公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護時機探討

摘要：公路預(yù)防性養(yǎng)護能否最大程度地發(fā)揮其經(jīng)濟性及有效性，關(guān)鍵是把握好養(yǎng)護時機，本文結(jié)合實踐經(jīng)驗，在簡單概述瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護措施的基礎(chǔ)上，對當(dāng)前國內(nèi)外常用的幾種預(yù)防性養(yǎng)護時機確定方法進行總結(jié)，為瀝青路面的養(yǎng)護決策提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：瀝青路面；預(yù)防性養(yǎng)護；養(yǎng)護時機

當(dāng)前，隨著國內(nèi)高速公路建設(shè)的如火如荼，公路養(yǎng)護工作量日趨繁重，公路瀝青路面作為我國普遍的路面結(jié)構(gòu)，對其的預(yù)防性養(yǎng)護也得到越來越多的關(guān)注。所謂預(yù)防性養(yǎng)護，是指公路路面只有輕微病害或病害跡象，技術(shù)狀態(tài)尚良好時對其實施養(yǎng)護，進而延長道路使用壽命的一種技術(shù)措施。公路預(yù)防性養(yǎng)護能否最大程度地發(fā)揮其經(jīng)濟性及有效性，關(guān)鍵是把握好養(yǎng)護時機，應(yīng)用太早可能造成資金浪費甚至引起別的路面問題，而應(yīng)用太晚則難以充分發(fā)揮預(yù)防性養(yǎng)護的作用，因此選擇合適的養(yǎng)護時機是預(yù)防性養(yǎng)護成功與否的關(guān)鍵，現(xiàn)結(jié)合實踐經(jīng)驗，就公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護時機進行粗淺探討，以供參考。

1瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護措施概述

預(yù)防性養(yǎng)護起源于20世紀(jì)90年代初，由美國率先提出，目前在西方發(fā)達國家，該技術(shù)體系已相對完整，具體到我國，預(yù)防性養(yǎng)護概念是隨著某些預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)措施或保護路面的專有產(chǎn)品的引進而逐漸被大眾所熟悉，直至21世紀(jì)，預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)才在我國得到一定發(fā)展。結(jié)合瀝青路面養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范及美國FI-IWA的養(yǎng)護技術(shù)手冊，各種不同瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護措施具體如圖1所示：

圖1公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護措施分類圖

2公路瀝青路面最佳預(yù)防性養(yǎng)護時機的確定

瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護措施較多，而在不同的環(huán)境、路況及資金條件下，每條公路所選擇的預(yù)防性措施也各不相同，要想確保用最小的資金投入獲得最滿意的養(yǎng)護效果，其關(guān)鍵是要在結(jié)合各路面具體情況的基礎(chǔ)上，選擇最合適的時機。在實際應(yīng)用中，路面預(yù)防性養(yǎng)護時機的的研究主要參考路面維修養(yǎng)護的方法，具體有如下幾種：

2.1基于路況或時間的方法

簡單來說，預(yù)防性養(yǎng)護就是為了避免路面功能失效而采取的一種加強性養(yǎng)護，其根本目的就是確保路面功能保持良好狀態(tài)，因此，研究路面預(yù)防性養(yǎng)護理論，首要的就是掌握好路面功能失效的具體時間，從而在確保路面還存在使用功能的前提下實施具體的預(yù)防性養(yǎng)護。有研究表明：在使用壽命75%的時間內(nèi)，路面性能下降40%，此一階段也稱之為預(yù)防性養(yǎng)護階段，若在該階段不能進行及時的養(yǎng)護作業(yè)，在隨后12%的使用壽命時間內(nèi)，路面性能會繼續(xù)下降40%，若在該階段實施養(yǎng)護則將大幅度地增加養(yǎng)護成本。因此，為了及時制止瀝青路面狀況的進一步惡化，可在臨界點之前進行預(yù)防性養(yǎng)護，雖然實際中每段具體路面的養(yǎng)護時間因交通水平及環(huán)境差異而有所不同，但管理部門可參照表1所示時間大致確定瀝青路面的預(yù)防性養(yǎng)護時間。

