瀝青路面預防性養護措施決策研究

吳曉光

(承德市地方道路管理處)

防止路面早期破壞和延遲路面破壞的進程須采取預防性養護措施，來延緩路面的破壞，增加路面的使用壽命。由于路況是隨著時間推移而變化的，因此每種預防性養護措施的作用和所適應路況、環境及交通狀況有所不同。預防性養護措施選擇的合適與否，將直接影響到道路使用性能的好壞和養護費用的投入。針對不同瀝青路面的狀況及環境，綜合考慮技術、經濟和工程等因素，選擇與之相適應的預防性養護措施，是路面預防性養護的關鍵技術之一，對于成功有效地實施預防性養護具有重要意義。

1 預防性養護技術措施分類

預防性養護技術措施是指經過科學決策用于預防性養護的工程措施，是實現預防性養護的最終表現形式。根據國內外對預防性養護有代表性的定義，其特點首先是以恢復路面表面服務功能為目標;其次由于這些技術措施在路面結構強度充足時實施，所以一般來說，不應額外增加路面結構強度。在對國內外常用瀝青路面預防性養護措施進行詳細調研的基礎上，參照瀝青路面養護技術規范和美國FHWA的養護技術手冊，將各種不同瀝青路面預防性養護措施進行分類。

預防性養護技術措施以恢復路面表面服務功能為目標，在路面結構強度充足時實施，且不應額外增加路面結構強度。故可以簡單總結出以下幾種不適合預養護的路面狀況。

(1)在實施預養護措施之前，路面的橫向裂縫和縱向裂縫很寬或很嚴重，無法有效填封。

(2)國際平整度指數IRI超過30．3m/km。

(3)由于路基原因引起的各種表面功能破壞。

(4)路面有超過10%的中等程度或2%嚴重程度的龜裂。

(5)路面有嚴重的或大量的補丁，其中中等和嚴重程度的補丁面積占20%以上。

(6)路面有中等或嚴重程度的坑槽。

(7)瀝青混凝土路面表面出現擁包、推移等現象。

2 路面使用狀況評定

科學的判斷要建立在實事求是的路況調查基礎上，通過路況調查充分了解路面的各種服務性功能和路面的病害類型、破損程度。根據病害類型和程度以及服務性指標來判斷該路段是否適合于預防性養護，通過對路面病害的具體分析，研究破損程度及范圍，進而做出科學的分析，是預防性養護對策實施的前提條件。

瀝青路面病害產生的影響因素較復雜，如果在制定瀝青路面養護決策時不進行科學檢測和判斷，僅根據路面病害的表面現象，盲目進行養護措施，不但浪費有限的養護資金，還會造成養護質量降低，陷入瀝青路面病害重復出現的怪圈。因此，對現有路面狀況進行詳細調查，了解路面的物理或結構狀況，評定它對當前和今后路面使用要求(承載能力和使用壽命)的適應程度，以便確定需采取修復措施的路段和方案，并對各方案進行合理組合和優先排序，是對提出路面養護決策的重要依據。

許多國家和機構開發了相應的路況評價模型。在這些模型中，路面性能的評價被分為綜合指標評價和分項指標評價兩大類，決定路面養護對策時需對二者進行綜合考慮。根據《公路瀝青路面養護技術規范》(JTJ073．2-2001)的規定，典型的路面使用性能評價模型包括四項指標：路面狀況指數PCI、國際平整度指數IRI、路面結構強度指數SSI和橫向力系數SFC。路面綜合評價指標PQI是用分項指標加權計算得出，用于對路面質量的總體評價。

高速公路養護質量采用高速公路養護質量指數MQI(ExpresswayMaintenanceQualityIndex)和相應的分項指標確定。根據MQI的計算結果分為優、良、中、次、差5個等級。高速公路養護質量指數(MQI)應經常保持在80以上。其各項分項指標(PQI，SCI，BCI，TCI)均應保持75以上。當MQI的分項指標值低于75時，必須采取相應的維修措施，改善路況，提高高速公路的服務水平。

