摘要：目前国内外对高速公路路基的养护检测非常重视。其主要对路基病害的严重程度进行评价，虽说各国都已经开始重视高速公路路基的养护检测，但是到目前为止还没有一套用于初步诊断路基性能的高速公路网路基养护评价方法。本文分析了路基破坏的特性及成因，探讨了高速公路路基养护评价方法。
关键词：高速公路；路基养护；评价方法
据报道，我国高速公路里程突破45000公里，在我国铺筑的4万公里高速公路中，除了少数几条高速公路在使用10余年后仍然只需通过表面处理就可恢复路面的使用性能外，其余的基本上都达不到设计年限就需要“大修”，普遍发生了早期破坏。一些高速公路建成通车后不久，短的几个月，长的2-3年，就不得不进行大面积维修。早期修建的一些高速公路，在没有达到设计年限的情况下，也开始进行大修。
一、路基破坏的特性及成因分析
1.基层。高速公路的半刚性基层厚度多在20cm左右，采用水泥稳定碎石（或砾石）或石灰粉煤灰稳定碎石（或砾石）。半刚性底基层厚20-40cm，采用的材料有石灰土、水泥土、二灰土、二灰砂、二灰和水泥石灰土等。半刚性材料层的总厚度通常不超过60cm，最薄为40cm。半刚性材料路面的承载能力取决于半刚性材料层的质量和厚度因素，如果基层或底基层质量不好或不均匀性大，不能形成一个完整的整体，容易导致沥青路面产生局部破损。在路面设计和施工都符合要求的情况下，半刚性路面的结构性破坏常发生在行车道的轮迹带上。在轮迹带上先产生纵向细小裂缝，而后产生通过轮迹带的横向裂缝，最后发展成网裂和形变。
2.填土路堤路基产生纵向不均匀沉降，使路面顶面产生波滚式的不平整。其产沉降的原因：一是原土地基产生固结变形，在填筑路堤之后，地基受到加载作用，产生压缩变形。二是路堤本身产生固结变形，是与填土高度、土的性质和压实度密切相关。
二、高速公路路基养护评价方法
1.指标体系。路基主要包括路肩、边坡、排水设施和挡土墙4个部分。此4部分的功能各不相同，但它们又互相联系共同为整个公路系统服务。因此，路基的评价指标体系应从路肩、边坡、排水设施和挡土墙4个部分分别展开。
（1）路肩是保证道路路基、路面整体稳定性和排除路面水的重要结构，同时也是为确保临时停车所需两侧余宽的重要组成部分。路肩养护的好坏直接关系到路基路面强度、稳定性和行车的安全畅通。当路肩出现轻微破损时，影响了路面的平整度和坚实性，并且会在车载及自然因素的作用下急剧演化成严重破损。严重破损的出现不仅是影响了路肩的使用性能，还会对路肩的稳定性构成威胁，从而对路面结构的强度和稳定性产生影响。此外，路肩养护除了保证无缺损外，还要保证路肩清洁、无杂物。路肩不清洁或者有杂物会使路面产生积水，无法保证临时停车，还有可能在自然因素的作用下把杂物吹人路面而产生交通事故，影响行车安全。因此，路肩的破损和清洁状况反映了路肩整体性能的好坏。
（2）边坡的功能是保护路基边坡表面免受雨水冲刷，防治路基病害、保证路基稳定。当边坡出现冲沟、缺口等轻微破损时，会使雨水进入边坡土层从而加剧了边坡的破损。当边坡破损较严重时，边坡的稳定性受到了影响，并且雨水会直接进入路基土层从而降低了路基土的强度和回弹模量，影响了路基的稳定性。因此，边坡的缺损状况反映了边坡使用性能的好坏。
（3）排水设施的主要作用是将路基范围内的土基湿度降低到一定限度以内，保持路基常年处于干燥状态，确保路基路面具有足够的强度和稳定性。如果排水设施排水不顺畅或者被堵塞，那么道路用地范围的水将无法完全被排除，进而使路基路面产生病害而影响了路基路面的强度和稳定性。此外，当排水设施出现破损时，不但影响了排水设施的及时排水，而且会对路基边坡产生冲刷从而影响了路基边坡的稳定性。所以，排水设施的排水顺畅程度和破损程度反映了排水设施的整体性能。
