评价长度对沥青路面性能PCI结果的影响

刘圣洁

（长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室，陕西西安710064）

评价长度对沥青路面性能PCI结果的影响

刘圣洁

（长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室，陕西西安710064）

为研究评价长度对PCI结果的影响，选取8个评价长度进行分析，并计算了不同评价长度对沥青路面PCI评价结果的影响，将其评价结果与标准的1 000 m长度评价结果对比.研究结果表明：当选定的评价长度小于标准的评价长度时，得到的PCI评价结果较标准长度的PCI的结果偏大；当选定的评价长度大于标准的评价长度时，得到的PCI评价结果较标准长度的PCI的结果偏小.研究发现，当评价长度为（1 000±500）m时，得到的总体PCI与标准值计算的总体PCI值的偏离度较小.当无法满足标准长度的划分或仅需对该路段总体性能进行评价时，为保证PCI的精度，评价长度应尽量偏大而不宜偏小.

评价长度；PCI；道路工程；沥青路面；路面性能

目前我国采用路面状况指数（PCI）对路面的损坏状况进行表征，其数据采集和计算方法主要借鉴了美国陆军工程兵团提出的PCI方法，并经过专家评分法对计算公式的系数进行调整.但PCI的适用性和客观性尚不明确，尤其是调查统计方法对PCI值的影响研究较为不足［1-4］.虽然相应的规范和标准对路面破碎状况进行了定义，对其调查方法也进行了规定，但在实际的损坏调查和性能评价中，由于技术人员的经验和水平差异、调查程序和评价方法的不尽相同，都对PCI的评价结果造成影响.

M.Y.Shahin等［5］曾利用Micro Paver对沥青道面的病害以及评价单元尺寸和病害类型对PCI计算的影响进行了分析.C.M.Dean等［6］通过对4个州的路面检测数据进行分析，研究样本量对路面性能的影响.美国公路部门从数据的有效性和经济方面考虑，试图以较短的评价单元的性能来反映较长路段的性能［7-9］.陈文来等［10］研究认为单元尺寸的不同会使PCI的结果存在着不同程度的偏差.

为此，本研究针对调研的沥青路面检测数据，分析路面损坏和评价程序中调查路段长度对PCI的影响，在此基础上，对PCI的合理性和适用性进行分析，以明确调查和统计过程中影响PCI稳定性的因素，为后续的研究提供基础.

1　路面评价长度选择

考虑到检测和调查的便捷，以及可以与桩号相对应，因此病害调查时，以1 000 m为基本检测或调查单元，通过识别路面存在的破损类型和严重程度，换算为单位面积内的破损率，进而得到PCI值.

但由于沥青路面病害出现的位置和地点都具有随机性，在某一段病害出现的类型、数量及分布密度均不相同，对1 000 m路段作为评价单元，可能会使得实际的路面病害状况与实际的路面状况存在着偏差.为此，按照每车道纵向划为50，100，200，500，2 000，3 000，4 000和5 000 m的拟定评价长度，比较拟定长度与标准1 000 m评价长度对PCI评价结果的区别.

2　评价长度对其范围内PCI的影响

统计7段共385 km的行车道和超车道的沥青路面损坏数据作为样本（见表1）.

表1　研究路段分布

以50，100和500 m为评价路段长度，计算其对应PCI.计算时，将相邻的20×50 m，10×100 m，2× 500 m路段内PCI平均值与1 000 m标准长度PCI计算值进行比较；将2 000，3 000和4 000 m路段PCI计算值与相邻2×1 000 m，3×1 000 m，4× 1 000 m及5×1 000 m标准长度的PCI平均值进行比较.得到采用以上方案的PCI对比图（见图1）.

图1　选定长度与标准长度的PCI比较

从分析结果可知，选用的路段评价长度对沥青路面PCI结果有一定的影响，当选定评价长度小于标准长度（1 000 m）时，其PCI较标准长度计算的PCI偏大，且选定长度越小，偏离趋势越明显.由图1a-d可知：当选定长度为50，100 m时，其PCI与标准PCI相差较大；当选定长度为200，500 m时，其PCI平均值与标准PCI相差逐渐减小；当选定长度接近标准长度时，其PCI平均值与标准PCI值基本接近.

当选定的长度大于标准长度时，选定长度的PCI较标准PCI的结果偏小.由图1e-h可知：当选定的评价长度从2 000 m增加到5 000 m时，PCI逐渐向着小于标准值的方向偏离，且偏离程度随着选定长度的增大而增大.

