现行路面状况评价技术研究

李海洋

【摘 要】我国各等级道路建设中明显存在着“重建设，轻养护”的问题，特别是由于早期预养护手段的落后，造成早期修建的公路老化、损害现象严重，给公路运营带来了巨大的隐患。正确合理的评价路面的状况在路面检测和预防性养护工作中起着至关重要的作用。本文主要总结了目前国内外路面状况的评价方法，希望为指导路面养护工作提供依据。

【关键词】路面状况；PSI；RCI

中图分类号：O 319.56 文献标志码：A 文章编号：

0引言

路面评价技术的发展与检测技术、装备和养护管理需求密切相关，检测指标的合理性与有效性一直是国内外科研人员不断研究的内容。以前路面检测数据主要依靠人工检测，多采用平整度、裂缝度和车辙深度等检测指标。虽然直观，但不同指标之间无法进行直接比较分析。自1962年研究人员首次提出了路面使用性能的概念以来，人们对路面使用性能的理解和认识在不断地变迁，相应地，路面使用性能的评价方法也在不断地变化。

随着技术的不断进步以及研究的深入，许多国家提出了不同的路面评价指标，建立了不同类型的路面评价模型。

1美国评价方法

1.1 AASHTO现时服务能力指数PSI

20世纪60年代初期，美国实施了AASHTO道路试验，提出了路面使用性能评价指标，建立了现时服务能力指数PSI（Present Service ability Index）路面评价模型，这是后来所有评价模型的鼻祖。

在建立PSI模型的时候，首先组建由从事道路养护、施工、汽车运输、科研工作的专家组。然后专家组到拟评路段进行现场考察打分。同时检测人员将实验路段的路面损坏状况进行调查与检测，用数学模型建立路面损坏状况与专家评价结果之间的数学关系，形成现时服务能力指数PSI。

沥青现时服务能力指数PSI：

水泥混凝土现时服务能力指数PSI：

以上4个影响因素中，车辙与路面裂缝占比很小，而平整度在10以下时对PSI的影响很大。PSI模型实际上反映了当时美国公路建设管理方面的技术条件、政府对路面损坏的重视程度及研究人员的建模思路。道路科研人员将当时检测的4项参数与PSI建立了聯系，使PSI的评定结果能客观地反映路面的整体技术状况，但又无法确定哪项具体的指标导致了PSI评价结果变好或变坏。

1.2美国军事机构开发的路面状况指数PCI

美国军队工程研究实验室首先采用了利用专家法建模的扣分法，用扣分法建立的路面状况评价模型PCI实际上是一种单因素非线性关系模型， PCI模型考虑了每种损坏的损坏扣分和重复损坏影响。

该PCI模型的扣分值和单项重复损坏修正系数（0～1.0）是根据专家经验确定的，好处是能够精确地计量和确定由多种损坏所导致的总体损坏程度，问题是必须准确取得不同损坏的扣分值和相关重复损坏修正系数。

2日本评价方法

2.1日本道路协会PSI

20世纪70年代未日本道路协会首先参考了美国AASHTO的 PSI建模方法，并结合日本路面的病害特征，舍去了路面修补度参数，用裂缝率替换了美国的裂缝度，重新标定了美国的PSI模型参数，如下所示。

显而易见，日本本土化的PSI模型更加重视路面出现的裂缝和车辙病害，而道路平整度的比重有所降低。

2.2养护管理指数MCI

日本土木研究所在对比研究了美国和日本PSI的特征后，开发了养护管理指数MCI。与美国PSI不同，饭岛等采用的专家组是由道路管理人员组成的，现场评价的目的也仅考虑道路平整度、路面裂缝率和车辙对道路养护管理和养护需求的影响 。

日本的MCI模型道路平整度占的比重很小，其影响效果与日本道路养护技术规范的PSI基本相似。日本的MCI模型为了准确应当不同的路面病害状况纳入了多种关系模型，给道路工作者应用带来了诸多不便。日本的MCI模型是美国PSI建模思路的延续，但也包含了些模糊不定的创新意识：将路面损坏因素分离开来，用单变量构建路面评价模型 。

2.3行驶舒适性指数RCI

日本的桥本根据日本道路的特点，建立了单因素的行驶舒适性指数RCI，从而弥补日本MCI模型不充分反映道路平整度对道路用户的影响。日本RCI模型是一个典型的单因素路面评价模型，缺陷是当平整度大于一定的数值时，RCI会给出不合理评价结果 。行驶舒适性指数RCI：

3英国道路状况指数RCI

英国路况检测评定规范采用基于Scanner Surveys的道路状况指数，此方法较前几种方法有了较大的改进，同时科研人员还规定各检测指标的上下限标准值。若检测结果低于下限值说明路面状况良好，暂时并不需要养护；若检测结果高于上限值则说明路面损坏继续加大并不会增加RCI评价结果；若检测结果介于下限和上限之间则道路状况指数RCI会呈现线性变化的趋势。内业检测数据处理过程中首先将道路以10m为单位划分，然后分别计算其RCI值，最后根据RCI计算结果与规定指标权重和可信度相乘并累加得到分路段的综合RCI ，如下式所示。

将综合的道路状况指数结果求算术平均便可计算不同区间、路线或公路网的RCI。英国路况检测评定规范分别用绿、黄、红三种状态来代表路用性能良好、路面有损坏并需要进一步的仔细检测、路面严重损坏需要养护修复。检测指标的上下限、可信度及权重均为经验系数，英国运输部网站会定期公布修正上述标准和参数。

英国基于Scanner Surveys的道路状况指数评价模型带有明显的养护决策性质。基于经验得来的模型参数可定期更新与维护来满足不断变化的公路路面病害状况和养护管理，但缺点是参数模型和标准过于依赖经验。

4我国评价方法

我国路面管理系统研究始于20世纪80年代，在借鉴国外相关研究成果的基础上，结合我国路面特点，建立了一系列路面评价模型。目前用于评价沥青路面使用状况的PCI与IRI指数之间无直接联系，通常采用路面状况指数PCI评价多种不同的破损类型及不同的严重程度，采用平整度评价路面使用质量，人们常用行驶质量指数（RQI）、国际平整度指数（IRI）等几个指标来衡量，其实质是一样的。其中PCI的计算公式为：

PCI指数的取值范围为0～100，其值越大表明路况越好。我国通常采用国际平整度指数（IRI）作为通用的标准指标来标定其它的平整度指标。根据IRI平整度指数可建立路面行驶质量指标RQI的计算模型。

式中：RQI-行驶质量指数，介于0～10。如RQI<0则取0，若RQI>10则取10；

IRI-国际平整度指数。

5结语

目前国内外许多学者及工程技术人员针对路面状况评价方法进行了大量的研究工作，取得了一定的成果。但是规范中只给出了各指标的评定方法和标准，倘若几个指标之间出现交叉和矛盾时却没有给出相应的处理方法。同时路面评价技术的发展与检测技术、检测装备和养护管理需求密切相关，近年来检测技术已经有了很大的提高，现行检测评价指标是否还适用，其有效性有待研究。甚至出现根据养护规范进行评定的指标很难指导养护设计的情况。所以繼续深化该方面的研究还显得十分必要。

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