公路技術(shù)狀況評價(jià)指標(biāo)

2023/9/211:231主要內(nèi)容公路技術(shù)狀況評價(jià)概述路面使用性能評價(jià)方法公路技術(shù)狀況評價(jià)指標(biāo)體系公路技術(shù)狀況評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)2023/9/211:232公路技術(shù)狀況評價(jià)概述在公路管理中，對公路技術(shù)狀況進(jìn)行評價(jià)是其最根本，也是最重要的一項(xiàng)工作。公路技術(shù)狀況評價(jià)，應(yīng)建立一套客觀、科學(xué)、定量的評價(jià)方法。好的評價(jià)方法應(yīng)具有兩方面特質(zhì)：評價(jià)模型（指標(biāo)體系）能準(zhǔn)確反映設(shè)施狀態(tài)；數(shù)據(jù)采集具有可操作性。2023/9/211:233公路技術(shù)狀況評價(jià)概述在《公路技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》（JTGH20-2007）中，公路技術(shù)狀況評價(jià)包括對路面、路基、橋隧構(gòu)造物和沿線設(shè)施的技術(shù)狀況進(jìn)行評價(jià)。路面和橋隧構(gòu)造物是重點(diǎn)，路基和沿線設(shè)施次之。路面是重中之重。2023/9/211:234路面使用性能評價(jià)方法什么是路面使用性能如何選擇合適的評價(jià)指標(biāo)國外的評價(jià)指標(biāo)國內(nèi)的評價(jià)指標(biāo)2023/9/211:235什么是路面使用性能路面使用性能是一個(gè)覆蓋面很寬的技術(shù)術(shù)語，泛指路面的各種技術(shù)行為。自1962年，Caray和Irick首次提出了路面使用性能（Performance）的概念以來，人們對路面使用性能的理解和認(rèn)識在不斷地變遷，相應(yīng)地，路面使用性能的評價(jià)方法也在不斷地變化。迄今為止，比較一致的看法是：路面的使用性能包括5個(gè)方面，即損壞狀況、行駛質(zhì)量、結(jié)構(gòu)承載能力、行駛安全性和外觀，所以，通常的路面評價(jià)方法都是根據(jù)這幾個(gè)方面進(jìn)行設(shè)計(jì)。2023/9/211:236如何選擇合適的評價(jià)指標(biāo)一般而言，評價(jià)指標(biāo)分為綜合性指標(biāo)和單一性指標(biāo)兩大類。綜合性指標(biāo)是對路面使用性能的綜合測度，它可以綜合地表征路面使用性能的復(fù)雜內(nèi)涵。單一性指標(biāo)是對路面使用性能諸多局部特征的具體測度，它可以采用多項(xiàng)指標(biāo)明確地表征路面使用性能各組分的詳細(xì)情況。2023/9/211:237如何選擇合適的評價(jià)指標(biāo)綜合性指標(biāo)的優(yōu)點(diǎn)是能反映路面使用性能的總體狀況，指標(biāo)單一，便于比較；缺點(diǎn)是不能確切反映使用性能局部的具體測度，不便于診斷原委和制定具有針對性的對策。單一性指標(biāo)的優(yōu)缺點(diǎn)與綜合性指標(biāo)的優(yōu)缺點(diǎn)正好相反，其優(yōu)點(diǎn)是便于診斷原委和制定針對性強(qiáng)的對策；缺點(diǎn)是分類過細(xì)，對數(shù)據(jù)采集精度要求很高，不便于相互比較，不能直觀反映路面使用性能的總體狀況。根據(jù)不同的應(yīng)用目的，選擇不同的指標(biāo)。2023/9/211:238國外的評價(jià)指標(biāo)20世紀(jì)60年代初期，美國實(shí)施了AASHO道路試驗(yàn)，提出了路面使用（服務(wù)）性能評價(jià)指標(biāo)，建立了現(xiàn)時(shí)服務(wù)能力指數(shù)PSI（PresentServiceabilityIndex）路面評價(jià)模型。PSI評價(jià)模型的建立標(biāo)志著世界范圍路面使用性能評價(jià)技術(shù)研究的開始，對路面養(yǎng)護(hù)管理技術(shù)的發(fā)展有著深遠(yuǎn)的影響。2023/9/211:239國外的評價(jià)指標(biāo)

