高等级公路路面长期使用性能的研究
图2-5 路面抗滑性能测试方法与指标
2.4.2 评价与控制指标
目前尚未建立统一的路面抗滑性能评价指标。根据测试指标的不同，可将摆值(BPN)直接作为评价指标，不同指标之间可通过各自的相关关系进行换算。
道路表面构造是抗滑性能的决定性因素。为保证行驶安全性，通常将反映路表构造的要素作为抗滑控制指标。对于路表宏观构造，一般由构造深度(TD)表征，常采用铺砂法测定。微观构造本身通常难于野外测定，一般认为，面层石料磨光值(PSV)对微观构造具有决定性作用，同时代表了抗滑耐久性的优劣。因此，将TD和PSV作为路面抗滑的控制指标。 2.4.3评价与控制标准
路面抗滑性能一般通过实测道路表面摩擦系数进行评价，而评价标准的确定应以摩擦系数对行车安全的影响为依据。通过对若干路段行车事故率及其对应摆式仪测值的调查，建立路段事故倍增系数K与摆值FB之间的关系，
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见图3-7。可见，当摆值FB >45时，事故率趋于极小值;当摆值FB <30，时，可能发生行车事故的概率倍增。
根据上述分析，对于高速公路和一级公路，可认为摆值FB>45时路面抗滑能力为优，为满足安全行驶要求，摆值FB不应小于35。依此制订高等级 公路抗滑性能评价标准见表:
路面抗滑性能评价标准 表2-6
指标 FB（BPN） 优 ≥45 良 40～45 中 35～40 次 30～35 差 ＜30 路面面层宏观构造的主要作用是使表面摩擦力在车辆高速行驶下得以保持。因此，对于构造深度TD的要求，通常按照车速从低速到高速时将表面摩擦力的衰减控制在一定范围的原则，作出相应的规定。在此考虑到我国路面宏观构造的现有水平，参考国外关于构造深度的规定，确定高等级公路运营期间其路表构造深度应满足TD>0.4。
图2-6 事故倍增系数与摆值的关系
路表微观构造的衰变情况主要受表层石料抗磨光能力的影响。磨光值较高的石料，在经受长时间的轮胎磨耗作用后能保持较粗糙的表面微观构造。保证路面具有较大的湿抗滑力。反之，用磨光值低的石料修筑的路面表层，随着车辆作用次数的增加，其摩擦系数衰减很快。根据国外的使用经验，PSV低于35的石料，一般不能用于修筑磨耗层。PSY为3545的石料，仅用于线
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形良好、交通条件有利的路段。对于线形和交通条件不利的路段(弯道、交叉口、高速路段和交通繁忙路段等)磨耗层应采用磨光值大于45的石料。表2-7是我国若干料厂常见路用石料磨光值的调查统计结果。从技术和经济两方面考虑，可以认为，对于高等级公路，为控制其微观构造，要求磨耗层PSV543是较合适的。
石料磨光值统计结果 表2-7 石料类型 石灰岩 石英、砂岩 玄武岩 花岗岩 正长岩 片麻岩 石英岩 安山岩 PSV均值 36 43 43 45 46 46 47 54 样本个数 83 13 4 3 2 10 13 2 标准差 3.3 3.7 2.6 4.6 1.5 3.5 4.1 5.0 2.5 路面破损状况评价
道路建成并投入运营后，在交通荷载和环境因素的交互作用下，路面逐渐出现各种损坏现象。破损状况既反映了路面结构的完好程度，又直接影响道路的服务水平。一方面，破损的产生与路面承载能力的下降两者相互推动，造成路面结构寿命呈加速衰减趋势:另一方面，多数破损现象直接对车辆行驶的舒适性和安全性产生不良影响。因此，对路面破损必须进行评价和控制。广义而论，路面结构内部损伤、路面外观缺陷和病害等均可称之为路面破损。通常所说的破损一般指呈现于路表面、肉眼可见的损坏现象。高等级公路路面通常采用较高的设计和养护标准，在运营期间较少出现、一般也不容许出现严重的损坏现象，故而损坏密度较一般公路小且损坏类型也较少。依照以往路面状况调查的经验，对于高等级沥青路面而言，开裂和车辙作为两类主要破损类型，通常占全部破损量的80%以上，而其它类型如坑槽、拥包、波
