李柯，龍小勇，蔡良才，邵斌，資軍，沈勇，陳正磊，陳奇奇，雷繼超

水泥混凝土道面預(yù)防性養(yǎng)護評價指標(biāo)體系研究

李柯1, 2，龍小勇1，蔡良才1，邵斌1，資軍3，沈勇4，陳正磊1，陳奇奇1，雷繼超1

(1. 空軍工程大學(xué) 航空工程學(xué)院，陜西 西安 710038；2. 中國人民解放軍91867部隊，浙江 金華 322000；3. 衡陽北方光電信息技術(shù)有限公司，湖南 衡陽 421001；4. 中國人民解放軍95979部隊，吉林 沈陽 110000)

為了對軍用機場水泥混凝土道面進行預(yù)防性養(yǎng)護評價，結(jié)合水泥混凝土道面的特點和實際養(yǎng)護需求，構(gòu)建軍用機場水泥混凝土道面預(yù)防性養(yǎng)護評價指標(biāo)體系。分析公路、民航等領(lǐng)域路(道)面性能評價及預(yù)防性養(yǎng)護評價的相關(guān)研究成果，剖析現(xiàn)行軍用機場水泥混凝土道面評價指標(biāo)體系存在問題；經(jīng)過原則設(shè)計和方法比選，采取目標(biāo)層次分解-多元統(tǒng)計綜合法，設(shè)計了指標(biāo)體系初建、分析及篩選、建立的技術(shù)路線。采取定性分析與定量計算結(jié)合的方法，對道面結(jié)構(gòu)性能、抗滑性能、損壞狀況、平整度及排水性能等進行篩選；分析道面病害演化規(guī)律，得到道面損壞狀況的主導(dǎo)病害單項指標(biāo)；從目標(biāo)、準(zhǔn)則、指標(biāo)3個方面進行層次分析，從判斷性、控制性、綜合性3個方面進行維度分析，從網(wǎng)絡(luò)級、項目級、單元級3個方面進行級別分析，建立軍用機場水泥混凝土預(yù)防性養(yǎng)護評價指標(biāo)體系；提出采用評價指標(biāo)體系制定網(wǎng)絡(luò)級機場道面預(yù)防性養(yǎng)護排序方案、項目級道面區(qū)域預(yù)防性養(yǎng)護時機與對策一體化決策方案、單元級道面板塊預(yù)防性養(yǎng)護具體處治方案的工作流程。