3　评价长度对总体PCI影响

对路面进行养护时，一般将几公里或数十公里的路段作为总体评价路段，通过每1 000 m的PCI计算其总体路段的PCI平均值，以此作为养护决策的依据.

为了客观统计分析评价长度对PCI的影响，比较选定长度和标准长度对路段总体PCI的结果偏差的影响，如图2所示.由图2可知：评价长度越小，得到的总体PCI越大；随着评价长度的增大，总体PCI越小.

图2　总体PCI与评价路段长度

行车道和超车道的总体PCI值随着评价长度的变化呈现出类似规律，即评价长度与标准长度的差别越大，PCI偏差也越大；当评价长度越接近标准长度，PCI偏差越小.总之，评价长度的变化对PCI的计算的影响不是很明显.由图2中PCI值随评价长度变化的趋势可知，当选定长度为500 m时，其偏差为0.11%，当选定评价长度为4 000 m时，其偏差也仅为7.11%.

本研究分析可知，当现场的划分无法满足标准长度的划分要求，评价长度为（1 000±500）m时，总体路段的PCI平均值较标准长度计算的总体PCI值的偏差更小，可选用该范围内的长度替代标准长度.

在对某一确定路段评价时，当无法满足标准长度的划分或仅需对该路段总体性能进行评价时，为了确保PCI的精度，可选用较大的评价长度或将该路段作为单一长度进行路面性能评价.

4　结 论

1）本研究分析了沥青路面不同评价长度对其PCI结果的影响.由研究结果可知：当选定长度接近标准的长度时，其计算的PCI平均值与标准的PCI计算值基本接近；当选定长度小于标准长度时，选定长度的PCI较标准PCI偏大；当选定长度大于标准长度时，选定长度PCI较标准PCI偏小.

2）通过对路段的总体评价，可知评价的长度为（1 000±500）m时总体路段的PCI平均值与标准长度计算的总体路段PCI值的偏差最小.

（References）

［1］ 刘圣洁，李培蕾，郭 建.集对分析在路面性能综合评价中的应用［J］.中外公路，2011，31（2）：62-64. Liu Shengjie，Li Peilei，Guo Jian.Application of set pair analysis in comprehensive evaluation of pavement performance［J］.Journalof China&Foreign Highway，2011，31（2）：62-64.（in Chinese）

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［6］ Dean CM，BaladiG Y，Dawson T A，et al.The effect of pavement condition data sampling on project boundary selection［C］∥Transportation and Development Institute Congress，2011：11-21.

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［9］ Bekheet Wael.Short term performance and effect of speed humps on pavement condition of Alexandria Governorate roads［J］.Alexandria Engineering Journal，2014，53：855-861.

［10］ 陈文来，凌建明，郝航程，等.水泥道面调查单元划分及病害程度对PCI的影响［J］.同济大学学报：自然科学版，2011，39（11）：1646-1651. Chen Wenlai，Ling Jianming，Hao Hangcheng，et al. Effect of unit dividing and distress severity on PCIaccuracy for cement concrete pavement［J］.Journal of Tongji University：Natural Science，2011，39（11）：1646-1651.（in Chinese）

（责任编辑 赵 鸥）

Effect of evaluation length on asPhalt Pavement condition index

Liu Shengjie
（Key Laboratory for Special Area Highway Engineering of Ministry of Education，Chang′an University，Xi′an，Shaanxi710064，China）

To investigate the influence of evaluation length on the pavement condition index（PCI），the PCIwas calculated by eight evaluation length to compare with the standard 1 000 m evaluation length result.The results show that when the evaluation length is shorter than the standard evaluation length，the calculated PCI is greater than that calculated by standard evaluation length，while the evaluation length is longer than the standard evaluation length，the calculated PCIis smaller than that calculated by standard evaluation length.The deviation between PCI calculated by the evaluation length at the range of500 m to 1 500 m and that by the standard evaluation length is small.When the evaluation length cannotmeet the standard length，to ensure the accuracy of PCI，the evaluation length should be larger than the standard length.

evaluation length；PCI；road engineering；asphalt pavement；pavement performance

U414.217

A

1671-7775（2015）04-0465-04

刘圣洁.评价长度对沥青路面性能PCI结果的影响［J］.江苏大学学报：自然科学版，2015，36（4）：465-468.

10.3969/j.issn.1671-7775.2015.04.017

2014-07-31

中央高校基本科研业务费专项资金资助项目（助研项目）（CHD2014G5210004）

刘圣洁（1985—），男，河南商丘人，博士研究生（lsjwork@126.com），主要从事道路结构与材料研究.