梁 彬

（新疆交通建設(shè)（集團(tuán)）有限責(zé)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(fā)展?fàn)顩r，分析了新疆瀝青路面預(yù)養(yǎng)護(hù)存在的問(wèn)題，并針對(duì)新疆瀝青路面表面處理技術(shù)的性能進(jìn)行了介紹，提出了符合新疆瀝青路面的預(yù)養(yǎng)護(hù)措施。

1 新疆公路交通發(fā)展?fàn)顩r概述

我國(guó)交通事業(yè)已進(jìn)入了全盛時(shí)期，新疆地區(qū)的公路建設(shè)事業(yè)也得到了顯著的發(fā)展[1-2]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截止到2011年，全疆地區(qū)公路總里程已達(dá)15.2萬(wàn)km，僅高速公路就占了1 137km，農(nóng)村公路為10.3km。隨著“十二五”規(guī)劃中對(duì)我國(guó)公路養(yǎng)護(hù)管理工作的具體要求以及早期高速公路逐漸進(jìn)入大修時(shí)期，建立高效、耐久、綠色的新一代路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)體系，已經(jīng)成為未來(lái)公路事業(yè)發(fā)展的主要方向。然而我國(guó)在公路預(yù)防養(yǎng)護(hù)技術(shù)方面起步較晚，整體作業(yè)水平較低，特別是路況檢測(cè)與質(zhì)量控制技術(shù)都比較匱乏。所以，高效、經(jīng)濟(jì)地發(fā)展路面罩面養(yǎng)護(hù)技術(shù)非常必要。新疆地區(qū)的地域、氣候都比較特殊，要想與全國(guó)同步，首先要考慮地區(qū)自身的特殊性。建國(guó)以來(lái)新疆地區(qū)的經(jīng)濟(jì)一直處于比較落后的狀態(tài)，這直接影響了公路建設(shè)資金和養(yǎng)護(hù)資金的投入，存在嚴(yán)重的資金供給不足。資金問(wèn)題與逐漸擴(kuò)大的公路養(yǎng)護(hù)需求產(chǎn)生了巨大的矛盾，制約了該地區(qū)公路建設(shè)的發(fā)展，同時(shí)，公路建設(shè)的落后又影響了其經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。由于新疆面積廣闊，城鄉(xiāng)連接多依賴于低層次的交通干線公路、農(nóng)村公路等。這些公路穿過(guò)戈壁、荒漠，使用普通瀝青對(duì)其表面進(jìn)行處理時(shí)，雖然建設(shè)費(fèi)用較低，但明顯存在壽命短、維修頻率高等缺陷。新疆地區(qū)的地理位置和氣候狀況都具有一定的特殊性，如何結(jié)合地區(qū)的自身特點(diǎn)，研究出適合新疆地區(qū)瀝青路面面罩技術(shù)，并得以推廣使用，將對(duì)該地區(qū)公路發(fā)展起到積極作用，是未來(lái)我國(guó)交通事業(yè)發(fā)展必須解決的問(wèn)題。

2 新疆瀝青路面預(yù)養(yǎng)護(hù)存在的問(wèn)題

新疆位于亞歐大陸中部，其面積占到我國(guó)國(guó)土總面積的1/6，是面積最大、陸境線最長(zhǎng)的少數(shù)民族自治區(qū)。因此，新疆占有相當(dāng)重要的戰(zhàn)略發(fā)展地位。隨著西部大開(kāi)發(fā)的進(jìn)行，援疆計(jì)劃也在不斷落實(shí)，近年來(lái)，新疆地區(qū)經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)的同時(shí)也帶動(dòng)了交通事業(yè)的發(fā)展。作為一種全新的路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)，瀝青表面綜合治理技術(shù)在選材、施工、性能等方面對(duì)于傳統(tǒng)道路養(yǎng)護(hù)技術(shù)有了革新。但我國(guó)目前尚未形成完整的公路瀝青表面綜合治理技術(shù)的設(shè)計(jì)方法與性能評(píng)價(jià)方法，因此，這一項(xiàng)技術(shù)始終沒(méi)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(wèn)題。

