李偉偉

【摘 要】在研究瀝青路面施工質量對瀝青路面性能影響的基礎上，對施工質量過程評價指標進行了分析篩選，選擇質量缺陷百分率PD作為質量評價指數的基礎上，給出了指數形式的瀝青路面施工質量評價模型，進行瀝青路面壽命預估，指數模型預測壽命為17.98年。該模型的建立對后期瀝青路面的質量評價具有重要的指導意義。

【關鍵詞】瀝青路面;質量評價;壽命預估

中圖分類號： U416.217文獻標識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）24-0003-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.24.002

【Abstract】On the basis of studying the influence of asphalt pavement construction quality on asphalt pavement performance， the construction quality process evaluation index was analyzed and screened. Based on the quality defect percentage PD as the quality evaluation index， the exponential form of asphalt pavement construction was given. The quality evaluation model is used to estimate the life of asphalt pavement， and the life expectancy of the exponential model is 17.98 years. The establishment of this model has important guiding significance for the quality evaluation of asphalt pavement in the later stage.

【Key words】Asphalt pavement; Quality evaluation; Life expectancy

0 前言

在高寒地區(qū)瀝青路面施工存在多種內在和外在因素共同影響著路面的施工質量，施工工藝及管控的程度在一定程度上直接決定著瀝青路面的使用壽命。目前，在施工過程中也對相關技術參數作了具體要求，但是在進行質量評價時，由于地理環(huán)境差異導致影響因素較多，一方面增加了建立預測模型的難度，致使模型在現實中的應用誤差較大，另一方面由于其他非人為可控因素很難與瀝青路面施工質量建立起具體的量化模型。經過多年公路的發(fā)展表明，路面的現場空隙率對路面使用壽命影響較大，而且直接影響著路面的各種使用性能，使用不同的原材料及施工工藝將直接影響施工路面空隙率的大小。平整度的測量一般在瀝青路面成型后檢測，而路面面層厚度與壓實度（空隙率） 指標在施工過程中實時檢測，其檢測結果及時反饋給技術中心進行施工過程中技術參數的調整依據。

通過分析施工過程中的路面層厚度、壓實度（空隙率）及路面平整度與瀝青路面使用性能之間關系，同時借鑒近年來國內外的經驗，本文選擇路面層厚度、壓實度（空隙率）及路面平整度作為瀝青路面評價的主要指標及作為預測新修路面使用壽命預估模型的關鍵指標。

1 質量評價指數的選擇

PWL（Percent Within Limits）來源于美國交通工程學會（TRB），也稱為規(guī)范限值內百分率，是檢測值落在規(guī)范最低與最高限值內的幾率，也就是落在最低與最高限值內的百分率。PWL法主要用過檢測樣本的平均值和標準偏差來估計總體落在標準規(guī)范限值之內的百分率。使用PWL法的前提條件是確保被抽的樣本數據總體是服從正態(tài)分布。在研究中發(fā)現，工程檢測數據大多都服從近似正態(tài)分布，其抽樣結果從未出現雙峰或歪斜較大的情況，因此，在實際工程中抽檢不必擔心數據的分布問題。

質量評價指數PD（Percent Defective）與PWL可以通過數學表達式PWL=100-PD進行相互轉換。在對樣本數據兩邊都有規(guī)范限值規(guī)范，一般選用PD作為質量評價指數，一般將低于規(guī)范限值PD和高于規(guī)范限值PD的值進行相加，通過這種方法計算的質量評價指數結果較為簡單。PD和PWL的關系見圖1所示。

2 質量評價模型的建立

從目前國內外的研究現狀可以看出，大多數預估瀝青路面施工質量模型多數是用在路面養(yǎng)護管理系統(tǒng)中的，主要預估舊路的路用性能進而指導養(yǎng)護決策，確定效果較佳的養(yǎng)護方案。如今，大多數研究學者都對新修道路進行壽命預估，但是都沒有一個完整的數學模型使用與各種瀝青路面。如國內外文獻所述，現已有好多機構在對此難題進行攻關，由于需要考慮的因素較多，要得到實用的預測模型還需要多年的努力。結合吐魯番項目的實際情況和數學原理，本文將建立一種可應用的臨時數學模型。如上所述，本文選取路面平整度、路面空隙率和瀝青面層厚度的質量缺陷率PD作為模型的具體輸入，建立關鍵指標與瀝青路面壽命之間的定量關系，進行預測瀝青路面使用壽命。

2.1 選擇合適的拒絕水平RQL

使用上述質量評價指數建立適合新疆高溫寒冷地區(qū)的瀝青路面使用壽命的關系模型，首先要依據當地特殊環(huán)境狀況選擇合適的最低驗收標準，如果滿足不了這種最低驗收標準就拒絕驗收該項目，進行重新施工。假設業(yè)主能接受的最大質量缺陷水平定義為RQL，如果一個項目的驗收結果有一項檢測結果高于最大質量缺陷水平，則該項目拒絕驗收。一般采用主觀的方法確定RQL，但是在實際的過程中要選擇合適的拒絕水平也是有較大難度的。比如，如果將路面空隙率、路面平整度和路面厚度的RQL定義為PD≥75，其中任何一個不滿足條件將拒絕驗收，很顯然這種方法存在一定的弊端，如下表1所示。

通過上表表明，情況3中的質量明顯低于情況1的質量，但是結果表明，情況1施工得到了拒絕，情況3的施工質量卻可以接受。因此這種判別原則存在一定的弊端。經過上述決策進行改進得到一種更合理的拒絕水平，如下表2所示。

2.2 路面評價預估模型建立

此模型壽命曲線呈“S”型，與實際路面使用過程中的壽命情況基本吻合。其次這個數學模型曲線具備一個最大值和一個趨近于零的值，十分符合公路使用壽命變化。然后，依據質量評價指標的歷史調查數據求解數學模型中的相關參數，并將調查數據代入驗證模型的準確度。對于吐魯番地區(qū)熱拌瀝青路面預測模型選擇空隙率、路面厚度和平整度作為質量評價指標。為了求解模型中參數我們列出一個示例數據矩陣，可接受質量水平必須滿足表3中的數據矩陣，為了模型的準確度保證矩陣中數據真實性是前提。

根據項目區(qū)域歷史調查資料（本文依據舊連霍高速吐魯番境內路段檢測數據），可以得到生成指數形式壽命數據矩陣。表4為吐魯番區(qū)域高速公路的壽命矩陣。需要特別表明的是，該矩陣數據是經過多年監(jiān)測及分析匯總得到的。

通過上述施工管理體系的指導，路面的空隙率穩(wěn)4.2%，面層厚度為191mm，平整度為1.04mm。通過計算查表得知：PDV為9%，PDT為14%，PDS為4%。將數據代入指數預測模型公式（3），預估該路段使用壽命為17.98年。

3 結果與討論

針對吐魯番地區(qū)高溫寒冷的特殊環(huán)境，結合影響瀝青路面過程評價的基礎上，將路面厚度、空隙率和路面平整度作為建立瀝青路面使用壽命的關鍵指標。建立指數形式數學評價模型。通過歷史觀測數據指數形式的參數，反代入預測模型。對比分析得知：指數模型曲線呈“S”型，這種模型曲線的形態(tài)與路面使用關系都非常吻合，具備一個最大值和一個趨近于零的值。在預測路面使用壽命中模型的建立是關鍵，然而歷史數據又在模型的建立中起著主導作用。因此，要長期的觀測和收集數據來支持瀝青路面壽命預估模型。

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