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（4）挡土墙的主要作用是支撑天然边坡或人工填土边坡以保证土体的稳定。当挡土墙出现严重破损时，会产生挡土墙倾斜、坍塌进而失稳，从而影响道路使用者的行车安全性。因此，挡土墙的破损状况反映了挡土墙整体性能的好坏。
（5）通过以上功能和破损分析并结合路基养护的基本要求，确立了路基的评价对象（路肩、边坡、排水设施和挡土墙）和各对象的评价指标。
2.路基评价指标体系分为目标层、对象层和指标层3层。对象层的4个对象（路肩、边坡、排水设施和挡土墙）是目标层（路基）的4个影响因素。每个对象的影响因素是其所对应的指标层的评价指标，例如路肩的影响因素是缺损度和清洁度，边坡的影响因素是缺损度等。通过对影响因素的加权分析建立了高速公路路基的养护评价模型。
3.参数的标定方法。采用了主客观相结合的评价方法。主观评价是根据专家的个人经验，对高速公路路基的性能状况按照相应的评价等级进行评价，从而获得主观评价分值。客观评价是根据相应的数据采集方法对高速公路路基的实际损坏状况进行记录评价。在获得了主观评分值和客观评分值之后，建立起两者之间的主客观联系，利用线性回归的方法来标定各模型的参数。
4.数据采集。各评价指标的评价分值是通过数据采集来得到的。为了有效地对路基数据进行采集，建立了路基状况调查表，通过此表可以获得路基的客观评价分值。为了增强调查表的实用性和可操作性，多次实地调查应用、反复修改，并利用单因素方差分析法验证了表格的合理性。为了标定高速公路路基评价模型，建立了主观评分表。主观评分表是利用养护工程师的经验和知识对路基及各评价对象（路肩、边坡、排水设施和挡土墙）的总体性能进行评分。选取了30个高速公路路段，比较均匀的分布在高速公路网内，路段的选取长度为1km，利用数码照相机及摄像机记录原始数据，并使用路基状况调查表和主观评分表进行人工现场采集数据。
5.某高速公路路基养护评价模型
（1）模型结果和模型检验。根据模型参数的标定方法，采集的30个高速公路路段数据进行回归分析得到路基评价模型为：第一，分别是路肩、边坡、排水设施和挡土墙的评价模型。第二，评价模型都通过检验，模型的残余标准差分别为1.29、1．73、2.46和1.82。这表明在95%的置信度水平下利用评价模型来计算路肩、边坡、排水设施和挡土墙的评价分值时具有±2 的误差，也就是分别具有±2.58、±3.46、±4.92和±3.64范围的最大误差。通过各评价对象的评价模型和评价指标分值可计算得到路肩、边坡、排水设施和挡土墙的模型计算值。在95%的置信度水平下利用路基评价模型来计算路基的评价分值时具有±1．78的误差。
（2）模型的合理性。为了验证模型的合理性，对模型计算值与主观评分值进行相关性分析路肩、边坡、排水设施、挡土墙和路基的模型计算值与主观评分值的正比例函数系数分别为1.0013、0.999 5、1.006 3、0.9981和0.9953，绝对误差都在±1%的范围内。所以模型计算值能很好地代替主观打分值，也就是说路基评价模型能很好地反映路基的损坏状况。
通过研究提出了一套从指标体系、数据采集到参数标定全过程的、适用于高速公路路基的网级评价方法。本方法用于对路基性能做初步诊断和评价，能够为进一步养护管理提供依据，具有简单易操作的特点，并在实际应用中取得了良好的效果。
参考文献：
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[3]李克娥．理想点法综合评价学生数学成绩[J]．荆州师范学院学报：自然科学版，2010，25（5）：24-25．
论文作者:常肖露
论文发表刊物:《基层建设》2015年7期
论文发表时间:2016/8/26
标签：路基论文; 路肩论文; 评价论文; 挡土墙论文; 高速公路论文; 模型论文; 路面论文; 《基层建设》2015年7期论文;