在隨后的20多年里，隨著檢測技術(shù)的進(jìn)步、裝備水平的提高和路面管理系統(tǒng)（PMS）的深入研究及廣泛應(yīng)用，許多國家（包括加拿大、英國、芬蘭、法國、日本）和國際機(jī)構(gòu)（世界銀行）先后提出了不同的路面評價(jià)指標(biāo)，建立了不同類型的路面評價(jià)模型。其中包括加拿大的行駛舒適性指數(shù)（RCI）、英國的道路狀況指數(shù)（RCI）、日本的養(yǎng)護(hù)管理指數(shù)（MCI）和美國軍事機(jī)構(gòu)開發(fā)的路面狀況指數(shù)（PCI），上述路面評價(jià)模型包含了多變量模型和單參數(shù)模型。2023/9/211:2310國外的評價(jià)指標(biāo)美國：現(xiàn)時(shí)服務(wù)能力指數(shù)（PSI）日本：養(yǎng)護(hù)管理（控制）指數(shù)（MCI）美國軍隊(duì)：路面狀況指數(shù)（PCI）英國：道路狀況指數(shù)（RCI）2023/9/211:2311現(xiàn)時(shí)服務(wù)能力指數(shù)（PSI）在世界公路管理史上，第一個(gè)路面使用性能評價(jià)模型是美國研究人員基于AASHO道路實(shí)驗(yàn)近10年的觀測數(shù)據(jù)，于20世紀(jì)60年代中期提出現(xiàn)時(shí)服務(wù)能力指數(shù)PSI。在隨后的許多年里，根據(jù)AASHO實(shí)驗(yàn)結(jié)果和PSI模型結(jié)構(gòu)及參數(shù)，許多國家和地區(qū)如加拿大、英國、日本等的研究部門分別建立了不同用途的路面使用性能評價(jià)模型。這些模型的共同特點(diǎn)是將客觀數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的評價(jià)尺度建立聯(lián)系，利用統(tǒng)一的標(biāo)尺評價(jià)不同的路面損壞。2023/9/211:2312現(xiàn)時(shí)服務(wù)能力指數(shù)（PSI）現(xiàn)時(shí)服務(wù)能力指數(shù)PSI是AASHO道路實(shí)驗(yàn)的重要研究成果之一，也是在公路養(yǎng)護(hù)管理中采用專家技術(shù)建立路面評價(jià)模型的成功范例。在建立PSI模型時(shí)候，研究人員把與公路有關(guān)、職業(yè)不同的各種評價(jià)人員，如道路建設(shè)人員、道路養(yǎng)護(hù)人員、汽車運(yùn)輸人員、汽車制造人員組織一個(gè)由多人組成的專家組。通過道路現(xiàn)場評價(jià)，確定每個(gè)實(shí)驗(yàn)路段的專家評價(jià)結(jié)果。在進(jìn)行專家調(diào)查評價(jià)的同時(shí)，道路檢測人員對實(shí)驗(yàn)路段的路面損壞進(jìn)行調(diào)查與檢測，隨后用數(shù)學(xué)方法建立路面損壞與專家評價(jià)結(jié)果之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，確定相關(guān)參數(shù)，形成現(xiàn)時(shí)服務(wù)能力指數(shù)PSI。2023/9/211:2313現(xiàn)時(shí)服務(wù)能力指數(shù)（PSI）現(xiàn)時(shí)服務(wù)能力指數(shù)PSI： （瀝青） （水泥）

SV—輪跡處平整度離散度；

C—裂縫度，m2/1000m2；

P—修補(bǔ)度（Patching），m2/1000m2

；

RD—車轍深度，cm。2023/9/211:2314現(xiàn)時(shí)服務(wù)能力指數(shù)（PSI）模型包含了4個(gè)可變參數(shù)，即平整度、表面裂縫、路面修補(bǔ)度和車轍。在四個(gè)路面評價(jià)影響因素中，路面裂縫與車轍占很小的比重，這二種因素的變化對PSI產(chǎn)生微小影響；相反，平整度（SV）對PSI，尤其是當(dāng)SV在10以下時(shí)影響顯著。從模型參數(shù)（權(quán)重）看，PSI模型實(shí)際上是與平整度主相關(guān)的行駛舒服性模型。PSI模型反映了20世紀(jì)60年代美國公路管理的技術(shù)條件、公路部門對不同路面損壞的重視程度及研究人員的建模思路。美國研究人員將當(dāng)時(shí)所能檢測到的所有指標(biāo)（4項(xiàng)參數(shù)）與PSI建立了聯(lián)系，使PSI的評定結(jié)果能客觀地反映路面的整體技術(shù)狀況，但又無法確定哪項(xiàng)具體的指標(biāo)導(dǎo)致了PSI評價(jià)結(jié)果變好或變壞。2023/9/211:2315日本PSI：