水泥混凝土道面；預(yù)防性養(yǎng)護；評價指標(biāo)體系；目標(biāo)層次分解-多元統(tǒng)計綜合法

評價指標(biāo)體系是指為完成一定研究，由表征評價對象各方面特性及其內(nèi)在聯(lián)系的指標(biāo)群所構(gòu)成的具有內(nèi)在層次結(jié)構(gòu)邏輯的有機整體[1]。預(yù)防性養(yǎng)護作為一種科學(xué)的養(yǎng)護理念，廣泛應(yīng)用于公路路面養(yǎng)護管理，但卻沒有應(yīng)用于我國軍用機場水泥混凝土道面(以下簡稱“水泥道面”)養(yǎng)護管理，一個重要原因就是缺乏一套科學(xué)可行的評價指標(biāo)體系及相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。構(gòu)建科學(xué)系統(tǒng)的評價指標(biāo)體系是水泥道面預(yù)防性養(yǎng)護評價的基礎(chǔ)工作，是水泥道面預(yù)防性養(yǎng)護轉(zhuǎn)向定量研究的必要手段，也是開展水泥道面預(yù)防性養(yǎng)護工作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。國內(nèi)外研究者對公路預(yù)防性養(yǎng)護評價指標(biāo)體系做了大量研究，取得豐富成果。但國內(nèi)目前沒有直接關(guān)于機場道面預(yù)防性養(yǎng)護評價指標(biāo)及標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)研究，大多數(shù)預(yù)防性養(yǎng)護研究參考道面性能評價指標(biāo)及標(biāo)準(zhǔn)。凌建明等[2]以機場道面評價體系和上海機場道面管理系統(tǒng)為基礎(chǔ)，提出根據(jù)機場道面調(diào)查評價結(jié)果采取預(yù)防性養(yǎng)護措施。史保華等[3]指出我國機場瀝青道面缺乏預(yù)防性養(yǎng)護評價指標(biāo)，僅以道面使用性能作為評價指標(biāo)；也缺乏養(yǎng)護標(biāo)準(zhǔn)，一直參考執(zhí)行交通運輸部關(guān)于瀝青路面的養(yǎng)護標(biāo)準(zhǔn)。李平等[4]以西雙版納機場聯(lián)絡(luò)道為例，從外觀、抗滑及抗?jié)B等指標(biāo)對霧封層在預(yù)防性養(yǎng)護中的應(yīng)用進行評價。戴征等[5]從霧封層技術(shù)應(yīng)用的角度，將霧封層耐久性作為指標(biāo)，評價機場瀝青道面預(yù)防性養(yǎng)護效果。大多數(shù)指標(biāo)體系研究集中于公路路面性能評價領(lǐng)域，機場道面預(yù)防性養(yǎng)護研究主要集中在瀝青道面。水泥道面預(yù)防性養(yǎng)護評價指標(biāo)體系的研究更少，既不能照搬公路領(lǐng)域的評價指標(biāo)體系，也不能照搬現(xiàn)行的道面性能評價指標(biāo)體系，應(yīng)密切貼合水泥道面預(yù)防性養(yǎng)護特點，構(gòu)建科學(xué)合理可行的指標(biāo)體系。為科學(xué)決策水泥道面預(yù)防性養(yǎng)護的優(yōu)先順序，合理判斷水泥道面預(yù)防性養(yǎng)護的最佳時機，量化指導(dǎo)預(yù)防性養(yǎng)護的具體措施，本文研了水泥道面預(yù)防性養(yǎng)護評價指標(biāo)體系。鑒于水泥道面評價體系復(fù)雜，影響因素眾多，軍用機場水泥道面預(yù)防性養(yǎng)護評價指標(biāo)體系的研究，應(yīng)在分析現(xiàn)行水泥道面評價體系的基礎(chǔ)上，符合一定的原則，選用合適的方法，按照嚴密的步驟，構(gòu)建評價指標(biāo)體系，制定評價工作流程。

1 現(xiàn)行軍用機場水泥道面評價體系分析

現(xiàn)行軍用機場水泥道面檢測評價體系主要參照《軍用機場水泥混凝土道面使用質(zhì)量評定標(biāo)準(zhǔn)》(以下簡稱《軍用評定標(biāo)準(zhǔn)》)[6]，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定應(yīng)從外觀質(zhì)量、平整度、防滑性能、承載強度等4個方面測試與評價水泥道面性能，明確了具體的測試與評價方法，對軍用機場道面檢測評價起到良好的指導(dǎo)作用。但軍用評定標(biāo)準(zhǔn)已發(fā)布20多年，機場保障機型多樣化，檢測技術(shù)大幅提高，評價理論進展明顯，施工技術(shù)明顯改善，現(xiàn)行道面檢測評價體系存在評價指標(biāo)不合理、檢測手段落后、依靠主觀經(jīng)驗、養(yǎng)護措施比較隨意等問題。在評價指標(biāo)方面，具體問題如下：

1) 道面損壞類型及損壞程度的識別標(biāo)準(zhǔn)和劃分方法不夠科學(xué)完善。道面損壞的分類和識別是道面外觀質(zhì)量評定的基礎(chǔ)?！盾娪迷u定標(biāo)準(zhǔn)》將水泥道面損壞類型劃分為10種，以道面板塊為單位，根據(jù)調(diào)查區(qū)段內(nèi)板塊的損壞程度確定破損度，計算破損指數(shù)，用其表征道面外觀質(zhì)量。

分析大量機場道面損壞狀況調(diào)查結(jié)果，發(fā)現(xiàn)道面變形和板塊松動2種損壞類型出現(xiàn)的比例極低，對于評價意義不大，可去掉這2種破壞類型。此外，機場道面板塊面積較大，相對公路路面板體性更好，很少發(fā)生渠化帶、隆起、翹曲等變形現(xiàn)象；同時，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)對道面變形的定義描述相對模糊，導(dǎo)致調(diào)查結(jié)果存在一定誤差。

