高速公路沥青路面横向裂缝评价方法研究

周岚

摘 要：横向裂缝是我国高速公路沥青路面最常见的病害之一，但目前缺少专门针对横向裂缝的评价方法。本文提出以横向裂缝状况指数作为我国高速公路沥青路面横向裂缝的评价指标，利用安徽省芜宣高速公路的实测数据，验证了该评价方法的可行性。通过专家问卷调查，主客观相结合，对评价指标进行归百化处理，确定了横向裂缝评价标准，从而建立了一套科学合理的針对横向裂缝的专用评价方法。

关键词：沥青路面 横向裂缝 评价模型

我国高速公路路面结构型式多以半刚性基层沥青混凝土面层为主，由于半刚性基层干缩特性，导致在交通荷载的重复作用下，沥青混凝土面层不可避免的会出现反射裂缝。已有研究成果表明，无论承受的交通量荷载大小或采用的沥青混凝土面层结构类型，以反射裂缝为主的横向裂缝均是我国高速公路路面最主要的损坏形式之一。然而在我国现行规范中并没有提出横向裂缝的评价方法和评价标准，《公路技术状况评定标准》（JTG H20-2007）中将横向裂缝作为路面损坏状况指数PCI的一部分，以影响面积乘以相应的权重来度量横向裂缝对路面状况的影响。然而在实际使用过程中，PCI并不能很好地反映横向裂缝的状况，导致了评价结果与实际路况存在较大差异。

随着我国经济的不断发展，高速公路路网的不断完善，道路使用者对出行提出了更高的服务要求，而横向裂缝的存在，不仅对路面结构的完整性和路面结构强度存在隐患，同时也大大影响了路面行驶舒适性。因此，本文从横向裂缝产生机理入手，研究横向裂缝的评价方法，并对其处治对策进行简要分析，为我国高速公路的科学养护管理提供参考和指导。

1.横向裂缝评价模型的建立

为了确定合理的维修时机，制定合理的维修方法，本文建立了与维修直接相关的横向裂缝评价指标—横向裂缝状况指数TCCI。横向裂缝状况指数TCCI从裂缝的纵向分布疏密情况和横向严重程度两方面对横向裂缝进行定量分析，综合描述了沥青路面横向裂缝的破损状况，计算公式如下：

TCN ——评价路段内的横向裂缝总数；

TCTL——横向裂缝的总长度，m；

L ——评价路段的长度，m；

B ——车道宽度，m。

对于高速公路的各个车道，TCS越小，TWR越大，表示路面的横向裂缝状况越严重。路面裂缝是造成路面平整度下降的重要原因，路面结构性病害一般也伴有裂缝的产生。通过TCCI可以知道路面裂缝的严重程度，可以据此分析路面破损的原因，并为路面裂缝的专项处治提供指导。

2.实例应用研究

2.1 模型分析

以安徽芜宣高速2004年-2008年路面横向裂缝检测数据为分析对象，以一公里为评价路段，分析芜宣高速的横向裂缝分布规律，对本文提出的横向裂缝评价模型的可行性进行验证。横向裂缝平均间距TCS大小能直观地说明评价路段内裂缝分布的疏密程度。将TCS、T C C I从5m到10 0 0 m分为若干级，研究各方向车道分年度横向裂缝间距的发展及分布状况。结果表明：随时间发展，不同路段TCS值主要分布在100m以下范围，超过100m的路段所占比例较小，且这一比例随着TCS的增大，减少尤为明显。而TCS分布在10m～35m的路段所占比例随时间变化增量最大。历年来横向裂缝贯穿度T WR主要分布在0.6～1.0范围，随着时间变化，横向贯通裂缝增多，裂缝发展速度较快。TCCI值主要分布在10～80之间，且在20～40范围的变化量最大。

为了进一步检验本文提出的横向裂缝评价模型，采用江苏京沪高速公路和沿江高速公路路面横向裂缝实测数据进行分析，这两条路均为半刚性基层沥青混凝土面层，其中京沪高速公路基层为38cm的二灰稳定碎石基层，沿江高速公路基层为38cm的水泥稳定碎石基层。分析结果汇总于表1所示。

由表1可知，按照我国现行规范评价方法，各评价路段路面PCI值均大于90，也即路面损坏状况评价等级为优，同时仅靠PCI指标难以区别各路段的性能优劣。而各路段的横向裂缝状况指数TCCI值差异明显，相比于PCI指标，TCCI指标不仅能真实反映路面横向裂缝状况，还能有效区分不同路段横向裂缝严重程度。由此可见，横向裂缝状况指数能很好地应用于高速公路沥青路面横向裂缝的评价，符合路面实际状况，可行性高。

2.2 归百化处理

由于目前我国检评规范中的评价指标均采用百分制形式，为了与其它指标统一值域，故对横向裂缝状况指数TCCI进行百分化处理，以利于结合其他性能评价指标对路面性能进行综合评价。在此，采用“专家评分技术”，结合TCCI、TCS和TCL、TWR的发展规律分析结果，主客观相结合，对横向裂缝状况指数进行百分制处理。

汇总专家问卷调查结果，得出不同评价等级临界值所对应的TCS值；结合TCCI的发展规律，确定不同分值对应的横向裂缝状况指数值，得出不同评价等级临界值所对应的TCS值，采用统计软件对TCCI值及对应的分值进行拟合，其相关系数达到0.9945，具有很高的拟合精度，满足要求。具体的拟合结果如下所示：

3.结论

（1）结合我国高速公路沥青路面现状以及现有研究成果，建立了一套科学的横向裂缝评价方法，提出了以横向裂缝状况指数TCCI作为我国高速公路沥青路面横向裂缝的评价指标。

（2）采用安徽省芜宣高速公路实测数据对评价方法进行验证，结果证明该评价方法具有较高的可靠性。

（3）采用专家问卷调查方式，结合TCCI、TCS、TCL的发展规律，对TCCI进行了归百化处理，建立了对应的百分制评价指标TCEI，并初步确定了我国高速公路沥青路面横向裂缝评价标准及维修标准。

（4）横向裂缝评价模型的建立，有利于制定科学合理的养护方案，为我国高速公路沥青路面横向裂缝问题的研究和处治提供了参考和指导。

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