3 預防性措施技術特征及適應性分析

預防性養護實施的成功與否很大程度上取決于預防性養護措施選擇的正確與否，即根據路面所處的狀況，選擇合適的預防性養護措施，因此有必要對各種常用的預防性養護措施進行適用性分析。通過對各預防性養護措施的技術經濟特征進行分析，針對將要實施預防性養護路段的路況選擇合適的預防性養護措施，尋求綜合效益的最優化。

為了實際中能在最佳實際選用合適的預防性措施，根據養護措施的技術特點和處治對象，將預防性養護劃分為3個階段：局部缺陷修補和路面裂縫填封屬于初級階段，表面封層可以劃歸為中級階段，薄層罩面為高級階段，具體表達見圖1。對于表面封層同樣也可以劃分為霧封層屬于封層類的初級，石屑封層和稀漿封層可以算是中級，微表處技術等級最高3個技術等級。通常養護措施技術等級越高，所適應的范圍越廣，解決的問題越復雜，對路面的表面服務功能提高越大，預期的使用壽命越長，相應其所需的費用越高，技術也越復雜。

圖1 預防性養護措施的三個階段

4 瀝青路面預防性養護決策體系

針對瀝青路面預防性養護的特點，建立由路面結構強度指數、路面行駛質量、路面行駛安全性、路面裂縫率、車轍深度、路面修補率6個單項評價指標組成的路面預防性評價體系。為了方便決策預防性養護路段和預防養護措施，制定了路面預防性養護決策框架，見圖2。整個決策步驟如下。

(1)路面強度評價。檢測路面強度，只有強度指標達到要求的路面才考慮預防性養護。

圖2 預防性養護措施決策框架

(2)初級階段預防性養護技術措施決策。對于路面強度滿足要求的路面，根據路面實際狀況進行必要的局部缺陷修補、裂縫填封以及車轍修復。這些養護措施的決策過程體現在日常養護行為中。

(3)路面單項評價指標值的分析。對路面進行全面評價形成單項評價指標，每個單項指標都應該存在1個閾值用于進行預防性養護的決策針對不同的單項評價指標定義2種閾值。第1種閾值為控制性閾值，即當評價指標值達到設定值之前都可以采取預防性養護措施，而一旦超過此值則不再適合預防性養護，此類閾值適用于路面破損指標(裂縫率和修補率)。第2種閾值為極限閾值，即當評價指標值到達設定值時必須采取一定的養護措施，此類閾值適用于路面舒適性和安全性指標。在確定評價指標的閾值時，需要根據工程調查結合氣候分區深入研究路面性能的衰變過程。表1給出各評價指標的推薦閾值。

表1 各單項指標預防性養護決策閾值

(4)中高級階段預防性養護技術決策。在對各單項指標的評價值進行分析之后，根據交通量確定相應的封層或薄層罩面等預防性養護措施。

5 結論

對于具體的路面養護項目，預防性養護對策的選取過程是相當復雜的，在選取預防性養護對策時要考慮路面類型、路面結構、地質環境、經驗等，在總結分析了目前國內外常用的養護對策的研究基礎之上。瀝青路面預防性養護，養護時機的選取至關重要，養護時機采取過早，造成養護資金上的浪費，過晚則錯過了最佳養護時機，預防性養護效益明顯降低，養護的價值不能充分體現。為使有限的資金得到最大程度的利用，在養護時機選取之前必須對路面的狀況進行詳細調查，運用科學的檢測方法去預先發現路面功能的衰減趨勢，對其變化發展過程進行跟蹤監測，并進行歸納分析判斷，得出合理的預防性養護對策，這是實現路面養護走向理性化、科學化的先決條件。

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［1］車法．瀝青路面預防性養護時效性研究［D］．長安大學碩士論文，2007．

［2］方偉俊．公路瀝青路面預防性養護措施決策研究［D］．大連理工大學碩士論文，2008．

［3］趙明．高速公路瀝青路面預防性養護對策研究［D］．長安大學碩士論文，2007．

［4］曹策慧．瀝青路面預防性養護措施與應用［J］．公路交通科技，2009(2)：60-62．

［5］徐強．瀝青路面預防性養護措施應用決策［J］．養護機械與施工技術，2009(2)：57-59．