路面平整度與路面破損的關(guān)系論文
摘 要：路面平整度是路面檢測的首要項目，其與路面使用性能的好壞程度直接相關(guān)，受路面破損的嚴重影響。因此，路面平整度和路面破損有著密不可分的關(guān)系。
關(guān)鍵詞：路面破損；路面檢測；平整度；路面使用性能
1. 引言
不平整的路面不僅影響乘車的舒適性，降低行車速度，加速車輛零部件的損壞，縮短車輛的行駛壽命，增加車輛的運營費用，而且導致車輛振動，激發(fā)車輛產(chǎn)生動態(tài)作用力，引起路面的應力、應變響應，反過來又增加路表面的不平整度，加劇路面的破損。故路面破損和路面平整度兩者相互影響、密不可分。
2. 路面平整度
2.1路面平整度的概念
國際道路平整度試驗(IRRE)把路面平整度定義為道路表面對于理想平面的偏離，它具有影響車輛動力特性、行駛質(zhì)量和路面動力載荷三者的數(shù)值特征。
2.2 路面平整度的重要性
路面平整度直接對行駛車輛產(chǎn)生激勵，誘發(fā)車輛振動，進而引起路面的響應和人的'感覺反應。平整度主要從舒適性、安全性、經(jīng)濟性及路面結(jié)構(gòu)四個方面影響著行車系統(tǒng)中的三要素—人、車和路。
1） 平整度對舒適性的影響
平整度是影響道路行車舒適性的最直接因素。車輛的振動主要由路面平整度引起，振動和顛簸不僅影響車輛的行駛平順性，而且影響乘坐者的舒適性，使人容易感到疲勞。
2）平整度對安全性的影響
當駕駛員對車輛施加轉(zhuǎn)向力時，受轉(zhuǎn)向阻力的制約，即因路面不平整而波動，此波動范圍與路面不平整度成正比，從而構(gòu)成不同程度的操縱不穩(wěn)定性。其次，路面不平易雨后積水導致水霧和漂滑，附著系數(shù)急劇下降，從而易出現(xiàn)安全事故。最后，路面不平導致車輪不均勻跳動，當輪子跳起懸空時，則該輪胎完全失去制動力。制動力不均勻使車輛制動時產(chǎn)生偏滑，如緊急制動則危及交通安全。
3）平整度對經(jīng)濟性能的影響
路面平整度決定了車輛的營運費用，其影響表現(xiàn)：一方面，路面不平造成車輛振動，使輪胎和汽車懸掛系統(tǒng)多次變形，導致滾動阻力增加，從而使車輛損耗及燃油消耗增加。另一方面，當汽車行駛在不平整路面上時，車輛就不能按照設計車速行駛，路面平整度制約了車速，增加了時間費用。
4）平整度對路面結(jié)構(gòu)的影響
路面不平整激發(fā)車輛產(chǎn)生動態(tài)作用力，動態(tài)作用力反過來又增加路表面的不平整度。行駛車輛對路面的動態(tài)作用力隨路面平整情況的惡化而增大，同時隨車輛行駛速度的增加而增加。在此過程中，路面條件和車輛荷載的變化互相加強，且隨路面條件的進一步惡化變得更為明顯，對路面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生顯著影響。
3.路面使用性能
3.1 路面使用性能的概念
路面使用性能是一個泛指路面和材料各種技術(shù)行為的術(shù)語。從道路使用者的角度說，希望路面擁有的性能有:①可接受的行駛舒適性;②高質(zhì)量的車輛運營條件，以最大限度的降低車輛損壞的風險;③行車安全;④最小的環(huán)境影響。
3.2 路面使用性能的評價方法
路面使用性能的評價是依據(jù)采集的路面狀況數(shù)據(jù)，對路面性能滿足使用要求的程度做出判斷。我國現(xiàn)行使用性能評價方法主要以行駛舒適性和路面破損狀況為重點進行評價和路面數(shù)據(jù)的檢測。
