城鎮道路瀝青路面破損狀況指數（PCI）計算方法研究

張波

摘要 城鎮道路瀝青路面破損狀況指數（PCI）是確定瀝青路面養護對策的重要依據。目前《城鎮道路養護技術規范（CJJ 36—2016）》中PCI的計算方法存在一些問題，無法客觀反映道路路面狀況。文章分析了《城鎮道路養護技術規范（CJJ 36—2016）》中PCI的計算方法，指出了該方法存在的問題，結合公路瀝青路面狀況破損指數計算思路以及城鎮道路瀝青路面病害發展規律，提出了城鎮道路瀝青路面狀況破損指數計算方法和改進措施。

關鍵詞 城鎮道路；瀝青路面；養護；路面破損狀況指數；PCI

中圖分類號 U418.1文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2024）03-0164-03

0 引言

城鎮道路瀝青路面養護對策是建立在對路面破損狀況指數（PCI）、路面行駛質量指數（RQI）以及道路結構強度三個評價指標的分析之上，其中城鎮道路瀝青路面破損狀況指數（PCI）能夠直觀反映路面破損程度，其重要性不言而喻。

目前城鎮道路瀝青路面破損狀況指數（PCI）計算方法在實際應用中存在一些問題，比如：計算方法煩瑣且邏輯不合理；計算結果存在路面病害增加，PCI分值反而增大的情況；PCI得分偏高，與實際情況不符。

該文通過對城鎮道路瀝青路面破損狀況指數計算方法進行研究，結合公路瀝青路面狀況破損指數計算思路以及城鎮道路瀝青路面病害發展規律，改進了城鎮道路瀝青路面破損狀況指數（PCI）的計算方法。

1 城鎮道路瀝青路面破損狀況指數計算方法分析

根據中華人民共和國住房和城鄉建設部發布的《城鎮道路養護技術規范（CJJ 36—2016）》，PCI的計算方法如下：

PCI——路面狀況指數，數值范圍為[0～100]，如出現負值，則PCI取0；n——單類損壞類型數，對瀝青路面的損壞，n取值為4，分別對應裂縫類、變形類、松散類和其他類損壞；m——某單類損壞所包含的單項損壞類型數，對瀝青路面的裂縫類、松散類和其他類損壞，m取值為3；變形類損壞，m取值為4；DPij——第i單類損壞中的第j單項損壞類型的單項扣分值，具體數值根據損壞密度，由損壞單項扣分表中的值內插求得；ωij——第i單類損壞中第j單項損壞類型的權重，其值與該單項損壞扣分值和該單類損壞所包含的所有單項損壞扣分值總和之比有關；uij——權函數因子，其值為該單項損壞扣分值和該單類損壞所包含的所有單項損壞扣分值總和之比[1]。

城鎮道路瀝青路面破損狀況指數（PCI）的計算思路如下：首先通過計算路面損壞密度，得到單項扣分值；然后根據單項扣分值計算權函數因子，進而計算單項權重，得到單類扣分值；最后根據單類扣分值計算權函數因子，進而計算單類權重，得到綜合扣分值。路面狀況指數（PCI）=100?綜合扣分值。

通過上述分析不難看出，基礎數據為單項扣分值，規范共給出4類13項瀝青路面損壞扣分值，如表1所示。

2 城鎮道路瀝青路面破損狀況指數計算方法存在的問題

《城鎮道路養護技術規范（CJJ36—2016）》中PCI的計算模型存在如下問題。

2.1 扣分值已含加權，利用權函數再次加權邏輯不合理

相同損壞密度情況下，不同損壞類型扣分值不同。損壞密度為1%的情況下，線裂扣分值為8分，車轍扣分值為12分，坑槽扣分值為25分。

可以看出，在瀝青路面損壞單項扣分表中，不同路面損壞類型在扣分時已經考慮了權重。相同損壞面積的情況下，不同損壞類型對行車安全及道路耐久的影響程度不同。在該例中，坑槽影響最大，扣分值最高；車轍次之；線裂影響最小，扣分值最小，如圖1所示。不同損壞類型扣分值所賦予的權重符合養護人員對路面病害的認識。

《城鎮道路養護技術規范（CJJ36—2016）》中PCI的計算方法引入了權函數，相當于在扣分值基礎上進行二次加權。該權函數為三次函數，函數圖如圖2所示。

通過對權函數圖分析，權函數可由一個分段函數擬合而成，分段函數如下所示。

當單項病害扣分值占所有單項損害扣分值比例在[0，0.4]區間內時，其權重為1.8，在[0.4，0.8]區間內其權重為0.25，在[0.8，1]區間內權重為1。通過上述分析可以看出，在PCI計算中，通過權函數對扣分值進行了二次加權，計算方法煩瑣且權重分配不合理。