2.1 缺乏預(yù)養(yǎng)護(hù)決策可靠、量化理論

針對(duì)預(yù)養(yǎng)護(hù)措施的特點(diǎn)與適用范圍，采用的實(shí)際路面病害類型與病害程度組合有所不同，必須根據(jù)實(shí)際路況，科學(xué)、合理地制訂不同的預(yù)養(yǎng)護(hù)方案。然而，實(shí)際情況卻是在工程預(yù)養(yǎng)護(hù)決策過(guò)程中，受到太多主觀決策影響的因素，增加了養(yǎng)護(hù)技術(shù)的應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 預(yù)養(yǎng)護(hù)微觀路況標(biāo)準(zhǔn)尚未建立

目前，我國(guó)還沒(méi)有完整的預(yù)養(yǎng)護(hù)微觀路況標(biāo)準(zhǔn)，主要是因?yàn)槿狈?duì)路面病害微觀特點(diǎn)的認(rèn)識(shí)，沒(méi)有深入的對(duì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行細(xì)化。在路面尚未出現(xiàn)病害時(shí)，我國(guó)的預(yù)養(yǎng)護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)路況的評(píng)定基本是套用的宏觀綜合指標(biāo)。但在對(duì)這些路況指標(biāo)進(jìn)行調(diào)查時(shí)，路況的微觀特點(diǎn)無(wú)法完全展現(xiàn)出來(lái)，造成了在依照調(diào)查結(jié)果進(jìn)行養(yǎng)護(hù)措施制定時(shí)無(wú)法進(jìn)行。雖然有些先進(jìn)的自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)普遍使用，但總體的構(gòu)架尚未建立，造成實(shí)際的工程決策主要依賴于管理者的工程經(jīng)驗(yàn)。這就會(huì)對(duì)后期預(yù)養(yǎng)護(hù)技術(shù)應(yīng)用效果的評(píng)價(jià)產(chǎn)生影響。

2.3 無(wú)法有效把握最佳預(yù)養(yǎng)護(hù)時(shí)機(jī)

最佳預(yù)養(yǎng)護(hù)時(shí)機(jī)的把握能夠有效降低效益費(fèi)用比。但在實(shí)際的養(yǎng)護(hù)時(shí)，因?yàn)椴煌赜虻挠绊懸蛩馗鞑幌嗤?，要求?duì)路面使用性能的衰變趨勢(shì)進(jìn)行不斷的、全面的掌握，進(jìn)行相關(guān)路況歷時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)調(diào)查，而且還要掌握不同養(yǎng)護(hù)措施的性能變化趨勢(shì)。我國(guó)尚未建立路面使用性能數(shù)據(jù)庫(kù)，這就對(duì)最佳預(yù)養(yǎng)護(hù)時(shí)機(jī)的把握造成了一定的影響。

2.4 預(yù)養(yǎng)護(hù)技術(shù)不夠成熟

在進(jìn)行路面預(yù)養(yǎng)護(hù)時(shí)，采用的結(jié)構(gòu)厚度很薄，而且不同的區(qū)域所選的不同建筑材料、氣候變化特征等對(duì)使用性能的影響也不一。所以，欠成熟的預(yù)養(yǎng)護(hù)技術(shù)也是制約其本身發(fā)展的重要原因之一。

3 新疆瀝青路面使用性能評(píng)價(jià)與養(yǎng)護(hù)措施

瀝青路面表面處理技術(shù)的研究還處在初級(jí)階段，因此，沒(méi)有完整的技術(shù)規(guī)范和評(píng)級(jí)指標(biāo)直接引用，而傳統(tǒng)的路面性能評(píng)價(jià)技術(shù)存在很多不足之處。下面是對(duì)瀝青路面使用性能評(píng)價(jià)的簡(jiǎn)單介紹。

3.1 路面功能評(píng)價(jià)

路面功能在于實(shí)現(xiàn)車輛安全舒適的運(yùn)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(gè)，分別為路面的平整性、車輛的動(dòng)態(tài)響應(yīng)以及人的感受能力[3]。由于路面的使用者不同，對(duì)其的評(píng)價(jià)也會(huì)不同，這主要是因?yàn)椴煌瑐€(gè)體對(duì)路面的舒適感存在偏差。從路面本身來(lái)看，路面行駛質(zhì)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(shù)RQI來(lái)評(píng)價(jià)。

