１９０科技研究 ＤＯＩ：１０．１６７９９￣．ｅｎｋｉ ｃｓｄｑｙｉｈ．２０１７．０４．０５６ 城市道桥与防洪 ２０１７年４月第４期 检测数据变异性对高速公路沥青路面 使用性能评价的影响 宋海云 （天津市交通科学研究院，天津市３０００７４） 摘 要：由于路面破坏是随机发生的，路面性能指标反映的数据也是随机的。通过对这些使用性能数据进行收集、整理和分 析，提出各路面性能单项评价指标检测数据变异性对其的影响，对比不同分析方式的结果优劣，可选择合适的路段代表值反应 路面实际状况。 关键词：高速公路；沥青路面；使用性能评价；检测数据变异性 中图分类号：Ｕ４１６．２ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００９—７７１６（２０１７）０４—０１９０—０４ ０引言 路面使用性能评价在公路使用现状评价与养 护决策的决定中起到很重要的作用。它不仅提供 了路面破损程度的大小，还给出了路面行驶质量、 路面车辙等能直观反映路面状况的指标以及结构 的承载力等信息，反映出路面行驶质量、结果完好 程度等信息。养护部门可以以它为依据确定路面 所需的养护和改建措施，并在之后的使用评价中 提供参考信息。路面使用性能是由一系列的检测 数据体现出来的，各个检测指标数据得来的最小 单位是１０ ｍ或者２０ ｍ，但公路养护并不会将路段 分为２０ １ＴＩ一个单元进行养护，往往是用数据来表 征较长的一段公路性能。但正是因为这种表示方 法，由于数据分布的不确定性，可能会给路面评价 带来不利的影响。 以里程桩号为Ｋ４９＋０００一Ｋ５０＋０００、Ｋ５８＋０００～ Ｋ５９＋０００、Ｋ６０＋０００～Ｋ６ １＋０００、Ｋ７７＋０００～Ｋ７８＋０００、 Ｋ１０６＋０００～Ｋ１０７＋０００、Ｋ１３８＋０００～Ｋ１３９＋０００段为例， 说明检测数据变异性对其的影响。 对Ｋ４９～Ｋ５０、Ｋ５８～Ｋ５９、Ｋ６０～Ｋ６ １、Ｋ７７～Ｋ７８、 Ｋ１０６～Ｋ１０７、Ｋ１３８～Ｋ１３９各段每１０ ｍ一个，共计 １００个车辙数据进行收集整理，并对各路段１００个车 辙数据进行数理统计分析，结果如图１～图３所示。 ｌ ６——计算代表深度・实测 辙深度 咕岛 图１ Ｋ４９￣Ｋ５０段车辙深度与计算代表值 测 。 本次实验研究的主要对象是公路沥青路面的 使用性能，结合京津塘高速实际道路检测数据，通 过对这些使用性能数据进行收集、整理和分析，提 出各路面性能单项评价指标检测数据变异性对其 的影响，对比不同分析方式的结果优劣。 图２ Ｋ５８￣Ｋ５９段车辙深度与计算代表值 计算代表深度・实测４二辙深度 １对路面车辙评价的影响 ——以２０１０年京津塘高速（天津段）出京方向的车 。 辙和平整度数据来说明数据变异性对路面性能预 测的影响。 收稿日期：２０１７一Ｏｌ一１０ ．． 。 气．＿ ． ～ ．． 譬 ～’ ． ＃ －．’－．。。 ・ ’ ．．， ．’Ｐ艄，一．’ 程桩｝ Ｊ ５ ９１３１７ ２１ ２５ ２９ ３３ ３７ ４１ ４５ ４９ ５３ ５７ ６１ ６５ ６９ ７３ ７７ ８１ ８５图∞ｇ７ 作者简介：宋海云（１９７６一），女，天津人，高级工程师，从事道路 工程设计工作。 