價水泥混凝土路面養(yǎng)護效果。路面管理與養(yǎng)護對提高水泥混凝土路面使用性能，延長路面使用壽命具有不可估量的作用，另外依據(jù)路面使用性能評價結(jié)果針對性地進行水泥混凝土路面的養(yǎng)護，提高了養(yǎng)護效益。

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