如何评价维修前路面状况？

维修前路面状况评价是路面修复方案决策和路面修复方案设计的基础。进行路面状况评价的主要目的在于：通过初始的路面调查，按照一定的标准划分出性能一致的路面段，并且分析确定路面整体结构和功能状况；通过更加详细的调查，确定病害类型和病害原因以及路面状况。

根据维修前路面状况评价的目的和要求，路面状况评价可以分为以下几个内容：调查分析路况信息（路面状况初步评价）；根据路况划分路段（路段划分）；评估路况数据（路面状况详细评价）；确定修复方案的限制条件。

其中，在路面状况评估过程中，由于受到时间和资金的限制，为了能够详细地评价不同路段的路面状况，通常应先对道路全长范围进行初始评价，再对出现结构性病害的路段进行详细评价。从某种程度上来讲，沥青路面修复工程的规模决定路面状况评价过程中耗费的时间和资金。相对于交通量较低的道路，主干线和交通量较大的道路无疑需要进行更全面、详尽的评价。为了保证路面状况评估工作更为科学、合理、有序，应建立一套适合不同路段信息、人员和设备资源情况的路面状况采集评估标准程序。我国现行的规范和标准中仅仅规定了路面状况评估的内容、方法以及评定标准，并没有建立相应的采集评估程序，在实际工作中可以参考美国《AASHTO路面结构设计指南》建立的路面状况采集评估程序，将路面状况采集评估分为两个阶段，即路面状况初步评价和路面状况详细评价。

1.路面状况初步评价

通过路面状况的初步评价，可以了解道路的整体状况。路面状况初步评价目的在于：通过数据采集和分析处理工作为路段划分以及路面状况详细评价提供依据；对特殊的路段选择合适的检测仪器，确定路面病害现象，分析病害产生机理并评价路面状况，给出初步的修复方案。

路面状况初始评价是路面修复设计工作的“序幕”，对后续工作影响很大。为了科学合理地开展路面状况初始评价工作，可以将路面状况初步评价分为两个阶段：路面状况调查（通过初步调查、现场实地调查以及路面状况检测，收集与路面状况有关的各方面数据信息），路面状况初步判定（采用有损检测或无损检测的方法测试分析各个路段路面结构的承载力，结合各路段的病害情况，初步分析各路段路面状况）。

（1）路面状况调查。

路面状况初步评价需要收集真实的资料和数据，主要资料和数据如下。①现有路面的结构和材料组成，材料性质试验，排水状况，养护历史。②路面病害状况调查，了解路面病害的类型、程度和范围。③路面弯沉测定，评价路面结构承载力。④路面平整度和抗滑能力检测，评价行车舒适性和安全性。⑤交通荷载调查，了解路面的受荷历史，预估未来的趋势和要求。⑥环境条件（温度和湿度状况）调查分析。

根据《公路沥青路面养护技术规范》（JTG 5142—2019）建立的路面评价模型，参照《公路技术状况评定标准》（JTG 5210—2018）所提出的路面检测要求，沥青路面维修前检测项目主要包括路面损坏程度、路面平整度、路面车辙情况、路面抗滑性能、结构强度、路面结构取样试验及病害路基钻探等方面的内容。

为了保证收集资料和数据的准确、详尽，在路面状况初步评定过程中，通常采用资料收集、现场调查和路况检测的方法采集路面状况资料。

①资料收集。路面状况初步调查需要收集与路面修复工程相关的各种数据信息，如施工数据、路面结构数据、交通荷载数据以及已有的监测数据（如路面的历史状况资料）。同时，通过现有路面管理系统也可以简便、快捷地获得路面状况数据。