图３ Ｋ５８－Ｋ５９段车辙深度与计算代表值 ２０１７年４月第４期 城市道桥与防洪 科技研究１９１ 统计数据表明，Ｋ４９～Ｋ５０段路面车辙数据变 异性较小，与路段实际计算采用车辙深度相差不 大。考虑其９５％置信度求出的值为０．１６９ ５，以最 不利情况１．２１５＋０．１６９ ５考虑，该路段的ＲＤＩ评价 指标仍为优。该路段用其平均深度是合适的。 Ｋ５８一Ｋ５９段的方差为４０．９５，数据离散程度 高，变异性很大。Ｋ５８一Ｋ５９段中，前半部分Ｋ５８＋ ０１０～Ｋ５８＋３８０与后半段Ｋ５８＋５２０～Ｋ５９＋０００这两部 分的车辙较小，Ｋ３９０＋０００～Ｋ５２０＋０００这一段中车 辙出现了较大幅度的增长，车辙大于１５ ｍｍ，甚至 部分路段的车辙超过了２０ ｍｍ，按公路养护规范 所提出的标准，这部分路面的评价指标应为“次”。 但是根据路段平均值得出的路面等分为８３．１８，评 价为良。其中有２８％的路面等级评价在良以下，准 确率为８２％。而根据路段平均值得出的养护建议 是不用采取养护措施，显然这对于该路段是并不 合适的。 对Ｋ６０一Ｋ６１段路面而言，其超过规范要求的修 补限值１５ ｍｍ的路段共有１７个，集中分布在Ｋ６０＋ １５０￣Ｋ６０＋６０＋３２０、Ｋ６０＋６４０～Ｋ０＋６９０、Ｋ０＋８４０～ＫＯ＋ ８９０段内，可以看出，虽然路段损坏数据是随机分 布的，但是仍然能从其中找出一些分布规律。从部 分路段来看，利用道路优良率来代表其准确程度， 其与该段路的实验数据离散性，以方差表示是有 一定关系的。 ２对路面平整度评价的影响 以２０１０年京津塘高速出京方向共１００ｋｉｎ的 公路检测数据为基础，从中选择具有代表性的路 段来进行分析。选取里程桩号为Ｋ６２＋０００一Ｋ６３＋ ００ ０、Ｋ６３＋０００～Ｋ６４＋０００、Ｋ６９＋０００～７０＋０００、Ｋ７３＋ ００￣Ｋ７４＋０００、Ｋ７４＋０００￣Ｋ７５＋０００、Ｋ７５＋０００￣Ｋ７６＋ ０００、Ｋ１１８＋０００ Ｋ１１９＋０００、Ｋ１３２＋０００～Ｋ１３３＋０００的 路段原始ＩＲＩ数据进行收集整理、数据分析。路段 ＩＲＩ检测使用的是快速设备检测，按规范要求数据 以２０ ｍ为一段长期保存。因为路面平整度划分为 ５个大的等级，且得分等级在良以上的路段路用性 能规范要求可只进行日常养护，现按照以１ ｋｍ为 单位划分的共计１００个单位的路段进行汇总分 析，定义优良率为１ ｋｍ路段内ＩＲＩ指标达到良及 以上的子路段数数量与该路段内总的分路段数的 比值，如图４所示。 Ｋ６２＋０００～Ｋ６３＋０００和Ｋ６３＋０００ Ｋ６４＋０００段的 ＩＲＩ计算代表数据为同段路面中最低值，这两个路 段方差的计算值很小，仅为０．０４２ ２和０．０９９ ９，从 图５和图６可以看出这两段路的实验数据变化范 １００％ ８０％ ６０％ ４Ｏ％ ２０％ ０％ ４３ ４７ ５１弱国国研７１ ７５ ７９母８７ ９１ ｇ５ ｇ９１∞１所１１１１ｌ５ｌｌｇｌ２３１２７埘１３５１３９ 图４京津塘高速各路段ｌＲＩ统计方差与优良率对照图 围小，幅度不大，数据变异性小。这两段路的评价 均为优。