高速公路沥青路面性能评价指标及性能

• 路面养护决策主要依据：
– 《公路养护技术规范》(JTG H10-2009)
《公路技术状况评定标准》（JTG H20-2007）
路面损坏状况（PCI） 路面行驶质量（RQI） 路面车辙（RDI） 路面抗滑性能（SRI） 路面结构强度（PSSI） 综合评价指标（PQI）
PCI 100 a 0 DR a1
基于本文细 化方法体系 的养护决策 方法
• 基于本文细化的评价方法和指标的养护维修方案
表8 基于2011年检测评定结果和应用细化指标后养护决策方法的路面维修建议
路名 五环路 五环路 六环路 京港澳 京沈 通燕 京新 京藏 京港澳 方向 上行 下行 上行 进京 进京 进京 进京 进京 出京 桩号 全线 全线 K37+000-K64+000 K40+000-K30+000 K0+000-K40+000 调整后的养护维修建议 综合指标为中，破损指数为中，行使质量指数为优， 抗滑能力低，车辙严重，需安排大修养护。 综合指标为中，破损指数为中，行使质量指数为优， 抗滑能力低，车辙严重，需安排大修养护。 综合指标、破损指数为中，抗滑指数为良，行驶质量 指数为优，车辙指数较差，需安排大修或中修养护。 各技术指标优良，日常养护为主。 各技术指标优良，日常养护为主。 综合指标、破损指数为良，行使质量指数为优，车辙 指数为良，抗滑能力较低，采取罩面处理或对局部破 损进行小修。 各技术指标为优良，日常养护为主。 综合指标为中，破损指数为次，行使质量指数为优， 车辙指数为量，抗滑能力低，应采取中修罩面处理。 各技术指标优良，日常养护为主。
表6 指标细化后各分项技术指标权重
适用条件 RQI PCI RDI ≥80 ≥90 <80 <90 ≥80 <90 <80 ≥80 ≥90 <80 ≥90 ≥80 <90 <80 SRI ≥80 <80 ≥80 <80 ≥80 <80 ≥80 <80 ≥80 <80 ≥80 <80 ≥80 <80 ≥80 <80 PCI RQI 计算PQI的权重 RDI SRI 合计
K40+000-K30+000 各技术指标优良，日常养护为主。 K00+000-K40+000 各技术指标优良，日常养护为主。 k24+000-k19+000 综合指标、破损指数和和行使质量指数为优，车辙指 数为良，抗滑能力较低，采取罩面处理。
与路面实 际工作状 态不符
k32+000-k33+000 各技术指标为优良，日常养护为主。 k00+000-k15+000 综合指标为良，行使质量指数为优，车辙指数和破损 指数为量，抗滑能力低，采取罩面处理。
图5 北京市五环路上、下行方向路面破损类型病害分布图（车辙除外）
• 京沈、京港澳高速公路
图6 京沈进京方向K0-K40路段路面大修 前破损类型病害分布（车辙除外）
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
图7 京港澳高速出京k20-k35路段破损类 型病害分布图（车辙除外）
表3 典型高速公路路面技术状况评价结果
路名 五环路 五环路 六环路 京港澳 京沈 通燕 京新 京藏 京港澳 方向 上行 下行 上行 进京 进京 进京 进京 进京 出京 桩号 全线 全线 K37+000-K64+000 K40+000-K30+000 K0+000-K40+000 k24+000-k19+000 k32+00-k33+000 k0+000-k15+000 k20+000-k35+000 技术指标 PCI 92.2 90.5 86.2 86.9 91.6 97.0 100.0 85.9 97.3 RQI 93.8 93.6 90.6 90.5 94.4 93.0 91.2 92.4 93.3 RDI 73.5 74.6 55.8 83.2 87.6 86.0 81.7 83.8 87.6 SRI 75.5 79.6 85.9 90.9 92.4 75.0 97.9 78.0 94.1 PQI 88.4 88.3 83.4 88.2 92.2 91.6 93.5 87.4 93.9