公路和民航相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[7-9]劃分道(路)面損壞類型時，均重點調(diào)查填縫料損壞狀況。但《軍用評定標(biāo)準(zhǔn)》卻沒有將填縫料損壞納入道面損壞狀況調(diào)查范圍。實際上，填縫料損壞是經(jīng)常出現(xiàn)的早期病害，是唧泥、板底脫空、錯臺等病害的源頭之一，加劇水滲入道面結(jié)構(gòu)，在水的長期作用下降低道面承載強度，影響道面的耐久性。

2) 道面平整度評定等級不夠科學(xué)及指標(biāo)不夠完善?！盾娪迷u定標(biāo)準(zhǔn)》明確采用3 m直尺法和高程變量均方差法測試與評價道面平整度。3 m直尺法綜合考慮了間隙平均值、間隙大于5 mm百分比、間隙極大值、鄰板差平均值、鄰板差大于5 mm的百分比、鄰板差極大值6項指標(biāo)，將平整度劃分為優(yōu)、良、中、可、差5個等級。但極大值的出現(xiàn)具有偶然性，將極大值納入平整度分級指標(biāo)會使分級不夠合理，應(yīng)當(dāng)去掉極大值這一分級指標(biāo)，保留其余4項指標(biāo)?，F(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)將平整度劃分為5個等級，等級劃分過于復(fù)雜，判斷不簡明，不利于實際操作，不能準(zhǔn)確評價道面平整度狀況。

3) 道面抗滑性能評定出現(xiàn)雙重評價指標(biāo)，評價不夠科學(xué)嚴密?！盾娪迷u定標(biāo)準(zhǔn)》明確，抗滑性能采用摩擦因數(shù)和粗糙度(通常采用平均紋理深度s衡量)2個指標(biāo)共同評價。在評定抗滑性能時，分級和標(biāo)準(zhǔn)均缺少對應(yīng)關(guān)系，可能導(dǎo)致道面抗滑性能評價結(jié)果不統(tǒng)一，甚至矛盾。楊慧等[10]研究成果表明，和s存在一定的相關(guān)關(guān)系，采用和s共同評價道面抗滑性能顯得多余且復(fù)雜，應(yīng)當(dāng)采用一個指標(biāo)作為主要評價指標(biāo)，在不具備測試條件時可采用另一個指標(biāo)作為補充。

此外，水泥道面預(yù)防性養(yǎng)護評價和水泥道面性能檢測評價，兩者評價的目的不一樣。水泥道面性能檢測評價，重點是道面使用中后期的性能評價，為機場改造擴建或跑道大中修提供決策依據(jù)；而水泥道面預(yù)防性養(yǎng)護評價，重點是道面使用早中期的評價，為判斷道面性能及其發(fā)展趨勢，得到道面預(yù)防性養(yǎng)護的最佳時機和措施對策集。

2 預(yù)防性養(yǎng)護評價指標(biāo)體系構(gòu)建的原則和方法

2.1 評價指標(biāo)體系構(gòu)建的原則設(shè)計

水泥道面預(yù)防性養(yǎng)護評價指標(biāo)體系的構(gòu)建是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工作。針對同一個對象構(gòu)建的不同指標(biāo)體系，可能會產(chǎn)生不同的評價結(jié)果，評價指標(biāo)不能隨意選取。根據(jù)評價指標(biāo)體系構(gòu)建的一般原則，結(jié)合水泥道面的特點和養(yǎng)護需求，設(shè)計指標(biāo)體系構(gòu)建應(yīng)該遵循的具體原則，如表1所示。

2.2 評價指標(biāo)體系構(gòu)建的方法比選

上述原則設(shè)計明確了構(gòu)建評價指標(biāo)體系的前提，還應(yīng)采用合理可行的方法才能完成評價指標(biāo)體系的構(gòu)建。指標(biāo)體系的構(gòu)建方法一般有目標(biāo)層次分解法和多元統(tǒng)計分析法等[11]，具體見表2。