从最小单元来看，Ｋ６２～Ｋ６３段的优良率各 达到１００％和９８％，说明用实验数据均值来代表是 比较合适的。 —・一路段实￣ＯｌＲＩ数值一计算代表ＩＲＩ值 １ ４ ７ １０ ｌ３ １６ １９ ２２ ２５ ２８ ３１ ３４ ３７ ４０ ４３ ４６ ４９ 段内桩号（２０ｍ） 图５ Ｋ６２￣Ｋ６３段实测ＩＲＩ与计算代表值 ６．Ｏ０ ＿一路段实￣ＩＩＲＩ数值——计算代表ＩＲＩ值 ４．００ Ｈ ２．Ｏ０ ０．Ｏ０ １ ３ ５ ７ ９ ｉ１ １３ １５ １７ １９ ２１ ２３ ２５ ２７ ２９ ３１ ３：３ ３５ ３７ ３９ ４１ ４３ ４５ ４７ ４９ 段内桩号（２０ｍ） 图６ Ｋ６３￣Ｋ６４段实测ＩＲＩ与计算代表值 由于得分标准是连续的１～１００，不同得分代 表的路段状况也不同。为了更好地进行养护管理， 人为地将得分化为５段，以９０分、８Ｏ分、７０分、６Ｏ 分为限。虽然对路段的得分评级结果一目了然，方 式简单，易于操作，但接近于划分界限处的路段评 价是较为不准确的。得分８０．０１与７９．９９相差仅为 ０．０２，路面使用状况相差不大，但是路用性能评价 等级差了一个大段，在选取相对应的养护措施时， 养护方式也相差很大。显然这种划分方法显然是 不合适的。由图８可以看出，Ｋ１３２ １３３段的计算代 表ＩＲＩ值为２．２３５ ０，根据计算得出的ＲＱＩ得分为 ９０．００，评价为优，其试验段数据方差为０．６４０ ２３， 优良率为９４％。而根据实测得出的Ｋ９８～Ｋ９９段的 计算代表ＩＲＩ值为２．２３４ ７，其对应的ＲＱＩ得分为 ９０．００，路段评价指标为优，如图７所示。该路段的 方差为１．３０１ ９，路段达到优良水平的优良率仅为 ８８％。以２０ｍ为一段的路段分级统计数据对比见 表１。可以明显看出，虽然同为优等级道路，Ｋ９８￣ Ｋ９９段的中水平以上道路数量要低于Ｋ１３２￣１３３ 段，需要普通养护水平以上的路段更多，其路面平 １９２科技研究 城市道桥与防洪 ２０１７年４月第４期 整度表现要差于Ｋ１３２～１３３段。因此，在得出路面 使用性能评价等级时，仍需在实验数据的基础上 进一步细分，得到更为准确的结论。 路段实测ＩＲＩ数值——计算代表ＩＲＩ值 ８．００ １ ４ ７ １０ １３ １６ ｌ９ ２２ ２５ ２８ ３１ ３４ ３７ ４０ ４３ ４６ ４９ 段内桩号（２０ｍ） 图７ Ｋ９８￣Ｋ９９段实测ＩＲＩ与计算代表值 ＿一路段实测ＩＲＩ数值——计算代表ＩＲＩ值 ６．０Ｏ ４．ＯＯ －＿２．ＯＯ Ｏ．Ｏ０ １ ４ ７ ｌ０ １３ ｌ６ ｌ９ ２２ ２５ ２８ ３１ ３４ ３７ ４０ ４３ ４６ ４９ 段内桩号（２０ｍ） 图８ Ｋ１３２￣Ｋ１３３段实测ＩＲＩ与计算代表值 表１代表路段实际ＩＲＩ情况分布表 从数据统计表（见表２）以及路段ＩＲ１分布图 （见图９～图１１）可以看出，Ｋ７３～Ｋ７６段数据变异 性比较大。这３段的方差数值分别为１．１１２、１．５１６、 １．４２２，由计算代表数值计算得出ＲＱＩ指数分别为 ８２．１ １、８６．８６、８４．６１，路用性能评价等级为良，按规 范这３个路段均属于只需日常维护的路面。 Ｋ７３～Ｋ７４路段的众数为３．