k24+000-k19+000 k32+00-k33+000 k0+000-k15+000 k20+000-k35+000
比较符合 路面实际 工作状态
• 主要结论：
– （1）北京市高速公路总体上车辙病害严重，部分道路使用年限长导致 沥青老化和修补病害较多，部分路段抗滑性能指数较低。这些病害在 目前的评价体系中还不能较好的反映，使评价结果不能很好的反映北 京市对高速公路沥青路面技术状况的要求。 – （2）通过采取适当降低行使质量指数RQI相对权重、适当提高破损指 数PCI和车辙指数RDI相对权重，一定条件下提高修补病害权重等几个 方法，提出了细化指标。依据该细化指标的路面技术状况评价结果更 加符合北京市实际情况，可以更好的指导路面养护决策工作。 – （3）本研究提出的细化指标在指导高速公路路面养护维修决策、编制 大修养护规划、制订养护维修方案等工作中具有一定的实用性。
高速公路沥青路面性能评价指标 及性能衰变预测方法研究
北京工业大学 2015-12
内 容
• 我国沥青路面性能评价指标概述 • 高速公路沥青路面性能评价指标细化研究 • 高速公路沥青路面性能衰变预测方法研究
一、我国沥青路面性能评价指标概述
• 路面性能评价主要依据：
– 《公路技术状况评定标准》（JTG H20-2007）
二、高速公路沥青路面性能评价指标细化 研究
• 由于北京市高速公路的重要作用和特殊性，北京市高速公路路 面的表面性能要求更高，不仅要满足路面行车要求，还要求路 面美观、病害少。 • 北京市高速公路上述特点决定了北京市高速公路的路面状况评 定有特殊之处。因此，应在满足我国相关技术标准基础上，针 对北京市特点，细化北京市高速公路路面性能评价指标体系。 • 本研究结合北京市高速公路历年路况检测数据，对北京市高速 公路沥青路面的技术状况及其特点进行分析。然后结合北京市 高速公路养护和大修实际工作，对北京市高速公路路面技术状 况的评价指标进行细化研究。
0.15
0.15 0.30 0.30 0.15 0.15 0.30 0.30 0.15 0.15 0.30 0.30 0.15 0.15 0.30 0.30
0.10
0.20 0.10 0.20 0.10 0.20 0.10 0.20 0.10 0.20 0.10 0.20 0.10 0.20 0.10 0.20
PSSI SSI
PQI w PCI PCI w RQI RQI w RDI RDI w SRI SRI
表1 不同路面类型、道路等级的指标权重
PQI w PCI PCI w RQI RQI w RDI RDI w SRI SRI
表2 沥青路面损坏类型及其权重
类型(i) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 损坏名称 龟裂 块状裂缝 纵向裂缝 横向裂缝 坑槽 松散 沉陷 车辙 波浪拥包 泛油 修补 损坏程度 轻 中 重 轻 重 轻 重 轻 重 轻 重 轻 重 轻 重 轻 重 轻 重 权重(Wi) 0.6 0.8 1 0.6 0.8 0.6 1 0.6 1 0.8 1 0.6 1 0.6 1 0.6 1 0.6 1 0.2 0.1 计量单位 面积m2 面积m2 长度m （影响长度：0.2m） 长度m （影响长度：0.2m） 面积m2 面积m2 面积m2 长度m （影响长度：0.4m） 面积m2 面积m2 面积m2
路面损 坏PCI
路况分析
抗滑 SRI
平整度 RQI
路面车 辙RDI
《公路技术状况评定标准》（JTG H20-2007） 公路路面养护维修建议：
1）路面损坏状况指数（PCI）：优、良，以日常养护为主；中及中以下，采 取中修罩面措施。 2）路面行驶质量指数（RQI）：优、良，以日常养护为主；中及中以下，采 取罩面等措施改善路面的平整度。 3）抗滑能力不足(SFC＜40，SRI＜80)的路段，采取加铺罩面层等措施提高路 表面的抗滑能力。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
