沥青路面使用性能指标相关性分析

沥青路面使用性能指标相关性分析

摘要:沥青路面性能衰减是一个复杂的过程，掌握衰减规律具有重要意义。分析选取了弯沉、路面破损状况、平整度作为路面性能指标。以天津市路面的普查数据，分五类典型路面结构对路面强度与破损状况、路面强度与平整度进行相关性分析。

关键词:性能评价指标；性能衰减；相关性

Correlation analysis of Asphalt Pavement Performance

Hang Fei Chen Bo

(Ningbo Urban Construction Design&Research Institute Co.,Ltd. ZheJiang，NingBo315012)

Abstract：The attenuation performance of Asphalt Pavement is complex process，master the attenuation law has important significance。This thesis selects deflection value、Damage of Asphalt Pavement、planeness as index evaluating pavement performance.According to the the census data of Tianjin city road，classify five kinds of typical pavement structure，analysis on correlation of pavement strength、damage condition、planeness。

Keywords：Performance evaluation index；attenuation law；correlation

引言

路面性能衰减是一个复杂的过程，掌握路面性能衰减规律是道路设计、使用及养护工作的重要依据。众多道路技术指标可全面表征路面使用性能的变化，而在实际研究过程中，受各种条件的制约，通常只能调查部分路面技术指标。道路工作者进行了大量的理论分析、调查统计和试验论证，希望深入研究路面性能技术指标的内在联系，通过较少的技术指标，对道路的使用性能有个深入全面的认识，从而对路面的设计、施工、养护管理等方面的实践提供有力的指导和帮助。

基于此目的，拟以天津市近年来路面的普查数据为数据来源，综合考虑路面

性能衰减因素，研究路面使用性能指标间的内在联系。

1路面性能评价指标

研究路面的使用性能衰减，应选择相应的技术指标来进行研究。作为路面的性能评价指标，要满足以下两个方面的要求[1]:

第一.反映路面性能在长期使用过程中的变化;

第二.能够反映导致路面性能变化的外界和路面自身因素的影响作用。

我国现行的半刚性沥青路面设计规范中采用弯沉值作为路面整体刚度的设计指标，并计算沥青混凝土层和半刚性基层底的弯拉应力。路面弯沉能够反映路面各结构层及土基的整体强度和刚度，与路面使用状态存在一定联系。

弯沉作为路面评价指标虽然研究较为深入，测试也简单易行，但对于路面性能评价的研究而言，仍存在着较大的不足。路面破损是指路面结构保持完好的程度，是路面损坏状况物理性能最直接的反映[2]，可以看出路面破损对于半刚性基层沥青路面的长期使用性能都有着明显的影响，所以应该在弯沉这一指标的基础上，增加路面破损作为路面长期性能的研究指标。另外，路面平整度很大程度上直接反映了路面的使用性能，而且与路面破损有着密切的联系，所以路面破损和平整度都可以满足作为路面使用性能指标的两个基本要求，即能够反映路面性能在使用过程过的变化，同时也能够反映导致路面性能变化的外界和路面自身因素的影响作用。可以很好的弥补弯沉指标单独作为评价指标存在的不足。

2路面使用性能间的内在联系

针对路网中不同路面结构的分类，结合交通状况、技术等级等因素选取5种不同的路面结构形式进行分析，见表1。

表1 典型路面结构

面层基层底基层土基

结构一 15cm沥青混凝土18cm水泥稳定粒料+18cm二灰稳定粒料20cm水泥冷再生模量200MPa

结构二 12cm沥青混凝土2*18cm结合稳定粒料石灰稳定土模量35MPa-40MPa

结构三 12cm沥青混凝土18-20cm结合稳定粒料石灰稳定土模量35MPa-40MPa

结构四 10cm沥青混凝土18-20cm结合稳定粒料石灰稳定土模量35MPa-40MPa

结构五 9cm沥青混凝土18-20cm结合稳定粒料石灰稳定土模量35MPa-40MPa

结构六 7cm沥青混凝土18-20cm结合稳定粒料石灰稳定土模量35MPa-40MPa

根据历年的弯沉、路面破损状况、平整度检测数据，统计得到不同路面结构下，统计路面结构强度与路面破损、强度与平整度之间的关系，见图1、图2。

图1 路面强度与破损状况

由图1可见结构二~结构六，在相同路面强度条件下，不同结构间的路面破损状况存在一定的差异，但是几种路面结构的PCI与SSI之间的变化形式相近，都是在SSI较高时，PCI衰减速度较慢，随着SSI的降低，PCI衰减速度加快，而这种速度变化幅度很小，也可近似的认为PCI与SSI之间以一种线性方式变化。

比较不同结构的曲线位置发现，曲线形式较为相近，交叉较多，但是在相同强度等级下，路面破损状况与路面结构之间并没有明显的关联。较强承载能力的路面结构在达到一定路面强度时，路面破损状况并没有一定比其他路面结构好。在路面强度进入次的水平时，几种路面结构PCI值都在50~60之间，也进入次的水平。

图2 路面强度与平整度

由图2可以看出，在相同路面强度条件下，不同结构间的路面平整度状况存在一定的差异，但各种结构路面平整度标准差与SSI之间的变化曲线形式比较相近。在SSI较高时，平整度变化较慢，随着路面强度的降低，平整度变化速度逐渐加快，结构六平整度变化速度最快，其他路面结构在整个使用期内这种速度变化幅度较小。

分析强度和平整度两项指标变化幅度可以发现，虽然在强度较低时路面平整度变化速度有所增长，但是在路面强度指数达到0.5，需采取养护维修措施时，平整度还处在良和中的水平，落后于强度衰减。

表2 路面强度与平整度

SSI 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5

平整度标准差(mm) 结构一 2.22 2.46 2.73 3.04 3.41

结构二1.94 2.15 2.38 2.65 2.97

结构三1.19 1.36 1.58 1.87 2.29

结构四1.04 1.25 1.48 1.75 2.07

结构五1.40 1.61 1.84 2.10 2.42

结构六0.59 0.78 1.09 1.59 2.50

由图2和表2可以看出，在路面强度指数相同的情况下，结构一的平整度状况最差，其次是结构二，而结构三、结构四和结构五的平整度状况相近，即较强承载能力的路面结构在相同强度指数情况下平整度状况反而比较差。分析其原因是因为结构一和结构二在相同的强度衰减幅度情况下，承受的交通荷载超过其他路面结构，路面在承受较重的交通荷载后，由于路面基层或土基等承重层能力较强的原因，路面强度与其他结构一样，但是沥青面层的变形、破坏会超过其他路面结构，导致平整度状况变差。

结构六平整度衰减速度比较快，分析其PCI曲线和平整度曲线可以发现，其路面破损和平整度衰减都比较快，较薄的沥青面层厚度影响了路面结构的表面功能。

结束语