②现场调查。路面状况实地调查在路面状况初始评价中非常重要。现场调查主要针对路面出现的各种病害现象。路表病害作为实地调查过程中的主要评价数据，记录时应做到准确、详尽。结构方面（如切缝、高路堤等）、排水设施、明显的地形地质特征、病害的发生原因及机理等数据信息均应记录，并且应符合最终评价数据的记录方式。现场调查通常在修复合同中已明确，在道路需要修复与改善时开始进行，而且实地调查的资料是判定路面状况最重要的数据信息。为了保证调查资料详尽、病害类型以及工程长度的准确性，建议采用徒步调查的方式。在病害调查中，从实用性和经济性角度出发，建议派出两名具有路面病害及机理综合知识的专业人员进行调查；同时，还需要一名调查员对道路区域内的排水结构、道路标志、护栏、水损害标记、交叉口以及其他道路设备的位置和状况进行记录。此外，现场调查还应收集当地地质和路面结构的信息。现场调查中应注意对路面表面病害以及潜在病害的调查与记录工作。

③路况检测。通过道路检测获得的路况数据可以判断路网中道路的使用状况、损坏程度；同时检测数据也是合理划分路段，制订路面修复方案的依据。因此需要在考虑功能性和结构性两方面因素的条件下进行道路行驶质量、抗滑能力、车辙深度、弯沉以及路面无损检测等试验检测，采集客观的路况信息，最终准确地进行路段划分和路况评价。现有的沥青路面路况检测主要包括路面破损检测、路面平整度检测、路面车辙检测、路面抗滑性能检测和路面结构强度检测。主要使用的评价指标有：路面破损率（DR）、路面状况指数（PCI）、路面行驶质量指数（RQI）、路面抗滑性能指数（SRI）、路面车辙深度指数（RDI）、路面结构强度指数（PSSI）。

上述评价指标可以分为功能性评价指标和结构性评价指标，通常采用行驶质量、平整度、车辙深度、抗滑性能作为路面功能性评价指标；弯沉、弯沉盆参数、动态圆锥贯入仪（DCP）深度和车辙深度作为路面结构性评价指标。这些评价指标和参数通常可以作为划分路段的依据。

（2）路面状况初步判定。

路面状况的初步判定可以从路面病害情况和路面结构承载力两个方面进行。通过资料收集、现场调查和路况检测，我们对路面病害的整体状况有了较为全面的认识，此时需要针对各路段的状况分别给出病害评价结论。通常评价和讨论之后对路面作出如下判定：需要改善，仅仅存在表层病害、局部病害，需要对路面结构进行补强。

①路段无大的病害、路段无大问题通常是指可以选择日常养护就可以保持服务水平，一般是指处于使用初期的路面。这种路段经初步调查分析即可确定，不需要进行进一步详细调查分析；但是，由于病害种类的易变性，仍需考虑这种路段与其他路段的差异性以及病害推迟发生的原因（结构承载力分析的结论尤为重要）。

②路段仅有明显的表面病害。有时一些病害仅仅发生于表面，并不会影响到路面以下结构或者路基的强度。这些单独的表面病害通常有以下形式：a.变形；b.脱落或松散；c.裂缝；d.由于泛油和磨光所导致的抗滑力下降。

通常，泛油、磨光和路面松散在路面状况评价中均认定为表层问题；而裂缝和变形只有通过更深入的详细检测和分析才能认定是否仅为表层病害。在没有发生其他形式的病害（如路面局部松散、磨光或泛油）时可以划定为仅为表层病害；而对于修复方案的确定往往还需要进行更进一步的表层材料检测。

③路段出现局部病害。局部病害的主要原因是表层或者下面层排水能力不足。但排水困难时，水分会在路基或者路面层汇集，最终导致路面层的荷载传递受到影响，从而使得路面承载能力下降。排水问题通常可以通过以下方面的观察找出损坏根源：a.表层排水状况；b.周围地形地质数据；c.附近区域的植被。因此，对于上述路段，在路面状况调查时应格外留意。在现场调查时，应尽可能多地记录局部病害产生的原因及机理。在详细调查阶段，应进一步对局部病害原因和机理作深入分析。

④可能需要对路面结构进行改善的路段。通常情况下，在路面状况初步评价阶段，仅需要确定病害的种类及其严重程度；当完成路面状况初步评价之后，不能准确确定属于以上哪种类型的病害时，那么就应该考虑可能是结构上的不足引起的。这种路段需要在下一阶段的路面状况详细评价中进行更深入、详细的调查和检测，进而确定病害原因，明确是否需要结构补强。

