摘要：路面在使用過程中，承受著行車荷載和環(huán)境因素的雙重作用，行駛質(zhì)量會(huì)不斷降低，不同路面結(jié)構(gòu)組合的行駛質(zhì)量衰變速率存在著差異。本文在已提出的路面使用性能標(biāo)準(zhǔn)衰變方程基礎(chǔ)上，以面層厚度、基層類型、初始彎沉和交通量作為影響變量，根據(jù)北京地區(qū)的路況數(shù)據(jù)，利用分析標(biāo)定法，標(biāo)定出路面行駛質(zhì)量衰變方程。在此基礎(chǔ)上，比較不同路面結(jié)構(gòu)的哀變方程，定量分析了結(jié)構(gòu)組合對行駛質(zhì)量的影響，并進(jìn)一步給 出了累計(jì)軸載作用次數(shù)（ESAL）、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度（L）和行駛質(zhì)量指數(shù)（ROI）的關(guān)系曲線圖。

　　關(guān)鍵詞：路面 結(jié)構(gòu) 組合 瀝青路面 行駛質(zhì)量 影響

　　1　引言�お�

　　路面使用性能有功能性能和結(jié)構(gòu)性能之分，而功能性能又包含行駛質(zhì)量和安全性兩方面的內(nèi)容。本文主要研究路面行駛質(zhì)量及其發(fā)展變化規(guī)律。��

　　路面使用性能的預(yù)測是路面設(shè)計(jì)、路面管理、路面養(yǎng)護(hù)以及行車費(fèi)用評估等工作的前提和基礎(chǔ)。與路面設(shè)計(jì)方法相比，國內(nèi)外對于路面使用性能的研究顯得相對薄弱，對行駛質(zhì)量的研究更是少之又少。目前，隨著路面管理系統(tǒng)的推廣與普及，許多國家和地區(qū)依據(jù)各自的需要和不同的客觀條件，建立了不同形式的預(yù)測模型。這些模型可以比較準(zhǔn)確地預(yù)測整個(gè)路網(wǎng)中路面性能變化規(guī)律，但就特定路段而言，不能分析路面結(jié)構(gòu)組合對路面使用性能的影響。��

　　在路面使用性能衰變方程��［1］的基礎(chǔ)上，本文以面層厚度、基層類型、交通量和路表初始彎沉等作為影響變量，借助北京地區(qū)的路況數(shù)據(jù)，利用分析標(biāo)定（Analyzing Calibrating）法，建立了行駛質(zhì)量衰變方程。具體過程如下：��

　�。�1）影響變量的確定；��

　�。�2）模型形式的選��；��

　�。�3）模型參數(shù)的標(biāo)定；��

　�。�4）結(jié)構(gòu)因素的影響。

　　2　研究變量的確定

　　2.1　研究的目標(biāo)和范圍��

　　本文研究的主要目的在于探討隨著使用年限的增長、荷載和自然因素的重復(fù)作用，路面行駛質(zhì)量的變化規(guī)律，模型主要用于行駛質(zhì)量趨勢的定量預(yù)測。在此基礎(chǔ)上，定量分析路面結(jié)構(gòu)對行駛質(zhì)量的不同影響。��

　　在研究過程中，本文采用了以空間代時(shí)間法，即簡單認(rèn)為不同時(shí)期修建的，相同結(jié)構(gòu)的路面具有相同的行駛質(zhì)量衰變過程。��

　　2.2　模型指標(biāo)的選取

　　衡量路面功能性能的指標(biāo)主要有兩個(gè)：國際平整度指數(shù)（IRI）和路面行駛質(zhì)量指數(shù)（RQI）。LRI是利用平整度儀測量到的路面物理指標(biāo)（平整度），而 RQI是人們對路面功能狀況的主觀評分。人們對RQI研究相對較多，對其發(fā)展規(guī)律也較為了解。因此，為了便于與以往的研究成果相銜接，本文選用RQI作為衡量路面功能性能狀況的指標(biāo)。��

　　路面平整度是影響行駛質(zhì)量的最主要的因素，在計(jì)算RQI時(shí)，本文僅僅考慮了國際平整度指數(shù)（IRI）。北京地區(qū)的數(shù)據(jù)庫僅僅提供了IRI的數(shù)值，參照以前研究成果，并與目前流行的評價(jià)方法統(tǒng)一，文中采用以下方程將客觀量測的IRI值轉(zhuǎn)化為RQI值。��

　　RQI=5-0.34*IRI

　　2.3　影響因素分析

　　2.3.1　面層厚度

　　面層直接同車輪和大氣相接觸，它承受行車荷載（豎直力、水平力和沖擊力）的直接作用，同時(shí)還受到降雨的侵蝕和氣溫變化的不利影響，對路面的使用品質(zhì)有較大影響，分析表明：面層厚度對路面行駛質(zhì)量有較大影響，而不同面層類型間的差別并不顯著。因此，本文僅考慮面層厚度的影響。為了分析面層的影響，根據(jù)面層厚度將其分為：0、3.3、5.5、8.8、12及＞12（cm）五類。��

