路面平整度与路面破损的关系论文

路面平整度与路面破损的关系论文

　　摘 要：路面平整度是路面检测的首要项目，其与路面使用性能的好坏程度直接相关，受路面破损的严重影响。因此，路面平整度和路面破损有着密不可分的关系。

　　关键词：路面破损；路面检测；平整度；路面使用性能

　　1. 引言

　　不平整的路面不仅影响乘车的舒适性，降低行车速度，加速车辆零部件的损坏，缩短车辆的行驶寿命，增加车辆的运营费用，而且导致车辆振动，激发车辆产生动态作用力，引起路面的应力、应变响应，反过来又增加路表面的不平整度，加剧路面的破损。故路面破损和路面平整度两者相互影响、密不可分。

　　2. 路面平整度

　　2.1路面平整度的概念

　　国际道路平整度试验(IRRE)把路面平整度定义为道路表面对于理想平面的偏离，它具有影响车辆动力特性、行驶质量和路面动力载荷三者的数值特征。

　　2.2 路面平整度的重要性

　　路面平整度直接对行驶车辆产生激励，诱发车辆振动，进而引起路面的响应和人的'感觉反应。平整度主要从舒适性、安全性、经济性及路面结构四个方面影响着行车系统中的三要素—人、车和路。

　　1） 平整度对舒适性的影响

　　平整度是影响道路行车舒适性的最直接因素。车辆的振动主要由路面平整度引起，振动和颠簸不仅影响车辆的行驶平顺性，而且影响乘坐者的舒适性，使人容易感到疲劳。

　　2）平整度对安全性的影响

　　当驾驶员对车辆施加转向力时，受转向阻力的制约，即因路面不平整而波动，此波动范围与路面不平整度成正比，从而构成不同程度的操纵不稳定性。其次，路面不平易雨后积水导致水雾和漂滑，附着系数急剧下降，从而易出现安全事故。最后，路面不平导致车轮不均匀跳动，当轮子跳起悬空时，则该轮胎完全失去制动力。制动力不均匀使车辆制动时产生偏滑，如紧急制动则危及交通安全。

　　3）平整度对经济性能的影响

　　路面平整度决定了车辆的营运费用，其影响表现：一方面，路面不平造成车辆振动，使轮胎和汽车悬挂系统多次变形，导致滚动阻力增加，从而使车辆损耗及燃油消耗增加。另一方面，当汽车行驶在不平整路面上时，车辆就不能按照设计车速行驶，路面平整度制约了车速，增加了时间费用。

　　4）平整度对路面结构的影响

　　路面不平整激发车辆产生动态作用力，动态作用力反过来又增加路表面的不平整度。行驶车辆对路面的动态作用力随路面平整情况的恶化而增大，同时随车辆行驶速度的增加而增加。在此过程中，路面条件和车辆荷载的变化互相加强，且随路面条件的进一步恶化变得更为明显，对路面结构产生显著影响。

　　3.路面使用性能

　　3.1 路面使用性能的概念

　　路面使用性能是一个泛指路面和材料各种技术行为的术语。从道路使用者的角度说，希望路面拥有的性能有:①可接受的行驶舒适性;②高质量的车辆运营条件，以最大限度的降低车辆损坏的风险;③行车安全;④最小的环境影响。

　　3.2 路面使用性能的评价方法

　　路面使用性能的评价是依据采集的路面状况数据，对路面性能满足使用要求的程度做出判断。我国现行使用性能评价方法主要以行驶舒适性和路面破损状况为重点进行评价和路面数据的检测。

　　路面行驶质量指数RQI(Riding Quality Index)是反映车辆行驶舒适性、安全性和经济性的一个指标，是反映路面服务能力(或水平)的重要参数。行驶质量的评价一般要考虑三个方面的因素:①路面表面特性，要对路表平整度作出定量描述;②车辆悬挂系统的振动特性，要结合路表面平整度分析车辆的动态反应;③人对振动的反应，要对用户的舒适性要求或承受颠簸的能力作出定量描述。故通常用路面行驶质量指数来评价路面使用性能的好坏。

　　4.路面破损

　　4.1 沥青路面的破损类型

　　一般沥青路面共有19种破损类型：龟裂或疲劳开裂，不规则裂缝(块状开裂)，纵、横向裂缝，松散，唧泥和冒水，车辙，波浪拥包，沉陷，坑槽，集料磨光，修补损坏，泛油，桥头跳车，麻面，车道与路肩的分离，车道与路肩下沉或隆起，脱皮，接缝处反射裂缝，啃边等。其中，功能性破损是表面性的，易于认识，其破损原因也比较清楚。主要有：局部微裂缝、波浪拥包、泛油、剥落、麻面、坑洞、磨光和修补，这些破损主要导致道路服务水平下降，与路面结构性能没有直接关系。结构性破损是由于路面各层的应力增大引起，其结果反映到路面上就是各种形状的裂缝和位移，主要有：龟裂、网裂、纵横向裂缝、沉陷、松散和车辙。这些破损不仅导致道路的服务水平下降，而且使路面结构承载力下降，破损加剧，最终导致路面破坏。此外，基层类型、面层结构、荷载类型、气候以及施工过程等都会影响路面的损坏类型。

　　4.2 水泥混凝土路面的破损类型

　　一般水泥混凝土路面的破损主要分为裂缝类损坏、变形类损坏、接缝（材料）类损坏、表面类损坏、结构类损坏和其他类型的损坏等。其中：1）裂缝类损坏主要包括纵向裂缝、横向裂缝和斜向裂缝等；2）变形类损坏主要包括沉陷、脱空、板块活动、错台、拱起等；3）接缝（材料）类损坏，接缝分纵缝和横缝;而横缝又分为胀缝(或称真缝、伸缩缝)和缩缝(或称假缝、伸缩缝)；4）表面类破损主要包括表面破裂、磨光、层状剥落、坑洞及麻面等；5）结构类破损主要指混凝土板块发生严重裂缝、断板等破损；6）其他类型的破损主要是指损坏发生后经过修补而再发生损坏，或者发生意外的损坏等。

　　5.路面平整度与路面破损的关系

　　5.1 路面平整度与路面使用性能的关系

　　从上述分析可知，路面的使用性能由路面行驶质量指数来评价，而对影响路面行驶质量的因素，各国都进行过较多的研究。研究表明，影响路面行驶质量的主要因素为平整度，其他因素可以忽略不计。所以，平整度被选为影响路面行驶质量的唯一因素。我国现行公路养护技术规范确定了行驶质量指数与国际平整度指数之间的关系，如下面算式所示：

　　因而，路面的平整度与使用性能是密不可分的，平整度的好坏直接影响着路面的使用性能，路面的使用性能又主要依赖于平整度的大小。

　　5.2 路面破损与路面使用性能的关系

　　由分析可知：路面结构的使用性能一般包括5个方面，即路面损坏状况(完整性)、路面行驶质量、路面结构承载能力、行驶安全性和外观。而路面破损状况又是路面使用性能的首要影响因素，路面破损直接影响路面行驶质量，降低行驶的安全性和舒适性，破坏路面结构的完整性，严重降低路面的使用性能品质。