目前，我國尚未有關(guān)于水泥道面預(yù)防性養(yǎng)護評價指標(biāo)體系的研究報道，經(jīng)上述評價指標(biāo)體系構(gòu)建方法的比對分析，調(diào)查研究法不適用于預(yù)防性養(yǎng)護評價指標(biāo)體系構(gòu)建；交叉派生法和屬性分組法適用于特定問題，不適用于預(yù)防性養(yǎng)護評價指標(biāo)體系構(gòu)建；目標(biāo)層次分解法基于對評價總目標(biāo)的分析，逐步分解總目標(biāo)，建立準(zhǔn)則層，再建立指標(biāo)層，最后形成指標(biāo)體系；多元統(tǒng)計分解法能夠有效解決多指標(biāo)問題，通過數(shù)理統(tǒng)計的方法，分析多因素之間的關(guān)系，篩選更加準(zhǔn)確的指標(biāo)。因此，本文綜合采用目標(biāo)層次分解法和多元統(tǒng)計分析法構(gòu)建水泥道面預(yù)防性養(yǎng)護評價指標(biāo)體系。

表1 構(gòu)建水泥道面預(yù)防性養(yǎng)護評價指標(biāo)體系的具體原則

3 水泥道面預(yù)防性養(yǎng)護評價指標(biāo)體系構(gòu)建

目標(biāo)層次分解?多元統(tǒng)計綜合法構(gòu)建水泥道面預(yù)防性養(yǎng)護評價指標(biāo)體系，是一個“具體?抽象?具體”的邏輯思維過程，是認識逐步深化、逐步精細、逐步完善、逐步系統(tǒng)的過程[14]，按照指標(biāo)體系初建、分析及篩選、建立的技術(shù)路線，最終形成水泥道面預(yù)防性養(yǎng)護評價指標(biāo)體系。技術(shù)路線如圖1所示。

3.1 評價指標(biāo)體系初建

評價對象是水泥道面，評價總目標(biāo)是水泥道面預(yù)防性養(yǎng)護。根據(jù)《軍用評定標(biāo)準(zhǔn)》和《民用機場道面評價管理技術(shù)規(guī)范》[7]，水泥道面預(yù)防性養(yǎng)護的總目標(biāo)初步分解為道面結(jié)構(gòu)性能、抗滑性能、損壞狀況、平整度和排水性能等5個子目標(biāo)。通過研究現(xiàn)有路(道)面評價指標(biāo)體系，采取問卷調(diào)查和研究統(tǒng)計的方法，分析歸納自然條件、道面情況、運營狀況等諸多要素，將道面結(jié)構(gòu)性能等5個子指標(biāo)細分，得到水泥道面預(yù)防性養(yǎng)護評價的“指標(biāo)可能全集”，如圖2所示。

圖1 評價指標(biāo)體系構(gòu)建技術(shù)路線

3.2 評價指標(biāo)分析及篩選

指標(biāo)體系初建得到了水泥道面預(yù)防性養(yǎng)護評價的“指標(biāo)可能全集”，體現(xiàn)了評價指標(biāo)體系構(gòu)建的“科學(xué)性”、“系統(tǒng)性”、“全面性”等原則，但無法體現(xiàn)各指標(biāo)間邏輯層次關(guān)系，不滿足評價指標(biāo)體系構(gòu)建的“可行性”、“層次性”、“代表性”等原則，需要對初建指標(biāo)進一步分析與篩選，得到指標(biāo)體系的“充分必要集合”。

3.2.1 道面結(jié)構(gòu)性能指標(biāo)分析及篩選

對于道面結(jié)構(gòu)性能下屬的3個指標(biāo)，結(jié)構(gòu)性能評價參數(shù)計算比較復(fù)雜，受各種因素影響較大，參數(shù)取值依賴現(xiàn)場測試結(jié)果和技術(shù)人員經(jīng)驗，不利于評價工作開展；結(jié)構(gòu)狀況指數(shù)(SCI)是美國聯(lián)邦航空局(FAA)基于道面狀況指數(shù)提出的，在我國軍用機場道面評價領(lǐng)域應(yīng)用范圍不是很廣泛，缺乏基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。根據(jù)“實踐性”和“可行性”原則，將結(jié)構(gòu)性能評價參數(shù)、SCI剔除。軍用機場和民用機場均采用結(jié)構(gòu)承載能力評價道面結(jié)構(gòu)性能，評價理論和方法相對成熟。結(jié)構(gòu)承載能力評價有ACN-PCN和承載強度系數(shù)2種方法，均涉及PCN，也考慮道面與飛機的適應(yīng)性和道面承載能力衰減情況，因此將PCN作為道面結(jié)構(gòu)性能的評價指標(biāo)。