　　2.3.2　基層類型

　　基層主要承受由面層傳遞下來的車輛豎向荷載，并把它擴(kuò)散到墊層或土基中，具有足夠強(qiáng)度和剛度的基層是高水平行駛質(zhì)量的必要保證。簡單地說基層有兩大類：半剛性基層和碎礫石基層。兩種類型基層的作用機(jī)理存在著本質(zhì)上的差異，而同一類基層不同材料間性能相似。因此，根據(jù)路面的基層類型將路面分為半剛性和碎礫石兩類。��

　　2.3.3　結(jié)構(gòu)強(qiáng)度

　　一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度是路面具有良好行駛質(zhì)量的必要保證，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度足夠的路面可以有效地抵抗多種因素的不良影響，進(jìn)而延緩行駛質(zhì)量的衰變進(jìn)程；結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足時(shí)，路面結(jié)構(gòu)的抵抗能力降低，荷載和溫度等因素綜合作用產(chǎn)生的應(yīng)力對路面使用性能影響加劇，RQI衰變速率加快。��

　　通常，以路面的初始彎沉來衡量結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的大小，根據(jù)路面初始彎沉值的大小，將路面強(qiáng)度劃分為：0～30，30～45，45～60，60～90，＞90（0.01mm，標(biāo)-60）五類。��

　　2.3.4　交通荷載��

　　交通荷載是影響路面使用性能的外在決定因素，在交通荷載的重復(fù)作用下，路面的總體結(jié)構(gòu)性能減弱。路面上行駛的車輛車型繁多，各車到達(dá)時(shí)間不一，為方便起見，僅考慮交通量大小的影響，對作用時(shí)間上的差異造成的不同影響不作考慮。

　　北京地區(qū)的數(shù)據(jù)庫中將貨車、客車、人力畜車、拖拉機(jī)等車型分別登錄，給出了整條道路年平均日標(biāo)準(zhǔn)軸次（60KN）�？紤]輪跡橫向分布系數(shù)等因素的影響，利用表1 中參數(shù)將交通量轉(zhuǎn)化為各條車道上的分布交通量。��

　　根據(jù)設(shè)計(jì)車道交通量差異可以將交通劃分為四個(gè)等級：特輕（≤500）、輕（500～1000）中等（1000～2000）和重（≥2000）（以標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)計(jì)，次/日/車道）。

車輛輪跡橫向分布系數(shù)　表1

　　3　模型形式的選擇

　　吸收國內(nèi)外先進(jìn)的建模經(jīng)驗(yàn)，分析我國路面行駛質(zhì)量發(fā)展變化的實(shí)際模式，在選用了標(biāo)準(zhǔn)化方程的基礎(chǔ)上，確定路面行駛質(zhì)量的預(yù)測方程如下：��

　　參數(shù)A，B分別反映了路面的壽命和路面變化的過程（性能曲線的形狀），根據(jù)所選取指標(biāo)對行駛質(zhì)量發(fā)展的不同影響，將參數(shù)A，B規(guī)定為：��

　　式中：RQI—— 現(xiàn)時(shí)路面行駛質(zhì)量指數(shù)（Riding Quality Index）；

　　RQI0——新建或新近一次改建后的初始行駛質(zhì)量指數(shù)；��

　　Y——新建路面或路面新近一次改建距今的使用年數(shù)；

　　�ぁ　　　�ESAL——日當(dāng)量軸載作用次數(shù)（次/日/車道）；��

　　MC——面層厚度（cm）；��

　　L——初始彎沉。��A，B，a1，a2，a3，a4，b1，b2，b3，b4為回歸常數(shù)。��RQI評分采取5分制，即最大值為5，最小值為0.一般情況下，方程中的RQI��0為5，有時(shí)略小于5，表明在使用初期路面行駛質(zhì)量狀況；A，B是兩個(gè)回歸參數(shù)，具有明確的物理含義。��

　　4　模型參數(shù)的標(biāo)定

　　綜合各個(gè)影響因素的交叉組合，共得到200 類路面狀態(tài)組合。同時(shí)，考慮到半剛性基層與碎礫石基層作用機(jī)理的差異，將數(shù)據(jù)分為兩大類，每一類均含有100組有效分析數(shù)據(jù)。在分析過程中，為保證統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果的代表性，對數(shù)據(jù)量小于5或數(shù)據(jù)離散性較大的組合均不予考慮。利用TSP統(tǒng)計(jì)分析軟件，經(jīng)過多次合理回歸，最終得到參數(shù)A、B的各個(gè)影響系數(shù)見表 2.

A、B中各回歸參數(shù)值　表2��

　　5　結(jié)構(gòu)組合的影響?yīng)お?/strong>