2.路段划分

公路工程是一项线性工程，沿线的地质状况、环境条件、交通组成、结构设计以及施工质量等都存在较大的变异性，从而导致公路各组成路段的空间特点、病害特征、养护需求等迥然不同。因此，根据不同路段的空间特点及病害特征，合理划分路段，确定不同路段的修复需求，是科学合理地制订路面修复方案的必备条件。路段划分的主要目的是把具有相同属性（破损类型和程度相同）的路段尽可能地划分在同一个单元内，为每一个路段单元设计合理的修复方案。

路段划分通常以路面使用性能与技术状况（路面破损、平整度、弯沉等）的测定结果为依据，在路段划分中主要考虑以下因素。①同一路段的路基路面结构、使用性能、交通状况等应基本相同，即将破损形态、弯沉值、破损原因相近的旧路面划分在同一个路段。②在同一路段内，各测点的弯沉值比较接近。若局部路段的值很大，可以先进行修补处理。③各路段的最小长度应与施工方法相适应，一般不小于500 m，机械化施工时不应小于1 km。在水文、地质条件复杂或需要特殊处理的路段，其分段长度可视实际情况确定。

在实际应用中，采用何种方法科学合理地划分路段是工程技术人员最为关心的问题。1995年，Rbi和Haris提出采用非参数聚类分析和动态规划的方法划分路段，但是该方法计算过于复杂，未得到有效的推广应用；2006年，Ahmed Shalaby和Alan Regain提出采用最大似然分类的方法进行路段归类；2007年，Richard等利用统计学假设检验的方法进行路段划分，并认为这种方法具有高效、简洁的特点；《AASHTO路面结构设计指南》中对路段划分也进行了详细的论述，提出采用“理想”的方法和测量路面响应的方法进行路段划分；国内也有研究人员提出采用聚类分析的方法进行路段划分。

此处仅对“理想”的方法和测量路面响应的方法进行详细介绍。

①“理想”的方法。这种方法在划分路段时首先分离出影响路面性能的潜在独立因素。这些因素包括路面类型、修筑（包括修复和主要的养护）历史、路面横断面（路面结构层材料类型及厚度）、路基的类型及承载力、交通量和交通组成、路况（平整度、病害等）、环境因素以及养护历史等。随后，工程设计人员可以利用已有的历史信息评估上述各种独立的潜在影响因素，将已有历史信息与路面性能影响因素进行组合，将上述各种独立的潜在影响因素相同的路段划分为同一路段，其具有相同的修复需求。使用这种“理想”的方法时，路段划分的有效性与路面历史信息的准确性直接相关。因为在路况调查阶段，一个或多个设计因素（划分的指标）的变化并不一定显著，所以如果保存有准确详细的历史信息，那么在划分路段时，应以历史信息为主，路况调查信息为辅，充分利用历史数据进行分析评估并划分路段。

实际上，这种“理想”的方法源于路面管理系统中路段划分所采用的“预先归类法”。由于公路工程变异性大，历史信息表明性能均一的路段，受到各种因素作用后，现实状况都会或多或少发生变化，例如路面各结构层的实际厚度往往与最初设计厚度之间存在较大的差异。因此，这种方法仅适用于历史信息与现实状况差别不大的“理想”情况。

②测量路面响应的方法。这种方法以实测路面的响应变量（如摩阻数、弯沉值等）为基础，由于路面响应变量的测量值因路段而异，并且与路段长度之间存在一定的函数关系，因此，通过测量路面响应量，采用人工绘制或者计算机数据图形分析系统得到路面响应量与里程之间的关系图，就可以根据响应量的变化情况划分路段，得到路面响应变量图后，就可以采用目测法或累积差法来划分路段。其中最简单的方法是通过目测，主观确定相对均匀的路段，但是这种方法难以处理变化情况复杂且里程相对较长的路段。累积差法作为一种客观的理论计算方法，数学原理简单，易于采用计算机评价，处理的数据量大、速度快，便于在实际工程中推广使用。

