J10路面状况的调查和评定

1、第 十 章路面状况的调查和评定Study And Evaluation of Pavement Data1 本章主要介绍已有路面使用状况的调查和评定，包括调查和评定的指标、测定仪器、方法等，并简要介绍路面管理系统的基本概念。10.1 概 述 一、路面的使用性能：包括功能、安全和结构三方面。功能方面的使用性能：指路面为用户提供方便和舒适的程度，其中最 主要的是行使舒适性或行使质量。安全方面的使用性能：指路面表面的抗滑能力。结构方面的使用性能：指路面损坏状况和结构承载能力。 功能和安全方面的使用性能为道路用户所最关心，而道路管理部门则更关心结构方面的使用性能。 二、路面的服务能力：指路面所提供的舒

2、适程度或行使质量。 可组织一个由各方面人员组成的评分小组，如设计、养护、施工、材料供应、科研和管理人员、司机、乘客和汽车制造厂等，乘车以一定速度在选定的调查路段上行驶，每人根据自己的意见对该路面目前的服务能力以计分形式进行打分。得到一个平均分数，称作服务能力评级。简称PSR。2 在实际工作中，不可能总是由一个评分小组来评定路面的PSR，通常通过量测路况的某些物理特性，如平整度、裂缝、车辙等，并考虑主观评分得到的PSR进行回归分析，建立回归方程。如美国AASHO试验鲁把这种由主客观相结合方法得到的客观评价指标称作现时服务能力指数PSI。得到的回归方程为：我国北京地区建立的沥青路面行使质量评价关系

3、式为：RQI=6.76-0.46IRIRQI为行使质量指数，5分制；IRI为国际平整度（m/km）。当RQI2.9时认为行驶质量完全可接受,当RQI2.2时认为不可接受。310.2 路面行使质量的评定 一、平整度测定 平整度可定义为路表面对于真正平面的竖向偏差。这种偏差反映了路表面的纵向起伏变形，影响车辆的动力特性、行驶质量和路面所受的动荷载。 路表面的纵向变形具有不同的形式。有长波长和低频率的起伏变形（路面体系内较深层材料的塑性变形引起）；短波长和高频率的不平整现象（路表面水平力作用引起面层材料推移造成）；两种形式都有的是由于施工原因引起。 每段路面的平整度都带有随机性，包括各种波长和频率的

4、变形。因而，理想的平整度仪是可以同时测定所有这些变形的全功能仪器。目前各国采用的平整度仪种类很多，可划归为两大类：1、断面类仪器：GMR断面仪、APL惯性断面仪、非接触式断面仪、水准仪、普通3m直尺。2、反应类仪器：各种道路平整度仪和颠簸累积仪。4二、平整度的表征： 表征路面平整度的指标有多种，如：竖向加速度的均方根、评价绝对竖向加速度、坡度方差、直尺与路面间隙的标准差、颠簸累积计数RN以及PSR等。但它们在表征路面平整度和使用上都有一定的局限性。 1982年提出了国际平整度指数（IRI）的概念，即通过数学模型模拟1/4汽车（即单轮）行驶在断面上的动态反应，计算得行驶距离内悬挂系的累积竖向位移

5、，其单位以平均坡度表示，即m/km或mm/km，IRI值可足够精确地用断面类平整度测定方法求得。 国内常采用3米直尺和3米八轮连续平整仪来评定路面平整度。各种路面的平整度标准见P235表10-2。10.3 路面抗滑性能的评定 路面抗滑能力反映了路面安全方面的使用性能。可通过滑溜事故的调查分析、路面外观调查（如泛油）以及路面抗滑特性测定等途径来评定。一般采用测定路表抗滑特性这一途径。 路面的抗滑性能主要取决于路表的细构造和粗构造。细构造指集料表面的构造（粗糙程度）；粗构造指面层表面外露集料逐渐形成的构造或水泥混凝土表面拉毛、压槽或刻槽形成的粗糙状态。5常用轮胎与路表面间的摩阻系数fs来综合表征路

6、表面的抗滑性能。即：一、表征路面抗滑性能的指标：fs=Fs/P Fs为摩阻力；P为车轮重。有时也用路表构造深度TD、石料磨光值PSV等间接指标。二、路面摩阻系数的测定：有四种方法1、制动距离法： 车辆完全制动时，测定滑移车辆经过两点的速度v1和v2、距离x，利用功能原理，可得这段距离内的平均摩阻系数f d :但这种方法测定时会影响路上交通和存在不安全的缺点。2、锁轮拖车法： 测定在一定速度下完全制动拖车所需的力Fb，并除以轮上的有效荷载P，可得到摩阻系数f b : f b = F b /P 拖车上安装两试验轮，轮胎的平面同行驶方向偏转一角度（20）。拖车前进时，试验轮随之向前滑移，轮上便受到横

7、向力FL。偏转角不同，测得的横向力不一样，有一最大值。此横向力同轮上有效荷载P 的比值称作横向力系数f L（以百分数计），它是路面纵横向摩擦系数的综合反映： f L =F L /P3、偏转轮拖车法：4、摆式仪：6三、抗滑能力标准： 路面应具有的抗滑能力，各国有不同的标准。我国路面规范对各级道路提出了相应抗滑标准。对沥青路面有：检验目的公路等级或路面类型横向力系数摆值BPN构造深度TD（mm）竣工验收高速公路、一级公路54450.55养护质量沥青混凝土、沥青碎石4037_养护质量贯入式、沥青表处3032_ 而水泥混凝土路面的抗滑以构造（深度)为指标，其竣工验收值对高速及一级公路，应0.8mm，对