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浪、局部沉陷、泛油等所占比例一般小于20%。鉴于此，可将路面开裂和车辙状况的评价作为高等级公路沥青路面破损状况分析的主要内容。 2.5.1 开裂状况评价
沥青路面上产生的裂缝一般可分为荷载型和非荷载型两大类。荷载型裂缝以网状裂缝或龟裂为主，是路面承载能力不能满足行车要求的表现。非荷载型裂缝以单根或块状形式为主，通常由温度变化、路基不均匀沉陷或冻胀、下层裂缝反射等原因引起。
目前，车载式摄像一计算机辩识处理的裂缝测定方法尚未得到推广应用，一般仍采用人工实地测量的方法。对于块状或网状裂缝直接量测其面积(m2 )，按平行于道路中线的外接矩形面积计算;对于单根裂缝，测量实际长度(m)后取其计算宽度为0.3m折算成面积。
对测试路段开裂状况的度量和评价一般以裂缝率(Rc)为指标。
建立沥青路面开裂状况的评价标准主要从经验角度出发，在此采用Delphi法，对若干不同破损状态的沥青路面实测其裂缝率，并组织工程和养护专家按经验判断对破损水平进行打分。将主客观两方面认识归纳后，建立以裂缝率为指标的高等级公路沥青路面开裂状况评价标准，如表2-8所示。
开裂状况评价标准 表2-8
评价指标 Rc（%） 优 ≤1 良 （1，5] 中 （5，15] 次 （15，30] 差 ＞30 2.5.2 车辙状况评价
车辙是道路行车道轮迹带上产生的永久变形。车辙的产生主要基于路面材料空间位置移动和密度增加两种机理，如路基材料在反复车轮碾压作用下产生竖向和侧向变形，路面沥青混合料在荷载作用下也会发生挤密和永久性位移。高等级公路上的沥青路面主要采用半刚性基层或刚性基层的结构型
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式，行车荷载作用在这种结构上时，分布在土基上的应力通常较之传统的柔性基层沥青路面结构中的土基应力小得多，因而路基内部的变形也较小。车辙主要产生于沥青混合料层内部。分析表明，半刚性基层沥青路面结构中沥青面层产生的车辙变形量约占路面车辙总变形量的90%。 对路面车辙的量测目前以人工实地测量为主。
一般在测试路段上按一定间距(通常为1Om)分布的测试断面上量测每个车道上的车辙深度，取其最大值。路段的代表车辙量(Dr)以各断面最大车辙深度的平均值表示。
对路面车辙状况的评价和控制应从车辙对路面功能的不利影响出发。路面上的车辙达到一定深度后，遇雨天辙槽内容易积水而影响车辆行驶安全。有关调查和试验表明，当路表积水深度达7.6mm，车速超过80km/h时，车辆有发生侧滑的危险。当路表积水深度为lOmm，车速超过1OOkm/h时，车轮与路面之间的摩擦系数接近于零，可以认为已发生漂滑。
考虑到辙槽内完全积水的概率极小，可以认为对路面行驶安全性有显著影响的车辙深度应大于7.6-1Omm。此外，当车辙深度超过10mm左右时，由于前轮转向性能降低和车辆横向颠簸，造成的行车不适感显著增加。 许多国家在进行沥青路面设计和制订养护策略时将车辙作为重要的控制指标，如美国地沥青协会路面设计方法中规定了路面容许车辙深度为13mm。AASHTO设计方法对主要干道要求PSI>2.5；而对北美大量道路的调查表明，当PSI=2.5时，路面平均车辙深度达10mm o Shell路面设计方法规定，对于高速公路容许平均车辙深度为lOmm，对普通道路容许车辙深度为30mm。英国Nottingham大学的研究将行车道出现深度为lOmm的车辙作为路面临界破坏状态，当车辙深度达到20mm时，认为路面已完全破坏。 在我国，同济大学曾采用Delphi法，对道路工程和汽车工程界部分专
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