3.路面状况详细评价

路面状况详细评价的目标是获取路况较差、需要进行修复路段的更充分的信息，从而为修复方案提供更准确的依据。路面状况详细评价主要是完成以下方面的工作：在每个相同路面结构区域内，确定病害的形成机理和产生原因；以各个相同路面结构区域的路面状况代表整个路面状况；进行详细的排水状况调查，为排水系统完善工作提供依据。

在进行路面状况详细调查评价之前，为了更好地确定每个相同路面结构区域的病害产生原因和形成机理，应该充分利用路面特性和病害表现形式以及所有可利用的检测结果和路面状况初步评价时所获得的信息，尤其是对路面状况（包括路面材料、荷载、环境和破坏状况）的准确描述，有助于正确分析并确定每个路面区域的修复设计。(www.xing528.com)

（1）病害产生原因和形成机理。

调查分析对路面状况进行初步评价之后，当对病害的形成机理和确切成因存在疑问时，应当根据初步评价阶段获得的信息（例如路面类型和已观察到的病害）采用规范的分析程序和试验检测来准确确定病害的形成机理和产生原因。例如，对反映路面状况的数据如弯沉值、车辙深度等进行深入分析，并采用适当的检验来验证病害可能的形成原因和机理。在确定病害成因的过程中，可能需要进行更多的测试并且不断重复这个循环，直到能够确定病害的成因为止。确定病害成因后，就可以确定每个路段的路面状况，并且也能为下一阶段提供合适的修复方案。在分析评价过程中，由于沥青路面的病害多种多样且成因复杂，影响因素多，所以在路况调查过程中可结合具体路况确定路面潜藏病状和具体原因，通过徒步观察和试验分析等手段，判断病害产生于面层、基层还是土基，是材料原因还是结构原因引起的。

①水损害路段病害成因调查分析。当路段内病害主要以松散、坑槽、唧浆等水损害为主要形式时，重点进行以下调查和分析。a.首先必须对公路全段进行全面系统的调查，调查水损害的形式和程度，分析水分进入路面结构的位置和原因，并重点结合离析现象进行分析。b.钻芯取样，分析结构与材料构成的影响，在室内对钻取的芯样进行测量并做抽提试验，以分析原设计的合理性及其存在的不足。c.对于水损害比较严重的路段，需要重点勘察排水设施的有效性，为大修设计提供参考，以查漏补缺。d.对沉陷路段开挖探查，分析路基和土基的性能状况，并对强度和含水率等指标进行测试。

②车辙病害路段的调查和成因分析。在车辙比较严重的典型路段进行开挖，通过测量和观察，进一步了解车辙的成因。a.在车辙断面的隆起处、谷底处分别钻芯取样，并在同一断面处的路肩未受荷载作用的位置钻芯取样，并分别量测各芯样的总厚、各层厚度。b.依据以上量测数据，分别计算总的车辙变形量、各层的变形量，分析发生车辙变形最大的层位，并对其进行抽提试验和分析，分析车辙变形主要是沥青（质量或用量）的原因还是矿料（品质或级配）的原因。c.观察层间结合情况，是结合紧密还是分离；了解结合不佳的原因，是层间污染还是黏层油未起效果。d.对钻取的芯样，进行车辙试验，分析各结构层的高温抗车辙能力及其对总车辙深度的贡献，确定产生车辙的主要层位。

③裂缝类病害路段的调查和成因分析。当原路面裂缝严重，裂缝是该路段的主要病害形式时，应对裂缝进行病害调查，分析裂缝病害的主要原因，并在设计时予以考虑。在裂缝病害（如纵向裂缝、横向裂缝、龟裂裂缝、网裂裂缝）处钻芯或开挖取样，分析裂缝的具体原因。a.观察裂缝的下贯情况，分析裂缝是自上而下的荷载裂缝还是自下而上的发射裂缝，进而确定裂缝成因。b.观察基层芯样是否完整，分析其破坏原因。c.试验确定沥青面层与基层的结合情况，明确其原因。

（2）路面排水状况详细调查分析。

工程实践表明，路面结构中水的存在可能会引起或加速沥青路面的损坏。另外，冬季路面结构保留过多的水分是导致不均匀冻胀和春季冻融翻浆的主要原因。在某些地区冻融循环贯穿整个冬季，导致路面结构承载能力减弱而诱发路面损坏。因此，在进行大修方案设计之前应对路面的排水状况进行认真的现场调研和分析，明确路面的水损害产生原因和机理并进行针对性设计，以完善和恢复排水系统，避免类似问题的再次发生。

