袁明園，徐孝輝，周 華，趙正華

(1.招商局重慶交通科研設(shè)計(jì)院有限公司，重慶 400067；2.貴州省貴陽(yáng)公路管理局，貴陽(yáng) 550000)

瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)指路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度良好，僅路面發(fā)生表面破損的情況下，為恢復(fù)路面表面功能而采取的一種周期性的養(yǎng)護(hù)措施[1]。美國(guó)蒙大拿州交通運(yùn)輸部的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)路況指標(biāo)采用表征結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的路面結(jié)構(gòu)狀況指數(shù)SCI(Structure Condition Index)和表征路面損壞狀況的養(yǎng)護(hù)控制指數(shù)MCI(Maintenance Control Index)來(lái)判定，其預(yù)防性養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)為SCI>60，56

從預(yù)防性養(yǎng)護(hù)概念引入我國(guó)以來(lái)，我國(guó)技術(shù)人員開(kāi)展了大量的預(yù)養(yǎng)護(hù)技術(shù)相關(guān)的研究，其中預(yù)防性養(yǎng)護(hù)路況標(biāo)準(zhǔn)是研究重點(diǎn)之一。李娜[4]提出高速公路宏觀(guān)路況標(biāo)準(zhǔn)為路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度指數(shù)PSSI(Pavement Structure Strength Index)值大于80、路面損壞狀況指數(shù)PCI值介于60～85、路面行駛質(zhì)量指數(shù)RQI(Riding Quality Index)值介于70～90、橫向力系數(shù)SFC(Sideway Force Coefficient)值介于30～50和路面車(chē)撤深度指數(shù)RDI(Rutting Depth Index)值介于70～90。李銘政[5]提出的高速公路預(yù)養(yǎng)護(hù)宏觀(guān)標(biāo)準(zhǔn)是PSSI值介于82.5～100、PCI值介于70～95、RQI值介于90～100，微觀(guān)標(biāo)準(zhǔn)是修補(bǔ)面積小于20%、中低密度的輕微單條裂縫和輕微車(chē)轍及低密度的裂縫、坑槽、沉陷等。張亮[6]選擇了性能指標(biāo)可接受水平的下限，預(yù)防性養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)采用養(yǎng)護(hù)規(guī)范推薦的評(píng)價(jià)等級(jí)為良的值。王志超[7]確定了預(yù)防性養(yǎng)護(hù)指標(biāo)體系，在其建議的指標(biāo)體系中，路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度指數(shù)PSSI的適用性在標(biāo)準(zhǔn)中路面等級(jí)為良的范圍內(nèi)，路面行駛質(zhì)量指數(shù)RQI的標(biāo)準(zhǔn)接近于標(biāo)準(zhǔn)中優(yōu)的范圍，但路面行駛質(zhì)量指數(shù)RQI是下降速度最慢的指標(biāo)，一般在工程實(shí)踐中不起主要控制作用，路面損壞狀況指數(shù)PCI的范圍標(biāo)準(zhǔn)也處在規(guī)范中良的范圍內(nèi)，通過(guò)對(duì)車(chē)撤形成的機(jī)理進(jìn)行分析，確定把穩(wěn)定性階段車(chē)轍作為車(chē)轍的控制標(biāo)準(zhǔn)。王麗君[8]認(rèn)為規(guī)范的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系沒(méi)有充分考慮瀝青路面使用初期的特點(diǎn)，提出了裂縫率CR(Crack Rate)、車(chē)轍深度RD(Rut Depth)、路面損壞狀況指數(shù)PCI(除裂縫和車(chē)撤)、行駛質(zhì)量指數(shù)RQI、橫向力系數(shù)SFC和路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度系數(shù)SSI(Structure Strength Index)的評(píng)價(jià)指標(biāo)。

JTG H10—2009《公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》[9]指出：路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度在滿(mǎn)足要求的前提下，二級(jí)及以下公路的路面損壞狀況指數(shù)PCI評(píng)價(jià)為中及以上時(shí)，以日常養(yǎng)護(hù)為主，同時(shí)對(duì)局部破損進(jìn)行小修處理；當(dāng)二級(jí)及以下公路的路面行駛質(zhì)量指數(shù)RQI評(píng)價(jià)為中及以上時(shí)，以日常養(yǎng)護(hù)為主；二級(jí)及以下公路抗滑值SFC(橫向力系數(shù))小于35.5時(shí)，應(yīng)進(jìn)行加鋪罩面。這一規(guī)定說(shuō)明，代表路面功能性損壞的PCI、行駛舒適性的RQI、安全性能的SFC是預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的重要指標(biāo)。上述研究多偏向于高速公路或?qū)β窙r指標(biāo)的范圍比較寬泛，為此，本文結(jié)合國(guó)省干線(xiàn)公路特點(diǎn)，提出適合普通公路的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)路況標(biāo)準(zhǔn)。

