沥青路面雨季小修指数预测方法研究

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1、沥青路面雨季小修指数预测方法研究林森阙家奇陈晓敏毕乾浙江省交通集团检测科技有限公司摘要：针对浙江省雨季气候特点和沥青路面雨季主要典型损害一一坑槽，结合路面技术状况定期检测数据中的病害规模总量、雨季降水量、雨季交通量和雨季坑槽修补率，通过回归分析方法，建立雨季坑槽修补率与其他3个因素之间的函数关系并指数化（路而雨季小修指数），为高速公路管理单位提供雨季小修工作进行预测指导。关键词：路面;雨季;坑槽;指数;定期检测;作者简介：林森，男，高级工程师.E_mail:34571461@qq.com收稿日期：2017-

2、03-12基金：浙江省交通运输厅2016年科技计划项目（编号:2016-42）Received：2017-03-121前言浙江位于中国东部沿海，处于欧亚大陆与四北太平洋的过渡地带，该地带属典型亚热带季风气候区。受东亚季风影响，浙江冬夏盛行风向有显著变化，降水有明显的季节变化，全省常年年平均雨量为1603.8mm,初夏，浙江各地逐步进入汛期，俗称“梅雨”季节，暴雨、人暴雨出现概率增加，易造成公路沥青路面水损坏病害发生。因此，水损害也是沥青路而雨季小修的主要内容。沥青路而的水损害是指沥青路而在有水的条件下，经过

3、交通荷载和温度胀缩的反复作用，致使沥青的黏结力丧失，强度下降从而发生路面破坏。水损害的位置是局部的，多发牛.在透水较严重且排水乂不畅的部位，主要表现为路面坑槽、局部表面网裂和形变唧浆等。水损害的作用机理主要依据黏附理论，沥青与矿料之间的黏附性取决于两个条件:水和交通荷载。水是产生水损害的先决条件。沥青混合料一旦长时间处于水的包围中，水分很容易浸润到沥青与集料的界而，使集料和沥青间的黏结力变弱甚至失效，最终导致水损害。沥青路面产生水损害外因括降水量、交通量和行车速度。降水量大，自由水进入沥青面层的机会就多，产

4、生水损害的频率就大，再加上大量车辆的高速行驶使沥青混凝土空隙中的自由水反复运动导致沥青首先从较大颗粒上剥落，逐渐使沥青混凝土强度下降直至局部松散形成坑槽。气象数据表明：浙江省4一6月份常年同期降水量达到592.6mm，而且各地区降水量差异较大，因此很有必要通过研宄和分析历年路而技术状况定期检测数据，建立雨季坑槽修补率与降水量、交通量、历史病害数据之间的函数关系，在雨季来临之前为高速公路管理单位提供雨季小修工作指导。2路面雨季小修率指数路面雨季小修指数是根据当年度的雨季坑槽修补率的预测值和上一年度的雨季坑槽修

5、补率增减关系来定义的无量纲值。由于雨季前，雨季降水量和交通量都是预测值，因此在雨季来临前根据气象部门的雨季降水量和交通部门交通量的预测值来预测雨季坑槽修补率，结果可能与实际偏差较大。用模糊化分级化的路面雨季小修指数来预测指导高速公路养护管理单位的雨季小修工作比较合理。2.1雨季坑槽修补率预测模型变量从高速公路路面病害的形成机制出发，结合浙江右沪杭甬、杭金衢两条高速公路的实际情况和历年路面技术状况定期检测数据，定性分析雨季造成高速公路路面坑槽的诸多原因，并总结其主要影响因素为:公路使用年限、公路结构状况和施工

6、质量、养护质量、降水量、交通量及上一年度路段病害规模总量。在此基础上提出雨季降水量（mm）、雨季月均交通量（万辆/车道数）及上一年度路段单位车道公里的病害量［m/（车道、⑹）］3个变量。&代表雨季4一6/1份路段所属地区降水总量（mm），数据来源于浙江省水文局网站雨水月报。x2代表雨季4一6月份路段月均交通量（万辆/车道数），如果所属路段同吋存在两种以上车道类型（比如该路段部分双向六车道、部分双向四车道），则按照不同车道类型里程来折算该路段车道数。x3表示该路段第n-1年度单位车道公里的病害量［m/（车道*

7、km）］，其中横裂、纵裂按照0.2m影响宽度计算面积。y表示该路段第n年度的雨季坑槽修补率［m/（车道•km）］。2.2雨季坑槽修补率预测模型方程回归分析是研宄自变量与因变量之间相互关系的一种数理统计方法，对于没有明确函数关系的自变量和因变量，通过大量的观测数据，利用回归分析方法可以从一个或者多个自变量的变化趋势来预测因变量的将来值。按照自变量和因变量之间的关系类型，可分为线性回归分析和非线性回归分析。该文采用多元多项式回归分析。从单因素定性分析来看，降水量大的路段，影响路面结构强度、刚度和稳定性，因此与雨

8、季坑槽修补率成正相关;交通量，尤其是重交通量对路面的结构破损很大，使路而寿命明显缩短，也是坑槽破损进一步扩展的原因，雨季坑槽修补率也与其成正相关;路段上一年度病害规模总量包含路面整体状况，是路面基础信息，一般也与雨季坑槽修补率成正相关。雨季坑槽修补率与3个自变量的复合关系较为复杂，暂无理论基础支撑，通过不断回归分析，确定以下回归方程：式中：a。、ai、a2、山为参数。2.3路面雨季小修率指数公式和指数分级定义路面