路面排水状况调查一般包括以下内容。

①路面排水系统的施工记录。路面没有出现水损害现象并不一定意味着路面没有水损害的问题，调查时一定要注意潜在的水损害问题。现场调查路面排水系统时，应寻找路面排水系统的不足或者向养护人员了解排水系统的不足，检查原设计规划的排水设施是否真正设置，查看排水设施是否定期养护，询问定期的清理方法；另外，应该复核以前采集的排水数据以及路面横断面和纵断面数据，如纵坡、横坡、路面各层宽度和厚度、填挖深度、表面排水设施（排水沟、涵洞等）的坡度和尺寸、地下排水设施等。

②路面工程区域范围内的地形和土质。路面是否会出现水损害以及出现水损害的严重程度，与工程区域范围内地表水和地下水的运动特征有关。调查当地的地形以及土质状况，是掌握路面区域内地表水和地下水的运动特征的重要途径。在调查时可以着重询问以下几个问题：a.水是在哪里和怎样流出路表的；b.在路面上和路面附近的哪个位置收集水；c.排水沟内的水平面有多高；d.接缝和裂缝内是否含有水；e.路肩处是否有水池；f.路旁是否长有茂盛的亲水性植物。

4.确定修复方案的限制条件

限制条件是指制约或影响设计方案的因素。由于限制条件常常影响修复方案的选择，因此路面修复工程中限制条件的确定通常是在路况评价阶段进行的。限制方案选择的约束条件主要有工程、交通、环境、施工以及经济和政策因素等。

（1）工程因素。

工程方面的因素是确定修复方案的类型和修复处理厚度的重要因素。工程方面的因素一般包括道路的几何特征、路基状况以及道路周边的情况。

①道路的几何特征。道路路线的纵坡和竖曲线是选择路面修复方案时应首要考虑的因素。纵坡和竖曲线会影响道路沿线的排水状况，同时也会影响车辆的行驶速度。一般情况下，车辆行驶速度低会加速路面使用状况的衰退进程；而且在长大纵坡等线形特殊的路段通常需要考虑采用特殊的材料，以避免相关病害的复发。

②路基状况。路基是路面修复过程的工作平台，应具有一定的承载能力，以保证各种施工机械的运转和修复工程的展开。通过路面状况评价，可以了解路基的现有状况，对于出现结构性问题的路段，在选择修复方案时应首先考虑对路基进行加强。

③道路周边的情况。道路周边的情况主要包括护栏、路缘石、边沟和交通控制设施等附属设施以及道路净空。上述因素会直接影响修复方案，尤其是加铺方案的适用情况及加铺厚度。例如在道路下穿某结构物的情况下，由于净空高度一定，采取直接加铺的方案势必提高路面高程而降低净空高度；此外，采用加铺方案时，护栏、路缘石、边沟和交通控制设施的高程需要相应提高，进而导致成本增加，此时就不能采取直接加铺的方式。因此，在选择修复方案时，应对道路周边的情况进行审慎的调查分析。

（2）交通因素。

交通量和交通组成是路面设计中最为重要的输入参数，对于修复设计和修复方案的选择同样至关重要。此外，与新建工程不同，修复工程一般不宜采用全封闭施工，因此施工时的交通管制和交通组织也是选择修复方案时必须考虑的影响因素。

①交通量和交通组成。修复方案应能满足在预测交通量作用下达到其设计使用寿命的要求。国内外的调查研究表明，实际交通量的增长情况与设计阶段预期交通量的增长有很大的差别，尤其是在新建工程设计阶段，这种状况更为明显。对于修复工程而言，可以考虑将现有实测交通量及交通组成情况，与原设计阶段的交通预测情况进行对比，由业主综合分析提出一个标准差，修正交通预测的结果，以达到更为准确的交通预测。