1 普通國(guó)省干線(xiàn)公路路面結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)

調(diào)研了國(guó)內(nèi)幾個(gè)省市普通公路路面結(jié)構(gòu)[10-14]，情況如表1所示。

從表1可以看出，每個(gè)省市國(guó)省干線(xiàn)公路路面結(jié)構(gòu)各異，瀝青面層厚度3.5 cm～16 cm不等，基層多采用半剛性基層，但厚度差異較大，有些路面是水泥路面改造而成。因此，在進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)決策時(shí)，應(yīng)先了解路面結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。針對(duì)白改黑路面還需考慮路面破損、平整度和車(chē)轍。

表1 部分省市國(guó)省干線(xiàn)公路路面結(jié)構(gòu)

2 普通干線(xiàn)公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)指標(biāo)體系

與高速公路相比，普通國(guó)省干線(xiàn)公路在路面結(jié)構(gòu)、材料、養(yǎng)護(hù)技術(shù)及經(jīng)費(fèi)支出等方面有較大差異。路面病害主要包括坑槽、縱橫向裂縫、車(chē)轍、沉陷、磨光、松散和麻面等。病害的產(chǎn)生與施工質(zhì)量、材料選擇、極端惡劣天氣、重載、養(yǎng)護(hù)習(xí)慣等有關(guān)，且歷經(jīng)了由輕微到加重的一個(gè)變化發(fā)展過(guò)程。如果在病害發(fā)生初期或病害產(chǎn)生前及時(shí)進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)則可遏制病害的發(fā)展，從而節(jié)約養(yǎng)護(hù)維修費(fèi)用。

隨著對(duì)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)作用的深入認(rèn)識(shí)，預(yù)防性養(yǎng)護(hù)越來(lái)越受到重視。交通運(yùn)輸部《“十三五”公路養(yǎng)護(hù)管理發(fā)展綱要》規(guī)定全國(guó)各省預(yù)防性維護(hù)里程年均實(shí)施不低于5%。《公路養(yǎng)護(hù)工程管理辦法》將養(yǎng)護(hù)工程分類(lèi)由原來(lái)的小修保養(yǎng)、中修、大修和改建工程調(diào)整為預(yù)防養(yǎng)護(hù)、修復(fù)養(yǎng)護(hù)、專(zhuān)項(xiàng)養(yǎng)護(hù)和應(yīng)急養(yǎng)護(hù)。目前，國(guó)內(nèi)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)研究多針對(duì)高速公路，對(duì)普通干線(xiàn)公路路況標(biāo)準(zhǔn)的研究較少，隨著對(duì)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的深入了解和重視，很有必要建立適合普通公路的路況標(biāo)準(zhǔn)。

普通干線(xiàn)公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)指標(biāo)體系包括宏觀(guān)標(biāo)準(zhǔn)和微觀(guān)標(biāo)準(zhǔn)2部分，其中宏觀(guān)標(biāo)準(zhǔn)由檢驗(yàn)指標(biāo)、判斷指標(biāo)和輔助指標(biāo)組成，微觀(guān)標(biāo)準(zhǔn)描述了適合預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的路面病害類(lèi)型及嚴(yán)重程度。

2.1 宏觀(guān)路況標(biāo)準(zhǔn)

宏觀(guān)路況標(biāo)準(zhǔn)的檢驗(yàn)指標(biāo)為路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度指數(shù)PSSI、判斷指標(biāo)為路面行駛質(zhì)量指數(shù)RQI和路面損壞狀況指數(shù)PCI、輔助指標(biāo)為車(chē)轍深度指數(shù)RDI。

2.1.1 檢驗(yàn)指標(biāo)

路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度指數(shù)PSSI表征瀝青路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的好壞。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)只能對(duì)路面功能性損壞進(jìn)行改善而不能提高路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，因此要把路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度良好作為預(yù)防性養(yǎng)護(hù)實(shí)施的前提，即只有路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度良好時(shí)才能進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。即PSSI處于優(yōu)良等級(jí)，路面才適合實(shí)施預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，也即PSSI>80是路面實(shí)施預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的前提[15]。

2.1.2 判斷指標(biāo)

