公路水泥路面使用性能預測管理研究

楊曉剛 陳院佩

（寶豐縣農村公路管理所，河南 寶豐 467400）

0 引言

隨著經濟的發展，我國公路網不斷完善，公路工程開始將重點由建設向養護、改建和管理現有公路偏移。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等級較低，在外界環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計年限時出現了不同程度的破壞，加強水泥混凝土路面的養護和管理已經迫在眉睫。

在公路工程項目建設上我們應該改變理念，將運作方式從建設、維修或重建變成為建設、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量。所以在加強路面管理工作，路面管理工作包括規劃、設計、施工、養護、監測和評價、能夠有效協調、控制和路面相關的各項工作，而路面管理系統則是綜合使用技術、經濟、社會和政治等各方面因素，促使路面管理趨于系統化和整體化。

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《公路技術狀況評定標準》（JTG H20-2007）的要求和規定，將公路技術狀況分為優、良、中、次和差五個等級。評定等級根據PCI、PQI和SRI來確定，當大于90時為優，小于60時為差。

檢測時執行的標準和依據有 《公路工程技術標準》（JTG B01-2003）、《公路養護技術規范》（JTG H10-2009）、《公路養護安全作業規程》（JTG H30-2004）、《公路路基路面現場測試規程》（JTG E60-2008）、《公路技術狀況評定標準》（JTGH20-2007）、《公路水泥混凝土路面養護技術規范》（JTJ 073.1-2001）等，另外還有其他地方標準，相關規定等。

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對路面破損狀況、平整度、構造深度、車轍深度以及路面尺寸等進行檢測。公路技術狀況指數MQI計算式為：

中的權重，可以根據實際情況取值。

路面使用性能指數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 權重值，取值時按照標準和實際情況確定。

路面破損由路面狀況指數PCI來評價，是根據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一向重建設輕養護，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，出現錯臺、板底脫空，進而出現路面開裂和破碎，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，導致路面破壞加速。

根據檢測結果制定路面保護和管理方案，水泥混凝土的養護方案有小修保養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測一般只選取了一兩項影響因素建立預測模型，預測結果與實際相差較大。為了建立完善的預測模型，更加精確地預測路面使用性能，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，主要分為內因和外因兩個方面。內因主要是指路面結構本身性質對使用性能的影響，外因是指氣候條件以及交通狀況等外界環境對水泥混凝土路面使用性能的影響。

2.1.1 內部影響因素

影響水泥混凝土路面的內部因素主要有路面結構類型、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，表現出不同的路面結構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時間。路面損壞情況與路面建成年份有直接的聯系，隨著建成年數的增加路面損壞程度逐漸增加。在進行路面使用性能預測時，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，路面承受的標準軸載累計作用次數較高，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，易形成溫縮裂縫；路面在降水量較大的地區，承載能力較低，易產生破壞。

2.2 路面使用性能預測

根據影響路面使用性能的影響因素確定預測指標，并進一步建立預測模型，依據預測模型評價路面使用性能。

路面使用性能評價指標分為單一指標和綜合指標兩類，根據不同的情況可以選取不同類型的預測指標。具體來說，如路面狀況指數為綜合路面使用性能指數，路面行駛質量指數為單個路面使用性能指標。實際中也可以用構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力應變的變化做為路面使用性能評價指標，如路面裂縫以及路面在不同荷載情況下應力應變等。

3 路面養護

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

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。主動養護是在路面性能還處在較好狀態或者路面出現破壞跡象時對路面進行養護，預防路面病害的產生，使路面保持良好的使用性能。主動養護以路面使用性能預測結果為參考，如規定路面使用性能指數達到低于某一值時進行路面養護，另外也可以通過比較養護前后路面使用性能評價指數來評價水泥混凝土路面養護效果。路面管理與養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，另外依據路面使用性能評價結果針對性地進行水泥混凝土路面的養護，提高了養護效益。

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