②交通管制和交通组织。高速公路的修复工程必须采取半封闭法，在不中断交通的情况下组织施工。因此，在选择修复方案时应重点考虑以下影响因素。a.不同修复方案施工路段的封闭长度和施工时间。b.不同修复方案交通管制的长度与施工长度的一致性。c.不同修复方案在施工路段各工序的组织情况，是否存在危险性。d.不同修复方案对道路安全性的影响，例如行车道与路肩的视觉差异，路面抗滑性能是否降低等。

（3）环境因素。

气候会影响路面及路基的使用状况。降雨（雪）量和冰冻深度将会季节性地影响路基材料的承载能力。湿度、冻融状况和冬季扫雪除冰工作都会影响路面的使用性能和养护成本。由于不同类型路面的吸热能力及抵抗冰雪冻蚀的能力有所差别，路面类型也会影响冬季扫雪除冰工作的难易程度。有些设计人员在选择修复方案，尤其是在选择路面处治方案时，通常仅仅参考其他地区的使用经验，难以保证所选择的修复方案能够适应本地区特殊的环境。因此，在选择修复方案时，应特别注意考虑本地区特殊的环境状况，仔细分析不同修复方案对环境因素的适应性。

（4）施工因素。

施工因素对于修复方案的选择尤为重要。例如，净空高度一定，就有可能首先排除加铺方案，或者限制加铺层的厚度。其他因素如当地的材料类型及供应情况、工程承包人的施工水平和技术设备状况以及材料的再生利用等都会限制修复方案的选择。

①当地的材料类型及供应情况不同时，修复方案所需要的材料类型及要求都会有所差别，因此，在选择修复方案时，应首先调查分析当地哪些材料可以用于修复工程，哪些材料能够达到修复工程的要求，否则就有可能从其他地方运输所需的材料，导致生产运输成本增加。此外，确定当地的材料可以使用后，还需要考虑材料的供应情况和材料生产过程中能源等消耗情况，以利于选择材料供应顺畅、生产成本低廉的修复方案。

②工程承包人的施工水平和技术设备状况不同，修复方案的施工工艺和必备的施工机械也会不同。如再生方案中的就地冷再生需要具备冷再生机组、就地热再生需要具备热再生机组等。因此在选择修复方案时，还应考虑目前工程承包人是否具备这些特殊的施工设备。此外，相关施工工艺是否成熟也是非常重要的影响因素。如果修复方案的施工工艺尚未大规模推广应用，现有工程承包人的施工经验尚不充分，则会影响到修复方案的施工进度和施工质量。

③材料的再生利用。修复工程与新建工程最大的不同就是在修复工程中会产生大量的废旧料。废旧料的处理问题对修复工程的经济效益和社会效益有很大的影响。如果将废旧料废弃，一方面会污染环境，另一方面运输废旧料至合适的填埋场所势必会增加修复工程的成本。因此，在选择修复方案时，应特别注意废旧料的再生利用，宜首先考虑再生方案，分析再生方案设计的路面能否达到要求的设计承载能力。如果因其他因素影响不宜采用再生方案，在选择其他修复方案时，应该考虑该方案在使用期末再生利用的可能性。

（5）经济和政策因素。

一般说来，经济和政策因素对修复方案的选择至关重要。目前，通常是根据道路管理部门的养护维修计划或路面管理系统的数据来决定道路是否需要修复，并根据每年的资金投入，分配至修复工程。所以，修复工程的资金往往非常有限，尤其是我国目前还不是非常重视道路养护维修问题，相应的工程资金更加有限。选择修复方案不仅要考虑修复效果，还要根据当年的资金投入情况，选择经济效果最佳的方案。在选择修复方案时还需要考虑道路管理部门的政策偏向，如是否需要根据资金投入情况采用阶段式修复方案，是否允许在修复方案选择时考虑新技术、新工艺的使用，需要修复的道路在本地区的政治地位如何，是否需要采用交通干扰小、开放交通快的修复方案等。

综上可见，工程的约束条件常常限制了可选修复方案的数量。如有可能，应制订出详细的计划以回避这些约束条件。一般情况下，影响一个工程的限制因素越多，获得最佳修复方案的可能性越小。