為了有效防止對(duì)路面本身評(píng)價(jià)的主觀差異性與隨意性，通常使用主觀、客觀結(jié)合的方式對(duì)路面質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)。綜合不同具有代表性的乘客對(duì)路面的主觀性評(píng)價(jià)，結(jié)合對(duì)路面平整性的量測(cè)，通過(guò)線性回歸方式，進(jìn)行不同影響因素的相關(guān)關(guān)系分析，建立了路面的影響因子評(píng)價(jià)模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)于路面本身質(zhì)量的統(tǒng)一性評(píng)定。

通過(guò)整理路面功能評(píng)價(jià)的影響因素，結(jié)合線性的回歸分析，建立出以下的路面功能評(píng)價(jià)的模型，公式如下：

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

使用路面質(zhì)量評(píng)價(jià)模型進(jìn)行路面質(zhì)量?jī)?yōu)劣的評(píng)價(jià)時(shí)，還需要進(jìn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定，通過(guò)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行路面使用性能的滿足程度評(píng)價(jià)。這一標(biāo)準(zhǔn)，重點(diǎn)反映乘客對(duì)路面使用性能的舒適性要求，同時(shí)，也應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)因素的制約。表1為新疆路面功能評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)與養(yǎng)護(hù)措施。

表1 新疆路面功能評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)與養(yǎng)護(hù)措施

3.2 路面結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)

3.2.1 路面結(jié)構(gòu)承載能力評(píng)價(jià)

路面結(jié)構(gòu)的承載能力是指路面在使用多次后達(dá)到了承載極限的狀態(tài)，從某種程度上而言，路面本身的使用壽命是直接體現(xiàn)路面結(jié)構(gòu)承載能力的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)。路面的使用年限越短，路面結(jié)構(gòu)承載能力越不能滿足實(shí)際交通的需求，需要采取加強(qiáng)路面結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)有著不同的路表彎沉值[4]。通常情況而言，路面的結(jié)構(gòu)承載能力對(duì)應(yīng)其路面的損壞程度，這種損壞程度又對(duì)應(yīng)路面的彎沉值。然而，路面本身的最大彎沉值不可單獨(dú)用作路面結(jié)構(gòu)壽命的評(píng)價(jià)，因?yàn)槁访娼Y(jié)構(gòu)不同，路面的交通有差異，其路面的行車作用次數(shù)不同，必然導(dǎo)致路面的損壞狀況差異性很大。

進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)的承載能力評(píng)價(jià)時(shí)，通過(guò)瀝青路面的路面彎沉值的形成荷載作用次數(shù)與路面損壞程度之間的關(guān)系曲線，進(jìn)行路面剩余使用壽命的評(píng)定。路面的剩余使用壽命越長(zhǎng)，其路面結(jié)構(gòu)的承載能力越強(qiáng)。采用路面強(qiáng)度指數(shù)SSI對(duì)路面使用情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如下：

SSI=路面的設(shè)計(jì)彎沉值/路面的現(xiàn)有彎沉值

當(dāng)SSI=1時(shí)，說(shuō)明此時(shí)路面結(jié)構(gòu)已處于結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的臨界狀態(tài)，路面本身的使用壽命不長(zhǎng)，需要及時(shí)采取路面養(yǎng)護(hù)措施；

當(dāng)SSI＜1時(shí)，說(shuō)明此時(shí)路面的現(xiàn)有彎沉值大于路面的設(shè)計(jì)彎沉值，即路面已經(jīng)處于超負(fù)荷狀態(tài)，路面使用中，隨時(shí)都有可以發(fā)生結(jié)構(gòu)塌陷等危險(xiǎn)，應(yīng)對(duì)該種路面及時(shí)重建；

當(dāng)SSI＞1時(shí)，說(shuō)明此時(shí)路面的設(shè)計(jì)彎沉值大于路面的現(xiàn)有彎沉值，即路面還有較長(zhǎng)的使用壽命，對(duì)于這種路面只需要采取預(yù)防養(yǎng)護(hù)措施即可。

表2為新疆瀝青路面的結(jié)構(gòu)承載能力評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)與養(yǎng)護(hù)措施。

表2 新疆瀝青路面的結(jié)構(gòu)承載能力評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)與養(yǎng)護(hù)措施

3.2.2 路面結(jié)構(gòu)損壞程度評(píng)價(jià)