3.2.2 道面抗滑性能指標(biāo)分析及篩選

對于抗滑性能下屬的3個指標(biāo)，構(gòu)造深度與平均紋理深度含義相似。通常采用標(biāo)準(zhǔn)濕態(tài)條件下的摩擦因數(shù)與平均紋理深度s共同評價道面抗滑性能[15]。根據(jù)指標(biāo)體系構(gòu)建的獨立性與相關(guān)性相統(tǒng)一原則，分析和s的相關(guān)性。

圖2 評價指標(biāo)體系初建

根據(jù)我國若干個軍用機場水泥道面和s(由擺式摩擦儀測得，s由填砂法測得)實測數(shù)據(jù)，經(jīng)過回歸分析，得到和s的相關(guān)性，見式(1)和圖3。

分析可知，f和Hs呈線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.740 3，f和Hs之間存在較高相關(guān)性，故將Hs轉(zhuǎn)換為f，采用f作為道面抗滑性能的評價指標(biāo)。

3.2.3 道面損壞狀況指標(biāo)分析及篩選

1) 道面損壞狀況的評價指標(biāo)

對于道面損壞狀況下屬的2個指標(biāo)，道面狀況指數(shù)是FAA為表征道面損壞狀況提出的，在我國軍用機場道面評價領(lǐng)域應(yīng)用范圍不是很廣泛；而我國軍用機場通常采用道面破損指數(shù)表征道面損壞狀況，故將作為道面損壞狀況的評價指標(biāo)。

2) 水泥道面損壞主導(dǎo)病害分析

根據(jù)《軍用評定標(biāo)準(zhǔn)》和道面損壞調(diào)查數(shù)據(jù)，道面損壞類型可劃分為接縫類(填縫料損壞、邊角剝落)、表層類(表面剝落、表面裂縫)、豎向類(唧泥和板底脫空、板間錯臺)、修補類(補丁補塊)、斷裂類(板塊碎裂、板塊斷裂、板角斷裂)五大類。

分析機場道面5類病害的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，利用關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘各類病害之間的關(guān)系，研究道面病害綜合發(fā)展演化機理，認為水泥道面病害綜合發(fā)展機理的規(guī)律是，先慢后快、由表及里、由輕到重、由淺至深；由接縫類和表層類等早期病害，到修補類和豎向類等中期病害，最終到斷裂類等后期病害轉(zhuǎn)變；水泥道面每一種病害都是由前一種或幾種病害演化而來；延長水泥道面使用壽命的關(guān)鍵在于延緩或阻礙病害轉(zhuǎn)化進程。水泥道面病害轉(zhuǎn)化關(guān)系[16]，如圖4所示。

圖4 水泥道面病害轉(zhuǎn)化關(guān)系示意圖

圖4是基于關(guān)聯(lián)規(guī)則得到的5類病害轉(zhuǎn)化關(guān)系的示意圖，在一定程度上反映了病害之間較大概率的轉(zhuǎn)化關(guān)系，例如“豎向類→接縫類”的置信度為93.2%，即出現(xiàn)豎向類病害的道面板塊中，有93.2%同時出現(xiàn)了接縫類病害，可以認為接縫類病害轉(zhuǎn)化為豎向類病害的置信度為93.2%[16]。

水泥道面預(yù)防性養(yǎng)護針對的病害不一定是宏觀的典型病害或最嚴重的病害，而應(yīng)該是主導(dǎo)病害，是道面結(jié)構(gòu)功能衰減的潛在隱患，因此首要關(guān)注的是接縫類和表層類病害，其次是修補類和豎向類病害。

1) 填縫料損壞是水泥道面大部分病害的源頭。填縫料更換通常結(jié)合道面巡視定期實施，屬于日常維護工作的范疇，不屬于預(yù)防性養(yǎng)護的內(nèi)容。填縫料損壞往往與邊角剝落同時發(fā)生，二者密切相關(guān)，故以邊角剝落情況衡量接縫類病害。