σ —縱向平整度標(biāo)準(zhǔn)偏差，mm；

C —裂縫率，%；

D —車轍深度，cm。

日本道路協(xié)會根據(jù)AASHO的PSI建模方法，結(jié)合日本的路面損壞特點(diǎn)，去掉了路面修補(bǔ)度，將路面裂縫度換成路面裂縫率，標(biāo)定了美國的PSI模型參數(shù)，形成了PSI模型，并提升為日本的道路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范指標(biāo)。養(yǎng)護(hù)管理（控制）指數(shù)（MCI）2023/9/211:2316

與美國PSI相反，日本PSI模型重視路面裂縫和路面車轍，道路平整度僅占較輕的比重。日本模型反映了20世紀(jì)70年代未期日本路面的技術(shù)狀況和公路管理部門所重視的主要因素。日本建設(shè)省土木研究所研究員在參考美國和日本PSI基礎(chǔ)上，研究開發(fā)了養(yǎng)護(hù)管理（控制）指數(shù)MCI。與美國PSI不同，飯島等采用的專家組是由道路管理人員組成的，現(xiàn)場評價(jià)的目的也僅考慮道路平整度、路面裂縫率和路面車轍對道路養(yǎng)護(hù)管理和養(yǎng)護(hù)需求的影響。養(yǎng)護(hù)管理（控制）指數(shù)（MCI）2023/9/211:2317養(yǎng)護(hù)管理（控制）指數(shù)MCI：

MCI—養(yǎng)護(hù)管理指數(shù)，0~10；

C—裂縫率，%；

D—車轍深度，mm；

σ—平整度，mm養(yǎng)護(hù)管理（控制）指數(shù)（MCI）2023/9/211:2318

在日本MCI的模型中，道路平整度占很小比重，其影響效果與日本道路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范的PSI基本相似。日本MCI考慮了多種關(guān)系模型以求準(zhǔn)確處理不同的路面狀況，同時(shí)也給應(yīng)用帶來了混亂。日本的MCI模型是美國PSI建模思路的延續(xù)，但也包含了些模糊不定的創(chuàng)新意識：將路面損壞因素分離開來，用單變量構(gòu)建路面評價(jià)模型。養(yǎng)護(hù)管理（控制）指數(shù)（MCI）2023/9/211:2319

橋本研究建立了單因素的行駛舒適性指數(shù)RCI，從而彌補(bǔ)日本MCI模型不充分反映道路平整度對道路用戶的影響。日本RCI模型是一個(gè)典型的單因素路面評價(jià)模型，缺陷是當(dāng)平整度大于一定的數(shù)值時(shí)，RCI會給出不合理評價(jià)結(jié)果。養(yǎng)護(hù)管理（控制）指數(shù)（MCI）行駛舒適性指數(shù)RCI：

RCI—舒適性指數(shù)；

σ—平整度，mm。2023/9/211:2320

以上模型的共同特點(diǎn)是，用回歸技術(shù)建立路況指標(biāo)與專家評價(jià)的直接關(guān)系。實(shí)際上用專家法建模還有另一種方法，即扣分法。這種方法為美國軍隊(duì)工程研究實(shí)驗(yàn)室首先采用。用扣分法建立的路面狀況評價(jià)模型PCI實(shí)際上是一種單因素非線性關(guān)系模型，PCI模型考慮了每種損壞的損壞扣分和重復(fù)損壞影響。路面狀況指數(shù)（PCI）2023/9/211:2321

A—破損類型t（i），嚴(yán)重程度S（j）及損壞密 度D（ij）時(shí)的扣分值；

i —破損類型；

j —嚴(yán)重程度；

p —總破損類型；

m（i） —第i種破壞的損壞數(shù)量；

F（t，q） —重復(fù)損壞修正系數(shù)。路面狀況指數(shù)（PCI）PCI模型的扣分值和單項(xiàng)重復(fù)損壞修正系數(shù)（0~1.0）是根據(jù)專家經(jīng)驗(yàn)確定的，好處是能夠精確地計(jì)量和確定由多種損壞所導(dǎo)致的總體損壞程度，問題是必須準(zhǔn)確取得不同損壞的扣分值和相關(guān)重復(fù)損壞修正系數(shù)。2023/9/211:2322