表1路面預(yù)防性養(yǎng)護不同時機

措施霧狀封層裂縫填封石屑封層稀漿封層薄層罩面

預(yù)防性養(yǎng)護時間（年）1-32-45-75-75-10

2.2行駛質(zhì)量指數(shù)和破壞指數(shù)法

美國密西根運輸部(MDOT)在路網(wǎng)管理中應(yīng)用破壞指數(shù)DI(Distresslndex)和行駛質(zhì)量指數(shù)RQl(RideQualityIndex)來確定路面預(yù)防性養(yǎng)護的時機。為了確保因不平整及動載而引發(fā)的路面破壞得到有效的緩解，密西根大學(xué)開發(fā)了一個用RQl值和實際路面的RQl增長值來確定路面預(yù)防性養(yǎng)護最佳時間的可靠模式。在實際中，該方法常用于確定剛性路面的預(yù)防性養(yǎng)護時間，對由于平整度及動載引起破壞的路面預(yù)防性養(yǎng)護時機的制定有著積極的意義，但該方法的局限性也不容忽視，最主要的就是不能解決路面預(yù)防性養(yǎng)護針對的其他諸如裂縫、路面水損壞和抗滑性能等主要路面問題。

2.3決策樹法

引起瀝青路面破壞的影響因素眾多，決策樹法就是根據(jù)這些不同的影因素，建立一定的樹形結(jié)構(gòu)形式，再根據(jù)每一個影響因素作用的強弱以及各個影響因素之間的耦合，不斷地細(xì)化、分枝對應(yīng)的養(yǎng)護方案，使之趨于合理，最后在各分枝末端給出綜合性的養(yǎng)護方案。該方法可以清晰明了地呈現(xiàn)各個影響因素對路面的單獨作用以及相互作用，具有直觀容易理解的優(yōu)點，但由于影響?zhàn)B護決策的因素很多，每增多一種影響因素則勢必加大決策樹法的繁雜性，使得該法的不利因素也越來越凸顯，如一旦對某一影響因素進行更改、增加或刪除，則必須重新修訂決策樹都必須，當(dāng)需要考慮的影響因素數(shù)目較為龐大時，決策樹往往由于太過復(fù)雜而失去實用意義，再則，因最終的決策方案只限于一個，無形中加大了決策的絕對化，使得一些好的決策方案個體難以進入決策樹，不利于新措施的應(yīng)用。

2.4排序法

排序法就是在對養(yǎng)護項目的時間和對策作出初步安排的情況下，綜合考慮資金、路況等約束條件，計算出一定排序指標(biāo)作為項目比較的依據(jù)，然后，再結(jié)合所得到的排序指標(biāo)對所有需求項目進行排序，最后根據(jù)整個排列次序進行一年或多年的項目選擇決策。預(yù)防性養(yǎng)護時機的安排可以遵照事先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)進行，排序方法可以采用性能參數(shù)或者經(jīng)濟分析參數(shù)進行，采用性能參數(shù)進行時預(yù)防性養(yǎng)護的時間及措施的確定要進行分開考慮，采用經(jīng)濟分析參數(shù)進行時預(yù)防性養(yǎng)的時機及措施的確定可同時進行。需要指出的是，實際中所采用的排序標(biāo)準(zhǔn)不同，其結(jié)果也可能不同，因此，在確定預(yù)防性養(yǎng)護時間時不宜以該法作為主導(dǎo)方法。