2) 表面剝落和表面裂縫是水泥道面一系列病害的另一個源頭。由于水泥道面不可避免存在微裂縫，在水的長期滲入和侵蝕作用下，水泥道面將逐漸產(chǎn)生修補類、豎向類、斷裂類病害，尤其是對于季凍區(qū)道面，病害更加嚴重。

3)《軍用評定標(biāo)準(zhǔn)》尚未將板底脫空納入道面損壞類型，缺乏相應(yīng)的檢測數(shù)據(jù)，研究表明，板底脫空和板間錯臺存在較高的相關(guān)性?；凇皩嵺`性”和“可行性”原則，故以板間錯臺情況衡量豎向類病害，不考慮板底脫空。

4) 補丁補塊是人為對其他病害的處置措施，本質(zhì)上屬于二次病害，不屬于預(yù)防性養(yǎng)護范疇，故不予考慮。

綜上，邊角剝落、表面剝落、表面裂縫、板間錯臺是水泥道面的4種主導(dǎo)病害，選取4種主導(dǎo)病害單項指標(biāo)作為道面損壞狀況的下級指標(biāo)。

3.2.4 道面平整度指標(biāo)分析及篩選

道面平整度是軍用機場水泥道面預(yù)防性養(yǎng)護評價指標(biāo)體系的重要指標(biāo)。水泥道面性能檢測評價通常采用國際平整度指數(shù)()法和3 m直尺法共同評價道面平整度[17]。根據(jù)評價指標(biāo)體系構(gòu)建的獨立性與相關(guān)性相統(tǒng)一的原則，檢驗和3 m直尺平均間隙的相關(guān)性。

分析若干個軍民合用機場道面平整度的測試數(shù)據(jù)，經(jīng)過回歸分析，得出和的相關(guān)性，見式(2)和圖5。

圖5 3 m直尺平均間隙與國際平整度指數(shù)之間的關(guān)系

Fig. 5 Relationship between 3 m ruler average gap and international roughness index

分析可知，和呈線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.716 4，和之間存在較高相關(guān)性，故將轉(zhuǎn)換為，采用作為道面平整度的評價指標(biāo)。

3.2.5 道面排水性能指標(biāo)分析及篩選

現(xiàn)行軍用機場水泥道面評價體系中不包含排水性能，缺乏相應(yīng)的檢測數(shù)據(jù)，不滿足“實踐性”和“可行性”原則，故將排水性能剔除掉。

3.3 評價指標(biāo)體系建立

根據(jù)前述原則和方法，經(jīng)過指標(biāo)分析及篩選，從目標(biāo)、準(zhǔn)則、指標(biāo)3個方面進行層次分析，從判斷性、控制性、綜合性3個方面進行維度分析，從網(wǎng)絡(luò)級、項目級、單元級3個方面進行級別分析，建立“三層次?三維度?三級別”的軍用機場水泥道面預(yù)防性養(yǎng)護評價指標(biāo)體系，如圖6所示。

3.3.1 3個層次

3.3.2 3個維度

1) 判斷性維度

將道面結(jié)構(gòu)承載強度、抗滑性能作為水泥道面預(yù)防性養(yǎng)護評價指標(biāo)體系的判斷性維度。在道面結(jié)構(gòu)破壞前實施預(yù)防性養(yǎng)護才能提高道面結(jié)構(gòu)性能，因此必須判斷道面結(jié)構(gòu)承載強度。當(dāng)?shù)烂娼Y(jié)構(gòu)承載強度下降到一定程度時，預(yù)防性養(yǎng)護已不能提高道面結(jié)構(gòu)性能，此時已經(jīng)錯過了預(yù)防性養(yǎng)護時機，而應(yīng)該實施跑道大中修。道面抗滑性能影響飛機著陸滑跑安全，道面抗滑性能不良時，會造成飛機行駛和制動困難。在道面摩擦因數(shù)下降到一定程度時，預(yù)防性養(yǎng)護已不能改善道面抗滑性能，而應(yīng)采取蓋被或其他措施。

