農村公路運營期技術狀況評定方法研究

韓 凝

（山西省交通科技研發有限公司，山西 太原 030032）

0 引言

與高速公路、國省干線公路相比，農村公路發展一直處于弱勢地位，以山西省公路網發展現狀為例，農村公路尚處于快速建設階段，對農村公路運營階段的相關投入及重視程度總體較低，尤其在農村公路的技術狀況評價方面仍處于起步階段[1]；目前，行業內對農村公路運營期技術狀況評價主要參考《公路技術狀況評定標準（JTG 5210—2018）》標準，標準中對農村公路路面使用性能指數（PQI）進行了詳細拆分，并細化為：損壞狀況指數（PCI）、行駛質量指數（RQI）、車轍深度指數（RDI）、抗滑性能指數（SRI）及結構強度指數（PSSI）5類[2]。

雖然上述指標能夠較為全面地反應出農村公路在運營期的路面總體技術狀況，但尚未考慮到農村公路的自身特性，且指數權重劃定也沒有結合農村公路的運營特點；為了提出一套面向農村公路的運營期路面技術狀況評價方法，基于農村公路路面病害及既有技術狀況指標，提出了針對于農村公路路面的運營期技術狀況評價體系，以加強農村公路的運營管理水平。

1 農村公路運營期路面病害及對應路面技術狀況指標研究

1.1 農村公路運營期路面病害分析

路面開裂、路面沉降變形及車轍坑槽是農村公路最常見的三大路面病害[3]，嚴重威脅著農村公路的正常運營，通過分析病害形成機理發現，面層車轍坑槽、沉陷變形及局部龜裂主要因基層剛度下降所致，而路面縱向開裂主要受基層強度影響[4]，其余病害出現頻次較低，且對路面服役能力影響有限，暫不考慮。表1給出了農村公路瀝青混凝土路面運營期高發病害統計情況。

表1 農村公路瀝青混凝土路面運營期高發病害統計表

1.2 農村公路運營期路面技術狀況指標選定

重點分析農村公路路面技術狀況指標，暫不考慮路基、橋涵及交安設施對農村公路運營技術狀況的影響，以山西省為例，通過實地調查發現，農村公路路面病害主要以不同形式開裂、永久性車轍坑槽、不均勻沉陷為主；農村公路大部分屬二級公路以下，交通流量和設計時速均較低，且評定規范也明確了不考慮SRI指標及PSSI指標影響，因此，路面抗滑性能指數（SRI）及結構強度指數（PSSI）對路面技術狀況的評價權重暫定為0；現有評定規范也未將二級以下公路的RDI權重考慮在內，但經實地調查發現，農村公路車轍病害嚴重，已經嚴重影響駕駛舒適性和行車安全性，本著提高農村公路運營質量和運營壽命的初衷，擬將RDI指標納入農村公路評定體系。

綜上，擬選擇損壞狀況指數（PCI）、行駛質量指數（RQI）、車轍深度指數（RDI）3個指標構建農村公路路面技術狀況評定體系，以全面、系統地評價農村公路的路面技術狀況。基于農村公路特點的路面技術狀況評價指標權重分配如表2所示。

表2 基于農村公路特點的路面技術狀況評價指標權重分配表

2 農村公路運營期技術狀況評定體系研究

農村公路路面技術狀況評價主要借助路面使用性能指數（PQI）表征，為了全面評判農村公路的技術狀況，體現不同評價指標權重對最終評價結果的影響，以提高路面技術狀況評價的精準性和全面性，重點介紹了綜合指標評價方法，并建立了相應的綜合指標評價體系。

2.1 農村公路路面技術狀況單一評定指標計算

基于本文1.2研究結果，最終確定了農村公路路面技術狀況評價指標類型及對應權重，即：PCI指標、RQI指標及RDI指標。各單項指標計算方法如下：

路面損壞狀況指數（PCI）計算公式詳見式（1）、式（2）所示：

式中：DR為路面損壞率，%；a0為瀝青路面取值15；ai為瀝青路面取值0.412；Ai為i類損壞的總面積，m2；A為檢測面積，m2；ωi為i類損壞的權重指標。

路面行駛質量指數（RQI）計算公式詳見式（3）所示[2]：

式中：IRI為平憨度指數，m/km；a0為二級及以下公路取值0.018 5；a1為二級及以下公路取值0.58。

路面車轍深度指數（RDI）計算公式詳見式（4）所示：

式中：RD為車轍深度，mm；RDa為車轍深度參數，取值10；RDb為車轍深度參數，取值40；a0為模型參數，取值1.0；a1為模型參數，取值3.0。

2.2 農村公路路面技術狀況綜合指標評定模型建立

雖然現行的《公路技術狀況評定標準（JTG 5210—2018）》對不同等級的公路路面技術狀況評價標準及計算方法進行了明確規定，但在開展農村公路路面技術狀況評定時，不能簡單地將農村公路等同于三級、四級及等外公路，農村公路作為公路網的重要組成部分，對于完善路網結構體系，支撐鄉村振興建設具有重要意義，因此，必須在現有條件下，適當增加農村公路的技術狀況評定指標數量，以提高評定體系的全面性和客觀性。

在1.2及2.1研究的基礎上，針對農村公路技術狀況評定建立了以下評定模型。具體詳見式（5）：

據表2有：ωPCI=0.50、ωROI=0.30、ωRDI=0.20。

為了論證該指標評定體系的可行性和合理性，選取山西省內某段農村公路為研究案例，分別采用文中提出的評定體系和規范給定的評定體系進行PQI指標計算，試驗檢測路段相關參數詳見表3所示。

表3 試驗檢測路段相關參數統計表

采用文中提出的評定模型及規范給定的評定模型分別計算得到的結果如表4所示。

表4 兩種評定模型得到的評定結果

綜上，采用文中模型得到的評定結果略高于規范模型，而文中模型在規范模型的基礎上，更加全面地考慮了農村公路的病害類型及病害程度，所得出的路面評定結果更貼近實際，該計算結果表明公路的實際工況要優于規范得出的評定結果，這對未來提高養護決策的全局性和經濟性具有重要意義。

3 結論

農村公路路面技術狀況評定對編制路面養護決策方案具有重要指導作用，以農村公路路面技術狀況評定工作為研究對象，從路面病害類型及程度出發，遴選出了具有代表性的評價指標；基于規范現有的PQI評定模型，建立了考慮RDI指標的路面技術狀況評定新模型，通過選取試驗段對兩種模型的評定結果進行對比，初步論證了新模型的全面性和客觀性。