路面行駛質(zhì)量指數(shù)RQI(Riding Quality Index)是反映車輛行駛舒適性、安全性和經(jīng)濟性的一個指標，是反映路面服務能力(或水平)的重要參數(shù)。行駛質(zhì)量的評價一般要考慮三個方面的因素:①路面表面特性，要對路表平整度作出定量描述;②車輛懸掛系統(tǒng)的振動特性，要結(jié)合路表面平整度分析車輛的動態(tài)反應;③人對振動的反應，要對用戶的舒適性要求或承受顛簸的能力作出定量描述。故通常用路面行駛質(zhì)量指數(shù)來評價路面使用性能的好壞。
4.路面破損
4.1 瀝青路面的破損類型
一般瀝青路面共有19種破損類型：龜裂或疲勞開裂，不規(guī)則裂縫(塊狀開裂)，縱、橫向裂縫，松散，唧泥和冒水，車轍，波浪擁包，沉陷，坑槽，集料磨光，修補損壞，泛油，橋頭跳車，麻面，車道與路肩的分離，車道與路肩下沉或隆起，脫皮，接縫處反射裂縫，啃邊等。其中，功能性破損是表面性的，易于認識，其破損原因也比較清楚。主要有：局部微裂縫、波浪擁包、泛油、剝落、麻面、坑洞、磨光和修補，這些破損主要導致道路服務水平下降，與路面結(jié)構(gòu)性能沒有直接關(guān)系。結(jié)構(gòu)性破損是由于路面各層的應力增大引起，其結(jié)果反映到路面上就是各種形狀的裂縫和位移，主要有：龜裂、網(wǎng)裂、縱橫向裂縫、沉陷、松散和車轍。這些破損不僅導致道路的服務水平下降，而且使路面結(jié)構(gòu)承載力下降，破損加劇，最終導致路面破壞。此外，基層類型、面層結(jié)構(gòu)、荷載類型、氣候以及施工過程等都會影響路面的損壞類型。
4.2 水泥混凝土路面的破損類型
一般水泥混凝土路面的破損主要分為裂縫類損壞、變形類損壞、接縫（材料）類損壞、表面類損壞、結(jié)構(gòu)類損壞和其他類型的損壞等。其中：1）裂縫類損壞主要包括縱向裂縫、橫向裂縫和斜向裂縫等；2）變形類損壞主要包括沉陷、脫空、板塊活動、錯臺、拱起等；3）接縫（材料）類損壞，接縫分縱縫和橫縫;而橫縫又分為脹縫(或稱真縫、伸縮縫)和縮縫(或稱假縫、伸縮縫)；4）表面類破損主要包括表面破裂、磨光、層狀剝落、坑洞及麻面等；5）結(jié)構(gòu)類破損主要指混凝土板塊發(fā)生嚴重裂縫、斷板等破損；6）其他類型的破損主要是指損壞發(fā)生后經(jīng)過修補而再發(fā)生損壞，或者發(fā)生意外的損壞等。
5.路面平整度與路面破損的關(guān)系
5.1 路面平整度與路面使用性能的關(guān)系
從上述分析可知，路面的使用性能由路面行駛質(zhì)量指數(shù)來評價，而對影響路面行駛質(zhì)量的因素，各國都進行過較多的研究。研究表明，影響路面行駛質(zhì)量的主要因素為平整度，其他因素可以忽略不計。所以，平整度被選為影響路面行駛質(zhì)量的唯一因素。我國現(xiàn)行公路養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范確定了行駛質(zhì)量指數(shù)與國際平整度指數(shù)之間的關(guān)系，如下面算式所示：
因而，路面的平整度與使用性能是密不可分的，平整度的好壞直接影響著路面的使用性能，路面的使用性能又主要依賴于平整度的大小。
5.2 路面破損與路面使用性能的關(guān)系
由分析可知：路面結(jié)構(gòu)的使用性能一般包括5個方面，即路面損壞狀況(完整性)、路面行駛質(zhì)量、路面結(jié)構(gòu)承載能力、行駛安全性和外觀。而路面破損狀況又是路面使用性能的首要影響因素，路面破損直接影響路面行駛質(zhì)量，降低行駛的安全性和舒適性，破壞路面結(jié)構(gòu)的完整性，嚴重降低路面的使用性能品質(zhì)。
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