判斷指標(biāo)包括路面行駛質(zhì)量指數(shù)RQI和路面損壞狀況指數(shù)PCI兩方面。

1)路面行駛質(zhì)量指數(shù)RQI

RQI綜合表征了路面行駛的安全性、舒適性和經(jīng)濟(jì)性，體現(xiàn)了路面的施工質(zhì)量和服務(wù)水平。路面平整度的好壞不僅影響到行車(chē)舒適性、行駛安全、路面損壞和車(chē)輛損壞等方面，還直接關(guān)系到養(yǎng)護(hù)工程量的大小和路面使用的耐久性。因此，保持路面平整度處于優(yōu)良狀態(tài)是道路養(yǎng)護(hù)管理部門(mén)的重點(diǎn)工作之一。

JTG 5421—2018《瀝青路面養(yǎng)護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范》[16]將養(yǎng)護(hù)分為預(yù)防性養(yǎng)護(hù)和修復(fù)性養(yǎng)護(hù)，決策時(shí)應(yīng)結(jié)合評(píng)價(jià)單元的建管養(yǎng)歷史、交通荷載狀況、養(yǎng)護(hù)水平、路面性能狀況及養(yǎng)護(hù)目標(biāo)等綜合確定評(píng)價(jià)單元的養(yǎng)護(hù)類(lèi)型。在缺少相關(guān)數(shù)據(jù)及經(jīng)驗(yàn)的情況下，對(duì)二級(jí)及以下公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)路面行駛質(zhì)量指數(shù)建議的參考值為RQI≥80。JTG 5142—2019《公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》[17]明確了各種養(yǎng)護(hù)措施所對(duì)應(yīng)的檢測(cè)指標(biāo)最低值，針對(duì)路面行駛質(zhì)量RQI值規(guī)定為一級(jí)及二級(jí)公路最低值為75、三級(jí)及四級(jí)公路為70。結(jié)合規(guī)范及國(guó)內(nèi)學(xué)者研究成果，將適合預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的路面行駛質(zhì)量RQI值確定為：二級(jí)公路不小于80、三級(jí)及四級(jí)公路不小于75。

2)路面損壞狀況指數(shù)PCI

PCI體現(xiàn)路面的損壞類(lèi)型、嚴(yán)重程度和破損密度，是路面損壞的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)時(shí)，PCI值過(guò)高說(shuō)明路面病害少，路況整體較好，實(shí)施預(yù)防性養(yǎng)護(hù)過(guò)早，不能最大化體現(xiàn)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)效益；PCI值也不宜過(guò)低，過(guò)低則路況較差，預(yù)防性養(yǎng)護(hù)就起不到改善路面狀況的作用，浪費(fèi)資金。因此PCI值需要一個(gè)合理區(qū)間。JTG 5142—2019《公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》[17]明確了各種養(yǎng)護(hù)措施所對(duì)應(yīng)的PCI最低值：一級(jí)及二級(jí)公路為80，三級(jí)及四級(jí)公路為75。參考規(guī)范，結(jié)合路面實(shí)際情況，將適合預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的PCI值域確定為：二級(jí)公路區(qū)間為 82～92，二級(jí)以下公路為80～90。

2.1.3 輔助指標(biāo)

依據(jù)JTG 5210—2018《公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》[18]，對(duì)于二級(jí)及以下公路，路面技術(shù)狀況指數(shù)PQI由路面損壞狀況指數(shù)PCI和路面行駛質(zhì)量指數(shù)RQI進(jìn)行加權(quán)計(jì)算，車(chē)轍不是強(qiáng)制要求檢查項(xiàng)目，也不參加評(píng)定。但通過(guò)路面調(diào)查可知，在普通干線(xiàn)公路中車(chē)轍也是一種常見(jiàn)的路面病害，車(chē)轍深度超過(guò)一定水平時(shí)會(huì)嚴(yán)重影響行車(chē)安全。目前路面檢測(cè)多采用多功能檢測(cè)車(chē)，路面車(chē)轍檢測(cè)方便快捷，因此建議有條件時(shí)進(jìn)行路面車(chē)轍檢測(cè)，將車(chē)轍深度指數(shù)RDI作為預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的輔助指標(biāo)，若車(chē)轍深度超過(guò)一定水平則不適合進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。參考JTG 5142—2019《公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》[17]對(duì)各種預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施路用性能指標(biāo)要求，將適合預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的車(chē)轍深度指數(shù)RDI值確定為不小于75。

綜合上述分析，對(duì)于普通國(guó)省干線(xiàn)公路，適合預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的宏觀(guān)路況標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

表2 預(yù)防性養(yǎng)護(hù)宏觀(guān)路況標(biāo)準(zhǔn)

2.2 預(yù)防性養(yǎng)護(hù)微觀(guān)路況標(biāo)準(zhǔn)