路面結(jié)構(gòu)的損壞程度是指路面在使用過(guò)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(jié)構(gòu)的完整程度。路面結(jié)構(gòu)損壞程度的評(píng)定，是鑒別路面養(yǎng)護(hù)段的根本指標(biāo)。應(yīng)從路面的損壞類型、路面的損壞等級(jí)等方面進(jìn)行路面損壞程度的評(píng)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(dǎo)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(dǎo)致的損壞；路面的表面損壞，這種主要是由于路面長(zhǎng)期受形成活荷載所導(dǎo)致的損壞。

（2）路面損壞的等級(jí)劃分

為了區(qū)別不同的路面損壞程度，通常會(huì)對(duì)于路面的損壞等級(jí)進(jìn)行劃分。損壞等級(jí)等級(jí)越高，路面的損壞程度越嚴(yán)重；等級(jí)越低，路面的損壞程度越小。

3.2.3 路面損壞狀況評(píng)價(jià)

通常進(jìn)行路面的損壞狀況評(píng)價(jià)時(shí)，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(wú)損狀況下的路面評(píng)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(jí)；DPijkWij為各種影響因素對(duì)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(píng)定標(biāo)準(zhǔn)以及相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)措施。

表3 新疆瀝青路面損壞狀況的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)與養(yǎng)護(hù)措施

3.3 路面安全性評(píng)價(jià)

瀝青路面的安全性評(píng)價(jià)的主要標(biāo)準(zhǔn)為路面的抗滑能力，瀝青路面抗滑指數(shù)的影響因素主要有橫向力系數(shù)（SFC）和路面的擺值（BPN）。這兩個(gè)參數(shù)的值作為路面安全評(píng)價(jià)的主要標(biāo)準(zhǔn)。新疆瀝青路面的安全性評(píng)標(biāo)準(zhǔn)如表4所示。

表4 新疆瀝青路面的安全性評(píng)標(biāo)準(zhǔn)

3.4 路面的綜合評(píng)價(jià)分析

對(duì)于路面的全面評(píng)價(jià)，應(yīng)進(jìn)行路面綜合屬性的了解與把握，才能最準(zhǔn)確地反映出路面的實(shí)際狀況，這樣才可以采取相應(yīng)的解決措施實(shí)現(xiàn)路面的良好運(yùn)行。在進(jìn)行路面的綜合評(píng)價(jià)時(shí)，采用狀態(tài)向量的形式進(jìn)行描述，將路面狀態(tài)的影響因素進(jìn)行維向量描述，形成一個(gè)數(shù)學(xué)的向量形式，通過(guò)數(shù)學(xué)建模以及線性或非線性回歸的方式，進(jìn)行路面綜合狀態(tài)的最準(zhǔn)確評(píng)價(jià)。

為了方便養(yǎng)護(hù)對(duì)策的選擇，在進(jìn)行路面使用性能的綜合評(píng)價(jià)時(shí)，應(yīng)考慮路面性能影響因素。例如，路面的結(jié)構(gòu)承載等級(jí)為A，損壞狀況為B，安全性能評(píng)價(jià)為C，行駛質(zhì)量等級(jí)為D，如此便可以建立一個(gè)評(píng)價(jià)的維向量（A，B，C，D）。然后再通過(guò)綜合評(píng)價(jià)采取有效的養(yǎng)護(hù)措施。

4 結(jié)語(yǔ)

對(duì)瀝青路面的使用性能進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，應(yīng)結(jié)合多方面的因素考慮，在各種因素之間建立一個(gè)評(píng)價(jià)的維向量，通過(guò)線性或非線性的回歸方式，將不同因素對(duì)路面的影響程度進(jìn)行分別評(píng)定，再通過(guò)綜合考量，選取最合理的養(yǎng)護(hù)措施。

[1] 黑學(xué)真.新疆瀝青路面使用性能評(píng)價(jià)及預(yù)養(yǎng)護(hù)措施研究[D].烏魯木齊：新疆大學(xué)，2013.

[2] 孔晨光.烏魯木齊市城市道路瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)與設(shè)計(jì)方法的研究[D].濟(jì)南：山東建筑大學(xué)，2013.

[3] 劉圣潔.瀝青路面健康性能檢測(cè)體系研究[D].西安：長(zhǎng)安大學(xué)，2012.

[4] 姚祖康，胡東明.瀝青路面使用性能評(píng)價(jià)[J].土木工程學(xué)報(bào)，1989（3）：13-22.