英國路況檢測評定規(guī)范采用基于SCANNERSurveys的道路狀況指數(shù)RCI多參數(shù)評定模型，來描述英國公路網(wǎng)的路面使用性能。道路狀況指數(shù)RCI是一個(gè)綜合指數(shù)，為了計(jì)算RCI需要采用SCANNERSurveys快速檢測技術(shù)及設(shè)備檢測如下路面數(shù)據(jù)：

----3m和10m縱斷面平整度的行駛質(zhì)量數(shù)據(jù)；

----左右車轍深度；

----路面紋理深度；

----車道裂縫率（CrackingIntensity）；

----輪跡處裂縫率道路狀況指數(shù)（RCI）2023/9/211:2323

英國SCANNER為上述檢測指標(biāo)各規(guī)定了下限和上限2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值。檢測數(shù)據(jù)低于下限時(shí)表示路面完好、不需要養(yǎng)護(hù)；高于上限時(shí)表示進(jìn)一步的路面損壞不會增加RCI評價(jià)結(jié)果；在下限和上限之間，RCI呈線性變化。根據(jù)上述各項(xiàng)指標(biāo)檢測數(shù)據(jù)，以10m為單位，分別計(jì)算各檢測指標(biāo)的RCI（0-100）值，各RCI計(jì)算結(jié)果與規(guī)定的檢測指標(biāo)權(quán)重（Relevance）和可信性因數(shù)（Reliabilityfactors）相乘并累加得到10m分路段的綜合RCI。道路狀況指數(shù)（RCI）2023/9/211:2324道路狀況指數(shù)RCI：

RCI—道路狀況指數(shù)；

RCIi—第i類檢測指標(biāo)的道路狀況指數(shù)；

Wi—檢測指標(biāo)權(quán)重；

Fi—可信性因數(shù)道路狀況指數(shù)（RCI）2023/9/211:2325

根據(jù)綜合RCI評價(jià)結(jié)果，通過算術(shù)平均，可計(jì)算區(qū)間、路線及公路網(wǎng)的道路狀況指數(shù)RCI。根據(jù)RCI評價(jià)結(jié)果，英國路況檢測評定規(guī)范將路面使用性能劃分為綠（GREEN）、黃（AMBER）、紅（RED）三種狀態(tài)，分別代表路面使用性能完好、路面有損壞需要詳細(xì)檢測、路面損壞嚴(yán)重需要立即養(yǎng)護(hù)。道路狀況指數(shù)（RCI）2023/9/211:2326

檢測指標(biāo)的下限、上限、權(quán)重和可信性因數(shù)都是基于公路工程師的經(jīng)驗(yàn)確定的，上述標(biāo)準(zhǔn)和參數(shù)需要定期（每年）修正，所有標(biāo)準(zhǔn)值及參數(shù)都在英國運(yùn)輸部網(wǎng)站上公布?；赟CANNERSurveys的道路狀況指數(shù)RCI是帶有明顯養(yǎng)護(hù)決策性質(zhì)的路面評價(jià)模型。在建模方法上，較前幾中方法更先進(jìn)一步，基于經(jīng)驗(yàn)的模型參數(shù)可方便地定期更新與維護(hù)，以滿足不斷變化的公路技術(shù)狀況評價(jià)和公路養(yǎng)護(hù)管理需要。道路狀況指數(shù)（RCI）2023/9/211:2327國內(nèi)的評價(jià)指標(biāo)

國內(nèi)從上世紀(jì)80年代開始接觸路路面管理系統(tǒng)，在借鑒國外相關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上，根據(jù)我國路面特點(diǎn)，建立了一系列路面評價(jià)模型。我國早期建立的路面評價(jià)模型，模型結(jié)構(gòu)深受美國PSI的影響。經(jīng)過后續(xù)不斷改進(jìn)完善，形成本標(biāo)準(zhǔn)中的路面評價(jià)指標(biāo)體系。2023/9/211:2328公路技術(shù)狀況評價(jià)指標(biāo)體系MQI——公路技術(shù)狀況指數(shù)（MaintenanceQualityIndicator）PQI—路面使用性能指數(shù)（PavementQualityorPerformanc