８５４ ５，此数值对应的 ＲＱＩ得分为７５．８５，评价是中，而且从图９可以看 到，有很大一部分路面的ＩＲＩ数值超过了规定的限 值，显然按照路段均值来代表这３个路段是不合 适的。以方差和优良率对应来看，不是一种明显的 对应关系。Ｋ７４～Ｋ７５段方差最大，但是其路面优良 率是最高的。方差仅表示一组数据的离散程度，而 数据分布是随机的，在大量数据的情况下，满足统 计数据的方差越小，其道路优良率越高，做出的评 价越接近事实。但是不能一概而论地将方差大小 与优良率放在一起比较，这两组数据仅能做出一 个大致的判断，具体的细节仍需小心求证。例如 Ｋ７４～Ｋ７５段路面优良率达到８２％，比较接近计算 代表值得出的结论，但是图ｌ０可以看出，ＩＲＩ在该 段分布中不均匀，前半段路面平整度较差，如果忽 略该路段问题，很可能这部分路面的平整度会更 加快速恶化，影响路面的使用。 表２代表路段实际ＩＲＩ情况分布表 ６．ｏｏ ４ ｏｏ ２．ｏｏ Ｏ．Ｏ０ ｌ ３ ５ ７ ９ ｌ１ ｌ３ ｌ５ ｌ７ １９ ２ｌ船２５ ２７四３ｌ砧３５研∞４１ ４３ ４５ ４７ ４９ 段内捏Ｅ号（２０ｍ） 图９ Ｋ７３￣Ｋ７４段实测ＩＲＩ与计算代表值 ８ ｏｏ ６．００ ４．００ Ｈ ２．００ Ｏ．００ ｌ ４ ７ ｌＯ ｌ３ １６ １９ ２２ ２５ ２８ ３１ ３４ ３７ ４０ ４３ ４６ ４９ 段内桩号（２０ｍ） 图１０ Ｋ７４￣Ｋ７５段实测ＩＲＩ与计算代表值 图１ １ Ｋ７５￣Ｋ７６段实测ＩＲＩ与计算代表值 ３对路面损坏状况评定的影响 将Ｋ４３～Ｋ１４２段路面共计１００ｋｍ的路面破损 数据进行集中分析，为方便直观地对路面破损有 清晰的认识，以路面破损率ＤＲ为指标对路面平整 度做出系统性的评价。从破损率分布图（见图１２） 来看，全线路面均达到优良水平，按规范规定不用 进行特殊处理，只进行日常养护就可以满足路面 使用条件。在对原始数据分析时发现，数据是以 １００ ｍ为单位记载的。每千米共ｌ０个数据。在对这 １０个一组的数据进行统计分析后，做出优良率与 数据组方差对照图，如图１３所示。对照来看，破损 ２０１７年４月第４期 城市道桥与防洪 ２．５ ２ 科技研究１９３ 率为良的３个路段，其方差数值均比同类的要大。 ０．８０ ０．７０ ０・６０ 一１＿５ 饭顼率ＤＨ ——优水平线 ｌ １ ０．５ Ｏ ： 镊０．３０ Ｏ．２０ Ｏ．１０ Ｏ．ＯＯ ｌ＾ ＾ ． 、 里程桩号 ＾Ｊ ） 。０ ２００ ４００ ６００ ８００ 图１４ Ｋ７３￣Ｋ７４、Ｋ１０７￣Ｋ１０８段ＤＲ分布值 啦啦母母园圃７３召田蹬∞９８】∞１０Ｂ１１３１１８１２３１２８１舄】舅 图１２ ２０１０年京津塘高速路面破损率分布图 ｌ ０．８ ０．６ ０．４ ０．２ 养护使用过程中的各项因素如交通量、气候、养护 水平等息息相关。因此表征路面病害的检测数据 不具有统一的特征。但是通过对这些随机分布的 养护检测数据进行数学上的统计分析，可以找到 定的规律性，进而对路面养护管理措施采取提 供一定的理论依据。 一０ 图１３ ２０１０年京津塘高速ＤＲ统计数据方差与优良率对照图 参考文献： ［１】孙立军，姚祖康．