通過(guò)宏觀(guān)路況標(biāo)準(zhǔn)可對(duì)適合預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的路段進(jìn)行初步篩選，但由于檢測(cè)評(píng)定以1 km為單元進(jìn)行，在1 km范圍內(nèi)病害可能集中在其中某一段而其余路段路況較好，這就導(dǎo)致病害集中路段評(píng)價(jià)值會(huì)高于實(shí)際值，而路況較好的路段評(píng)價(jià)值低于實(shí)際值，如果僅按照宏觀(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行路段篩選則可能導(dǎo)致有的路段被忽略或錯(cuò)選。同時(shí)不同的預(yù)養(yǎng)護(hù)措施適用的路面損壞類(lèi)型不同，因此在宏觀(guān)路況滿(mǎn)足預(yù)養(yǎng)護(hù)要求的同時(shí)還需結(jié)合微觀(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判斷。

JTG 5210—2018《公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》[18]將瀝青路面病害分為4類(lèi)11種，并根據(jù)嚴(yán)重程度劃分為輕、中、重。通過(guò)對(duì)各項(xiàng)養(yǎng)護(hù)措施適用性的調(diào)研，適合預(yù)養(yǎng)護(hù)的微觀(guān)路況標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表3。

表3 預(yù)防性養(yǎng)護(hù)微觀(guān)路況標(biāo)準(zhǔn)

3 應(yīng)用實(shí)例

貴州的國(guó)省道干線(xiàn)大部分都是沿山而上、順山而下的山區(qū)公路，路面病害主要為龜裂、塊裂、縱橫向裂縫、坑槽、松散、車(chē)轍和抗滑不足等。為進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)決策分析，2020年4月利用道路多功能檢測(cè)車(chē)對(duì)貴州省某省道二級(jí)公路50 km進(jìn)行了路面損壞狀況指數(shù)PCI、路面行駛質(zhì)量指數(shù)RQI、路面車(chē)轍深度指數(shù)RDI和路面技術(shù)狀況指數(shù)PQI等指標(biāo)檢測(cè)。檢測(cè)后按照上述提出的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)宏觀(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行篩選，滿(mǎn)足預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的初步路段見(jiàn)表4。

表4 貴州某二級(jí)公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)初選路段

通過(guò)初選的路段在宏觀(guān)指標(biāo)上滿(mǎn)足預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的需求，同時(shí)路面病害微觀(guān)技術(shù)指標(biāo)也應(yīng)符合一定要求[14]。對(duì)上述段落進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)K36+000～K37+000、K49+000～K50+000、K50+000～K51+000路段龜裂較多，不滿(mǎn)足預(yù)養(yǎng)護(hù)微觀(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，因此不適合進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，需對(duì)此部分路段進(jìn)行剔除。對(duì)不適合預(yù)防性養(yǎng)護(hù)路段，建議結(jié)合病害特征、交通環(huán)境等采取修復(fù)性養(yǎng)護(hù)措施。綜合宏觀(guān)和微觀(guān)標(biāo)準(zhǔn)后適合預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的路段見(jiàn)表5。

表5 滿(mǎn)足預(yù)養(yǎng)護(hù)性宏微觀(guān)標(biāo)準(zhǔn)的路段

4 結(jié)束語(yǔ)

1)基于預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的目的及特征，提出了瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)指標(biāo)包括檢驗(yàn)指標(biāo)、判斷指標(biāo)和輔助指標(biāo)。其中，檢驗(yàn)指標(biāo)為路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度指數(shù)PSSI，即路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度滿(mǎn)足要求是預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的前提，判斷指標(biāo)包括路面行駛質(zhì)量指數(shù)RQI和路面損壞狀況指數(shù)PCI，輔助指標(biāo)包括路面車(chē)轍深度指數(shù)RDI。

2)國(guó)省干線(xiàn)公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)適用的參考指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)分別為：PSSI≥80，RQI≥80(二級(jí)公路)、RQI≥75(二級(jí)及以下)，82≤PCI≤92(二級(jí))、80≤PCI≤90(二級(jí)以下)，RDI≥75。這一指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)僅供參考，每個(gè)地區(qū)可結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。

3)本文提出的是啟動(dòng)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)時(shí)路面性能的觸發(fā)值，在實(shí)際判斷中建議結(jié)合路面養(yǎng)護(hù)歷史、路面性能衰變特征等，確定適合的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)時(shí)機(jī)。同時(shí)部分國(guó)省干線(xiàn)公路是在不斷地升級(jí)改造過(guò)程中形成的，需結(jié)合路面結(jié)構(gòu)歷史及現(xiàn)狀進(jìn)行養(yǎng)護(hù)決策。