8、其他各级公路，应0.6mm。10.4 路面损坏状况的评定 一、路面损坏的类型：分为四大类 1、裂缝或断裂类：因裂缝或断裂使路面结构的整体性受到破坏；2、变形类：路面结构仍保持整体性，但形状在各种因素作用下产生较大的变化；3、表面损坏类：路面表面出现的局部缺陷，如材料分离散失、磨损等；4、接缝损坏类：水泥混凝土面层的接缝及其邻近范围出现的局部损坏。7二、损坏状况分级： 各种路面损坏都有一个产生和发展的过程。在这个过程中，处于不同阶段的损坏，对路面的使用性能有不同程度的影响。为了便于评价其影响程度，要对各种损坏按损坏的程度和密度大小划分若干个等级。一般为23级，个别损坏类型可不分级。 各种损坏出现

9、的范围，通常用手工丈量，以长度（延米）或面积（）计。量测得到的数值，除调查区段的长度或面积，可得到损坏密度。以百分比计。 三、损坏状况的评价指标： 每一个路段可能出现各种不同类型、不同严重程度和密度的损坏，需要有一个综合评价指标来反映这三方面的状况和影响，以便对各路段的损坏状况进行比较。 通常采用扣分法计算路面状况指数PCI（=满分-折扣分）。 C为初始评分数，百分制时一般用100； i,j为相应损坏类型数（共n种）和严重程度等级数（共m级）； DP ijk 为i种损坏、j种程度和k密度的扣分值； F(t,d)为多种损坏的修正系数，是累计扣分值t和扣分次数d的函数； Wij为多种损坏类型和严重

10、程度的权数。 810.5 路面结构承载能力的评定 通过对路面结构承载能力的评定，可以确定路面的剩余寿命，预估何时需进行改建，并为加铺层设计提供有用的信息。一、评定方法： 路面结构承载能力的评定方法可分为破坏和无破坏两类。1、破坏类评定法：从路面各结构层内钻取试样，通过室内试验，确定各项计算参数，估算出结构承载能力。由于不可能在路面大量取样，所得参数反映的路面情况有一定的局限性。2、无破坏类评定法：一般通过路表弯沉测定来估算结构承载能力。常用弯沉仪有：静态弯沉仪、稳态动弯沉仪和脉冲或落锤弯沉仪。二、路面结构承载能力的评定： 按P182-185方法将调查路段分为若干均匀路段，整理各路段的实测弯沉资

11、料，求得代表弯沉或计算弯沉。 利用设计弯沉同标准轴载累计作用次数的关系曲线，可大致估算相应于代表性弯沉值的容许标准轴载作用次数N。同弯沉测定前路面实际承受的轴载作用次数n相比，可以判断路面的剩余寿命。根据剩余寿命的长短，可鉴别路面结构强度的潜在能力。910.6 路面管理系统简介 随着国民经济的发展，道路上行驶的车辆及荷载日趋增加，里面的损坏将更为迅速，若不及时对路面进行养护和改建，路况将迅速下降。所以，如何科学地、有效地对现有道路网进行管理，合理利用有限的资金和资源，使路面状况保持在相应的最佳水平上，这一问题已成为道路管理部门急需解决的课题。依照系统工程观点和运筹学的方法建立各级路面管理系统，

12、是解决上述问题的有效途径。 一、路面管理和路面管理系统 路面管理：包含了同通过和维持路面有关的全部活动。这些活动包括规划、设计、施工、养护、路况监测和研究。是协调和控制同路面有关的全部活动，其目的是使管理部门通过这一过程能有效地利用资金，提供并维持具有足够服务水平的路面。 路面管理系统：则是通过应用系统分析和运筹学的方法，使路面管理过程系统化；它为管理部门的决策人提供工具和方法，帮助他们找到费用-效率最佳方案，以提供和维持在一定时期内具有足够服务水平的路面。 路面管理系统的作用在于：改善所作决定的效果，并为决定的实施效果提供反馈，以便协调部门内各单位的活动，并保证其决定的一致性。10二、路面管

13、理系统的分级路面管理工作或管理系统一般划分为两级或两个层次：网级和项目级。1、网级：网级管理系统通常包括一个地区，如省、市等的公路网或一大批工程项目2.项目级：项目级管理系统仅针对一个项目。三、路面管理系统的结构与组成： 一个完整的路面管理系统由三个子系统组成：数据管理系统、网级管理系统和项目管理系统。1.数据管理系统：通常包括以下四类信息：1）设计和施工数据：交通资料、多了等级、几何资料、路面厚度、所用材料及性质试验结构、路基土性质及试验结构等。2）养护和改建数据：曾进行过的养护和改建的类型、实施的日期和费用等。3）使用性能数据:包括行驶至立（平整度或服务能力指数）、路面损坏、结构承载能力和

14、安全（抗滑能力）四种。4）其他：环境（降水、温度、冰冻）、材料单价等。112.网级管理系统：通常由下述几部分组成：2）使用性能预估模型：建立处于某种震天的路面在采取某项养护或改建措施后路况的有关属性随时级或交通的变化关系。1）路况评价：对于通过监测系统采集到的路况资料进行评分或评级。3）使用性能标准和养护改建对策：根据使用要求、经济分析和经济条件，为公路网规定路面的使用性能标准。当路面的使用性能不符合这一要求时，须采取养护或改建行动，以恢复路况到可接受的状态。4）费用模型：通常包括建筑费用、养护费用和用户费用。5）优先次序或优化：建立规律系统的目的是以最经济的代价提供最佳的路网养护和改建对策。为实现这一目标，可以采用不同的优化规划和方法。四、建立路面管理系统的收益：1、可以应用通过监测系统采集