2.2 現有權函數會造成病害增加，扣分值減小的情況

權函數的自變量是各類病害所占比例，某種病害的扣分值增加，則其扣分值所占比例增加，其余病害扣分值所占比例下降。若該病害扣分值增大的幅度小于其他病害扣分值減小的幅度，則會發生道路總體病害增加，但扣分值反而減小的情況[2]。

以路段甲和路段乙的PCI計算為例進行說明。路段甲為支路，路面檢查面積為10 000 m2，線裂損壞面積為5 000 m2，車轍損壞面積為1 m2。

路段乙為支路，路面檢查面積為10 000 m2，線裂損壞面積為5 000 m2，車轍損壞面積為10 m2。

根據計算結果，路段甲的PCI得分值為64.21，道路路面損壞狀況為C；路段乙的PCI得分值為65.12，道路路面損壞狀況為B，計算經過見表2。

可以看出，PCI計算結果與實際情況存在矛盾。路段乙損壞狀況較路段甲嚴重，但PCI得分高于路段甲，且評級也優于路段甲。

2.3 現有PCI計算模型得分偏高，沒有客觀反映道路路面狀況

以上文中路段甲和路段乙的PCI計算為例，路段甲、路段乙路面損壞密度均超過了50%，道路病害已較為嚴重，但PCI得分均超過60，路段乙評級更是達到B，可見其PCI計算結果沒有客觀反映道路路面狀況。

3 城鎮道路瀝青路面破損狀況指數計算方法改進措施

3.1 公路瀝青路面狀況破損指數計算方法介紹及分析

根據中華人民共和國交通運輸部發布的《公路技術狀況評定標準（JTG 5210—2018）》，PCI的模型如下：

式中，DR——路面破損率（%）；a0——瀝青路面采用15.00，水泥混凝土路面采用10.66；a1——瀝青路面采用0.42，水泥混凝土路面采用0.461；Ai——第i類路面損壞的累計面積（m2）；A——路面檢測或調查面積（m2）；wi——第i類路面破損的權重或換算系數；i——路面破損類型，包括損壞程度（輕、中、重）；i0——損壞類型總數，瀝青路面取21，水泥混凝土路面取20[3]。

公路路面損壞狀況指數（PCI）函數圖如圖3所示。

PCI及格標準為不小于60。由公路瀝青路面PCI的計算可知，路面破損密度應控制在10%以下。

3.2 城鎮道路瀝青路面狀況破損指數計算方法改進措施分析

一般情況下，1～3 mm縫寬的裂縫是瀝青路面病害的初始形式，在得不到養護處理的情況下，病害會進一步發展，逐步發展為3 mm縫寬以上的橫縱縫、龜裂、坑槽、沉陷等情況。

PCI計算的意義是為養護方案制定提供參考，結合公路瀝青路面PCI的合格控制標準，城鎮道路瀝青路面PCI計算模型應將城鎮道路瀝青路面初始病害損壞密度控制在10%以下。初始病害1～3 mm縫寬的裂縫對應城鎮道路瀝青路面損壞表中的網裂一項。結合上述分析，擬定以城鎮道路瀝青路面網裂損壞密度≤10%為及格標準。故此得出城鎮道路瀝青路面PCI的計算模型為

PCI=100?2×∑DPij （7）

式中，PCI——路面狀況指數，數值范圍為0～100，如出現負值，則PCI取0；DPij——第i單類損壞中的第j單項損壞類型的單項扣分值，具體數值根據損壞密度，由損壞單項扣分表中的值內插求得。

4 實例分析

以上文中路段甲和路段乙的PCI計算為例，應用改進后的PCI計算模型后，計算結果如下：路段甲的PCI得分值為20，道路路面損壞狀況為D；路段乙的PCI得分值為10，道路路面損壞狀況為D，計算經過見表3。

對比原PCI計算模型，可以看出新計算模型計算方法簡單，邏輯清晰，不會出現病害增加，扣分值減少的情況；PCI得分值反映出路段甲、B路面病害情況嚴重，符合實際情況。

5 結語

目前《城鎮道路養護技術規范（CJJ36—2016）》中PCI的計算方法存在一些不合理之處，該文通過對城鎮瀝青路面PCI計算方法進行分析，結合公路瀝青路面狀況破損指數合格標準控制以及城鎮道路瀝青路面病害發展規律，提出了城鎮瀝青路面PCI計算方法的改進措施，為城鎮道路瀝青路面養護方案決策提供了參考。

參考文獻

[1]城鎮道路養護技術規范： CJJ 36—2016[S]. 北京：中國建筑工業出版社， 2016.

[2]彭前程， 吳瑞麟. 現行規范中路面狀況指數（PCI）計算方法合理性研究[J]. 城市道橋與防洪， 2014（8）： 263-266+21.

[3]公路技術狀況評定標準： JTG 5210—2018[S]. 北京：人民交通出版社股份有限公司， 2018.