沥青路面现场车辙的精准化评价方法

徐晓波

（山西省交通建设工程质量检测中心（有限公司） 太原市 030032）

2000年以来我国经济快速发展，交通运输事业也呈现出蓬勃发展之势［1］。交通量发生井喷式增长，重载超载现象时有发生，加之夏季持续高温的影响，我国很多高速公路和一级公路出现了不同程度的车辙损坏［2］。车辙问题会进一步带来路面水损坏，导致交通事故频发，而且车辙的养护维修非常困难［3］，因此车辙问题引起了道路研究人员的关注，如何正确评价车辙是车辙问题解决的先决条件。

我国《公路路基路面现场测试规程》中提出可以采用路面横断面仪、激光或超声波车辙仪、横断面尺等测试方法获得沥青路面测试断面上的车辙深度，由此可以得到该断面的车辙横断面曲线和最大车辙深度［4-5］。但是我们在公路技术状况评定过程中，只利用到了获取的车辙深度的数据，车辙深度在横断面上的分布情况并没有在公路技术状况评定过程中考虑进去。路面损坏状况指数PCI指标综合考虑了沥青路面各种损坏类型的损害面积，当然也考虑了车辙损害面积，但也只是粗略地将车辙深度乘以影响宽度（0.4m）换算成面积，这样得到的损坏面积与实际损坏面积之间有较大的差异。同时，路面损坏状况指数PCI是路面损坏状况的综合评价指标，车辙仅仅是其中一个影响因素，无法通过PCI数据单独反应车辙的破损情况。

由此可见，我国采用车辙深度评价沥青路面车辙情况存在其局限性，主要体现在两个方面。一是仅仅采用车辙深度无法反应车辙深度在横断面上的分布情况，例如车辙深度小并不代表车辙损坏面积小，即使两个路段的车辙深度相同，但是损坏面积很多情况下是不同的。二是车辙深度虽然能在一定程度上反应车辙病害的严重性，但是对于确定车辙病害影响范围与修复工程量的指导意义不大。然而车辙变形面积不仅能够更好地反应车辙病害的严重性，而且可以作为车辙深度指标的补充，确定车辙病害影响范围与修复工程量，具有一定的工程意义。

1 现场车辙的精准化测试评价方法

我们在实践中总结出了一种全新的沥青路面现场车辙的精准化测试评价方法，它主要通过以下步骤实现。

1.1 现场车辙调查

车辙的现场测试按照我国《公路路基路面现场测试规程》要求的方法进行，选定评定路段、测试车辙深度、绘制车辙横断面图。可以选用的车辙深度的测试方法包括：激光或超声波车辙仪、路面横断面仪、横断面尺［6-7］。

1.2 测定结果计算整理

（1）画出每个车道的横断面图及顶面基准线，按照1∶1比例绘图。

（2）在横截面图上确定车辙深度D1及D2，精确至1mm，以其中最大值作为截面的最大车辙深度。

（3）计算各测定断面最大车辙深度的平均值作为该评定段落的平均车辙深度。

（4）求取这些不规则的车辙凹陷区的横截面面积，用1mm2的小方格组成的通透方格纸覆盖在车辙横断面图上，先数出位于图形轮廓线内完整的格数和不完整的格数，规定不完整格统一以半格计算，那么总格数＝完整格数+不完整格数／2，图形面积＝每小格的面积（1mm2）×总格数，近似地得出每个车道车辙凹陷区的车辙变形面积，假设整个路段分为n个测定断面，则整个测试路段的车辙变形面积如式（1）所示。

（5）车辙修复工程量计算。

假设横断面（i≥1），面积为Ai，相邻横断面为i+1，面积为Ai+1，他们之间的距离为Di+1，则相邻横断面i和i+1之间的修复工程量如式（2）所示。

假设整个路段分为n个测定断面，则整个测试路段的修复工程量如式（3）所示。

2 建立现场车辙精准化评价方法的意义

推荐采用车辙变形面积和车辙修复工程量作为车辙深度的补充来综合评价沥青路面车辙病害情况与规模，较以往单独采用车辙深度评价沥青路面车辙病害的方法具有显著的先进性，主要体现在以下两个方面：

（1）以往的沥青路面车辙损害的评价指标为每个截面的最大车辙深度和评定路段的平均车辙深度。单独采用车辙深度评价车辙病害的大小是不科学的。由于车辙变形是不规则的几何图形，在最大车辙深度相同的前提下，车辙变形面积不一定相同。提出的沥青路面车辙损害的评价指标既包括每个断面的最大车辙深度、评定路段的平均车辙深度，还包括每个横断面的车辙变形面积和评定路段的车辙变形面积，较以往的评价指标增加了车辙变形面积的评价。这种评价方法可以有效地避免单独采用车辙深度评价造成的片面性。

（2）在获取了每个横断面的车辙变形面积后，还可以计算得到评价路段的修复工程量，对于沥青路面养护修复工程量预估具有重要意义。

3 应用实例

评定路段为某高速公路的一条行车道，行车道宽度为3.75m，评定范围为K0+000～K1+000。测定的第一个断面记为i＝0，测定断面的间隔为50m，共计测定21个断面，即n＝21。采用横断面尺的方法测试车辙深度，画出每个车道的横截面图及顶面基准线，按照1∶1比例绘图。在图上确定车辙深度与车辙变形面积，最后求取评定路段车辙修复工程量。这里不将21个断面的测定情况一一叙述了，仅就3个典型断面进行详述，分别为以下三个实例。

桩号K0+150处（i＝4）行车道的车辙横断面见图1。图1并没有按照1∶1的比例绘制，主要是由于纸张规格的限制，仅仅是车辙横断面的示意图。D1＝12.5mm，D2＝12.2mm，则该截面的最大车辙深度为d4＝12.5mm。通过数米格纸发现，总计16153个整格，8760个半格，车辙变形面积为A4＝20533mm2。

桩号K0+500处（i＝11）行车道的车辙横断面见图2。图2并没有按照1∶1的比例绘制，主要是由于纸张规格的限制，仅仅是车辙横断面的示意图。D1＝10.8mm，D2＝11.9mm，则该截面的最大车辙深度为d11＝11.9mm，通过数米格纸发现，总计16515个整格，12476个半格，车辙变形面积为A11＝22753mm2。

桩号K0+800处（i＝17）行车道的车辙横断面见图3。图3并没有按照1∶1的比例绘制，主要是由于纸张规格的限制，仅仅是车辙横断面的示意图。D＝9.8mm，则该截面的最大车辙深度为d17＝9.8mm。通过数米格纸发现，总计14875个整格，6966个半格，车辙变形面积为A17＝18358mm2。

其他断面的评价采用同样的方法，最终得到的该路段的车辙评价结果如表1所示。

表1 车辙评价结果

4 结论

（1）采用车辙变形面积和车辙修复工程量作为车辙深度的补充指标来综合评价沥青路面车辙病害情况与规模，并给出了相应的检测评价实施方法步骤。

（2）采用方格法求取车道车辙凹陷区的车辙变形面积，如果整个路段分为n个测定断面，则整个测试路段的车辙变形面积计算公式为式（1）。

（3）相邻横断面i和i+1之间的修复工程量计算公式为式（2），如果整个路段分为n个测定断面，则整个测试路段的修复工程量计算公式为式（3）。