2) 綜合性維度

將道面破損指數(shù)作為水泥道面預(yù)防性養(yǎng)護評價指標(biāo)體系的綜合性維度。對于道面預(yù)防性養(yǎng)護決策者來說，更希望通過某個綜合性指標(biāo)對道面性能有宏觀了解，便于做出預(yù)防性養(yǎng)護的初步?jīng)Q策。是反映道面使用整體性能的指標(biāo)，將作為預(yù)防性養(yǎng)護評價指標(biāo)體系的綜合性維度。

3) 控制性維度

將邊角剝落、表面剝落、表面裂縫、板間錯臺等主導(dǎo)病害以及道面平整度作為水泥道面預(yù)防性養(yǎng)護評價指標(biāo)體系的控制性維度。飛機在起飛和著陸滑跑時，機輪與道面相互作用，道面不平整引起飛機振動，過大的振動不僅使飛行員無法正確讀取飛機儀表，也會加速飛機構(gòu)件的疲勞損壞和道面損害[18]。因此，將道面平整度作為水泥道面預(yù)防性養(yǎng)護評價指標(biāo)體系的控制性維度。

圖6 軍用機場水泥混凝土道面預(yù)防性養(yǎng)護評價指標(biāo)體系

3.3.3 3個級別

1) 網(wǎng)絡(luò)級

網(wǎng)絡(luò)級指標(biāo)主要用于決策多個機場水泥道面預(yù)防性養(yǎng)護的優(yōu)先順序，根據(jù)，和3個指標(biāo)排序。采用判斷各個機場道面是否出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性破壞，采用判斷道面是否出現(xiàn)影響飛機著陸的安全隱患，采用作為道面實施預(yù)防性養(yǎng)護的輔助決策手段。

2) 項目級

3) 單元級

單元級評價指標(biāo)主要用于單個道面板塊預(yù)防性養(yǎng)護具體實施方案的制定。道面板塊的損壞類型組合各不相同，預(yù)防性養(yǎng)護措施不盡相同。根據(jù)水泥道面主導(dǎo)病害類型制定適用于板塊的評價指標(biāo)，選擇邊角剝落程度、表面剝落程度、表面裂縫程度、板間錯臺程度等作為單元級評價指標(biāo)。

4 評價指標(biāo)體系工作流程

4.1 網(wǎng)絡(luò)級指標(biāo)評價工作流程

對于地區(qū)機場管理部門而言，首要任務(wù)是對機場網(wǎng)中各個機場道面性能做出初步判斷，從而對各個機場是否應(yīng)該實施預(yù)防性養(yǎng)護，以及實施預(yù)防性養(yǎng)護的先后順序做出決策。首先，采用對各個機場的道面承載強度進行判定，滿足道面結(jié)構(gòu)承載強度預(yù)防性適用性判定標(biāo)準(zhǔn)的，判定為適合預(yù)防性養(yǎng)護；不滿足的則判定為不適合預(yù)防性養(yǎng)護，而應(yīng)該實施大中修。然后，采用對機場道面安全性能進行判定，滿足道面安全性能預(yù)防性養(yǎng)護適用性最低標(biāo)準(zhǔn)值的，判定為適合預(yù)防性養(yǎng)護。最后，對于和均滿足道面預(yù)防性養(yǎng)護適用性標(biāo)準(zhǔn)的道面，根據(jù)排序，越大的道面優(yōu)先實施預(yù)防性養(yǎng)護，得到網(wǎng)絡(luò)級機場道面預(yù)防性養(yǎng)護排序方案。網(wǎng)絡(luò)級指標(biāo)評價工作流程，如圖7所示。

4.2 項目級指標(biāo)評價工作流程

4.3 單元級指標(biāo)評價工作流程

在得到單個項目機場道面區(qū)域的預(yù)防性養(yǎng)護最佳時機和措施對策集后，還應(yīng)針對板塊不同病害類型制定針對性的預(yù)防性養(yǎng)護措施，以達到良好的養(yǎng)護效果。在對道面板塊單元實施預(yù)防性養(yǎng)護前，根據(jù)道面損壞調(diào)查結(jié)果，分別對道面板塊的邊角剝落損壞程度、表面剝落損壞程度、表面裂縫損壞程度、板間錯臺損壞程度進行評價，根據(jù)道面主導(dǎo)病害單項指標(biāo)預(yù)防性養(yǎng)護標(biāo)準(zhǔn)，確定單項指標(biāo)的處治措施，綜合得到單元級板塊的預(yù)防性養(yǎng)護處治措施。單元級評價工作流程，如圖9所示。