通燕高速公路 京港澳高速公路 京藏高速公路 京哈高速公路 京开高速公路 京承（一期）高速公路 五环高速公路 六环高速公路 机场北线高速公路 京新高速公路 机场南线高速公路 机场第二高速公路 京津高速公路 大广高速公路
图1 2011年高速公路路面技术状况
0.35
0.30 0.25 0.25 0.40 0.40 0.35 0.25 0.40 0.40 0.35 0.30 0.45 0.45 0.40 0.35
0.40
0.35 0.35 0.25 0.35 0.25 0.25 0.25 0.35 0.25 0.25 0.20 0.30 0.20 0.20 0.15
基于现有方 法和指标体 系的养护决 策方法
• 基于当前评价方法和指标的养护维修方案
表4 基于2011年检测评定结果和当前养护决策方法的路面维修建议
路名 五环路 五环路 六环路 京港澳 京沈 通燕 京新 京藏 京港澳 方向 上行 下行 上行 进京 进京 进京 进京 进京 出京 桩号 全线 全线 K37+000-K64+000 依据规范的养护维修建议 综合指标为良，破损指数和行使质量指数为优，抗滑 能力低，车辙严重，采取罩面处理。 综合指标为良，破损指数和行使质量指数为优，抗滑 能力低，车辙严重，采取罩面处理。 综合指标、破损指数和抗滑指数为良，行驶质量指数 为优，车辙指数较差，日常养护为主。
1.00
1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00
表7 应用细化指标的高速公路路面技术状况评价结果
路名 五环路 五环路 六环路 京港澳 京沈 通燕 京新 京藏 京港澳 方向 上行 下行 上行 进京 进京 进京 进京 进京 出京 桩号 全线 全线 K37+000-K64+000 K40+000-K30+000 K0+000-K40+000 k24+000-k19+000 k32+00-k33+000 k0+000-k15+000 k20+000-k35+000 技术指标 PCI 72.1 71.2 77.1 86.9 91.6 86.1 100.0 65.6 92.1 RQI 93.8 93.6 90.6 90.5 94.4 93.0 91.2 92.4 93.3 RDI 73.5 74.6 55.8 83.2 87.6 86.0 81.7 83.8 87.6 SRI 75.5 79.6 85.9 90.9 92.4 75.0 97.9 78.0 94.1 PQI 76.5 77.2 74.3 87.8 92.1 85.2 94.0 76.2 92.0
RQI 100 1 a 0 e a 1 IRI
DR 100
wA
i 1 i
i0
i
A
100 a0 RD RDI 60 a1 RD RD a 0
SRI
100 SRI min SRI min a1SFC 1 a0 e
ld l0 100 1 a 0 e a 1 SSI
k20+000-k35+000 各技术指标优良，日常养护为主。
• 本研究提出的评价指标细化表
表5 路面技术状况评价指标细化表
指标 改为0.6。 当破损指数PCI小于90%时，适当提高计算PQI时的PCI的相对权重。 RQI 当RQI指数大于90时，在PQI计算中的权重取值0.15-0.35。 当RQI指数小于90时，RQI的相对权重保持基本不变。 在进行车辙指数计算时，以实测车辙减去3mm作为计算车辙指数的RD。 RDI 当路面车辙破损面积达到总破损面积的50%或车辙指数低于80时，调整PQI计 算中车辙指数的权重至0.30。 当RDI大于80时，仍按规范给定的权重计算。 SRI 当SRI小于80时，增加该指标权重至0.20。 当SRI大于80时，仍按规范给定的权重计算。 评价指标细化方法 在路面破损率DR计算中，如果修补病害比例在40%以上，则修补病害的权重修 PCI
• 本研究详细调查、分析了多条不同时期修建的高速公路，包括 已经和将要进行大修的高速公路路面。 • 京藏高速公路：
图2 京藏高速进京k0-k15路段路面技术状况 评价结果
图3 京藏高速进京k0-k15路段破损类型病害 分布（车辙除外）
• 五环路大修前技 术状况调查：
图4 五环路路面技术状况指数分布图