沥青路面使用性能评价和养护对策确定的 Ｆｕｚｚｙ方法［Ｊ］．同济大学学报，１９９０（２）：１６７—１７６． 将路段Ｋ７３＋０００～Ｋ７４＋０００与路段Ｋ１０７＋０００～ Ｋ１０８＋０００单独列出进行分析。这两段路的方差大 于同期其他数据。只有Ｋ１０７＋３００～Ｋ１０７ ４００处破 损率超过，在这两段路面中，均从３００ ｍ开始 至７００ ｍ路段破损率在０．３７以上，需要养护部门 加强管理检测，如图ｌ４所示。 ［２】申晓静．基于路面使用性能可靠性的检测周期优化研究【Ｄ】．天 津：河北工业大学，２０１２． ［３］马士宾，陈奕，张彩利，王清洲．路面使用性能检测周期对养护决 策影响研究［Ｊ］．中外公路，２０１５，３５（４）：３４１—３４５． ［４】李强．高速公路路面车辙检测、评价与预测技术研究【Ｄ］．南京： 东南大学，２００７． ［５】马士宾，陈奕，孙敬福，虞秋富．路面检测周期对使用性能预测影 响研究［Ｊ］．中外公路，２０１４，３４（６）：４６—５１． ４结语 路面病害的发生是随机的，这与路面修筑与 ［６】曹利荣．高速公路沥青路面合理检测方案研究【Ｄ】．天津：河北 工业大学，２０１５． 七々七々々七々々｜々々七々｜七々七七七．ｔｏ々々七．￣ｔ－．ｔｏ｜々七々七七－ｔｏ，ｑ￣■々七－ＩＰ－￣４ｂ＇－￣｜七电｜七■七七七七々七｜七々七｜七七七七■七■七七七电々 ■七七七电七七々七七七 ’’｜々’七七七■’七专专七｜ （上接第１８９页） 青混合料基本持平。 沥青混合料基本持平。 参考文献： ５结论 通过考察有机复合温拌剂对沥青混合料压实 效果及路用性能的影响得出以下结论： （１）在达到相同的压实效果前提下，温拌剂能 够显著降低沥青与石料拌合温度及成型温度，降 温幅度约２５℃。 ［１］徐世法．高节能低排放型温拌沥青混合料的技术现状与应用前 景［Ｊ］．公路，２００５，（７）：１９５—１９８． ［２］Ａｕｄｒｉｕｓ Ｖａｉｔｋｕｓ ｅｔ ａｌ，Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｏｓｓｉｂｉｌｉｔｉｅｓ ｆｏｒ Ｔｈｅ Ｕｓｅ ｏｆ Ｗａｒｍ Ｍｉｘ Ａｓｐｈａｌｔ ｉｎ Ｌｉｔｈｕａｎｉａ【Ｊ］＿Ｔｈｅ Ｂａｌｔｉｃ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｒｏａｄ ａｎｄ Ｂｒｉｄｇｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００９，（４）：８０—８６ ［３］尚丽娜．有机降粘温拌沥青的研究进展［Ｊ】．石油沥青，２００９，２３ （６）：６－１２． （２）温拌沥青混合料经短期烘箱养生４ ｈ后其 混合料各项性能仍较好。 （３）温拌剂对沥青混合料的高温性能及水稳 定性能有较明显的改善作用，且低温性能与热拌 ［４］陈慨，曹毅．温拌沥青混合料路用性能研究［Ｊ］．中外公路，２０１４， ３４（１）：２９０—２９３． ［５】ＪｒＩｌ仃８６０．６—２０１６，沥青混合料添加剂一第６部分：温拌剂［ｓ］． ［６】ＪＴＧ Ｅ２０—２０１ １，公路工程沥青与沥青混合料试验规程［ｓ】．