圖7 網(wǎng)絡(luò)級指標(biāo)評價工作流程

圖8 項目級指標(biāo)評價工作流程

圖9 單元級指標(biāo)評價工作流程

5 結(jié)論

1) 構(gòu)建了較為科學(xué)完備評價指標(biāo)體系，指標(biāo)充分考慮了軍用機場水泥道面預(yù)防性養(yǎng)護的實際，明確了水泥道面預(yù)防性養(yǎng)護評價的工作流程。

2) 從定性分析和定量計算2個角度進行分析和篩選，建立了水泥道面預(yù)防性養(yǎng)護評價指標(biāo)體系；基于統(tǒng)計數(shù)據(jù)，利用相關(guān)性分析，篩選摩擦因數(shù)作為道面抗滑性能的評價指標(biāo)以及國際平整度指數(shù)作為道面平整度的評價指標(biāo)；利用關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘病害關(guān)系，分析病害的發(fā)展轉(zhuǎn)化規(guī)律，得到了道面損壞狀況的主導(dǎo)病害單項指標(biāo)。

3) 從網(wǎng)絡(luò)級、項目級、單元級3個層級提出了水泥道面預(yù)防性養(yǎng)護評價的工作流程，決策水泥道面預(yù)防性養(yǎng)護的優(yōu)先順序，確定實施預(yù)防性養(yǎng)護的最佳時機，給出道面板塊的處治措施等。

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Research on evaluation index system of preventive maintenance of cement concrete pavement in military airports

LI Ke1, 2, LONG Xiaoyong1, CAI Liangcai1, SHAO Bin1, ZI Jun3, SHEN Yong4, CHEN Zhenglei1, CHEN Qiqi1, LEI Jichao1

(1. Aviation Engineering Institute, Air Force Engineering University, Xi’an 710038, China;2. PLA.91867 Troops, Jinhua 322000, China; 3. Hengyang North Photoelectric Information Technology Co., Ltd, Hengyang 421101, China;4. PLA.95979 Troops, Shenyang 110000, China)

In order to evaluate the preventive maintenance of military airport cement concrete pavement, an evaluation index system of preventive maintenance was constructed based on the characteristics of cement concrete pavement and the actual maintenance requirements. The research results of pavement performance and preventive maintenance in highway, civil aviation and other fields were evaluated, and the problems remaining in the current evaluation index system of cement concreate pavement for military airports were analyzed. Through the principle design and method comparison, the technical route of the initial construction, analysis, screening and establishment of the index system was designed by the method of objective hierarchical decomposition and multivariate statistical synthesis. By means of qualitative analysis and quantitative calculation, the indices of pavement structural performance, anti-slide performance, damage condition, roughness and drainage performance were selected. The evolution law of pavement distresses was analyzed and the leading single distress index of pavement damage was obtained. From three aspects of the goals, principles and indices, as well as from the three aspects of judge, control, and comprehensiveness, the cement concrete evaluation index system of preventive maintenance for military airports was analyzed and established into the network level, project level, and segment level. This paper put forward the working process of making the preventive maintenance sequence scheme of network level airport pavement, the integrated decision-making plan of the preventive maintenance opportunities and countermeasures for project level pavement areas, and the specific treatment plan of the segment level concrete slabs.

cement concrete pavement; preventive maintenance; evaluation index system; objective hierarchical decomposition-multivariate statistical synthesis

V351.1

A

1672 ? 7029(2020)08 ? 1993 ? 11

10.19713/j.cnki.43?1423/u.T20190866

2019?09?30

國家自然科學(xué)基金資助項目(51578540)

龍小勇(1990?)，男，湖南耒陽人，博士，從事機場規(guī)劃設(shè)計與管理研究；E?mail：18509270709@163.com

(編輯 涂鵬)