2.5生命周期費用分析法

生命周期費用分析法是目前國內(nèi)較為主流的一種方法，其主要是在一定的時間段內(nèi)，通過對制定路段的初建費用及將來折扣費用的科學(xué)分析，實現(xiàn)對該路段經(jīng)濟價值的評估目的，在實際養(yǎng)護中，當(dāng)對路面進行大修、中修或重建時經(jīng)常采用該方法。從本質(zhì)上說，預(yù)防性養(yǎng)護其實是通過提前支付一些路面養(yǎng)護費用，達到延緩相對昂貴的路面大修活動的目的，在養(yǎng)護費用不變的情況下，在不同時期對路面進行養(yǎng)護其所具有的經(jīng)濟價值是不同的，因此對路面進行生命周期費用分析就極有必要，我們可以通過分析一定時期內(nèi)不同時間支出的費用，按某一預(yù)定的貼現(xiàn)率轉(zhuǎn)換為現(xiàn)在的費用(現(xiàn)值)，通過轉(zhuǎn)換成單一的現(xiàn)值，可在等值的基礎(chǔ)上對各種方案進行比較，進而選擇經(jīng)濟效益較高的方案來執(zhí)行。

2.6基于老化的方法

瀝青路面在使用過程中，由于長期受到風(fēng)、雨以及紫外線等作用，會造成瀝青的逐漸老化，進而對瀝青路面的使用性能造成一定影響，縮短路面壽命。有研究表明，導(dǎo)致瀝青路面老化的兩大因素為路面表面氧化老化及路面內(nèi)部的熱老化，而且密封性較好的路面內(nèi)部老化和表面老化相比可以忽略不計，因此，我們可以通過模擬瀝青路面老化的實驗方法確定路面最佳預(yù)防性養(yǎng)護時機。當(dāng)前，國內(nèi)用常用“薄膜烘箱試驗+壓力老化容器”試驗來模擬路面表面老化，可以確定第一次預(yù)防性養(yǎng)護應(yīng)在10hPAV一20hPAV老化程度之間，大約在路面投入使用4年～8年。但因該方法需要專門的實驗設(shè)備，且試驗程序復(fù)雜，加之只能對養(yǎng)護時機做一個大概的范圍確定，并不能給出直接的時間，因此在實際工程中該法實用性并不強。

3防性養(yǎng)護時機選取應(yīng)注意的問題

如上所述可見，確定公路瀝青路面最佳預(yù)防性養(yǎng)護時機的方法雖多，但每種方法都有其不可忽視的局限性，同時對于具體項目而言，由于不同項目其環(huán)境、氣候、路基路面結(jié)構(gòu)、材料、交通狀況以及施工經(jīng)驗、路面養(yǎng)護歷史等均不同，而這些因素又對路面性能有著重要的影響，因此預(yù)防性養(yǎng)護時機的確定過程要復(fù)雜得多，加之造成瀝青路面破壞的早期病害往往表征并不明顯，公路路面的先期功能性缺陷也不容易被察覺，因此，瀝青路面的預(yù)防性養(yǎng)護時機確定應(yīng)該是一個多標(biāo)準(zhǔn)的、基于路面性能的基礎(chǔ)上進行的復(fù)雜過程。此外，由于瀝青路面的預(yù)防性養(yǎng)護時機應(yīng)該是在路面結(jié)構(gòu)性能良好或是在路面功能性能加速惡化前進行，這就需要我們借助一系列科學(xué)的檢測手段去預(yù)先發(fā)現(xiàn)路面功能的衰減，對路面狀況的變化發(fā)展過程進行準(zhǔn)確、連續(xù)跟蹤監(jiān)測，并進行歸納分析判斷，得出相應(yīng)的預(yù)養(yǎng)護措施方案。但需要指出的是，由于我國公路瀝青路面早期損害現(xiàn)象較為普遍，因此，在實際工程中，根據(jù)實際情況采取預(yù)防性養(yǎng)護措施的最佳時機往往需要略微提前。

總之，當(dāng)前隨著我國交通運輸事業(yè)的快步發(fā)展，公路建設(shè)過程中的養(yǎng)護工作也得到越來越多的關(guān)注，瀝青混凝土路面在我國已建成的高速公路中占主體地位，但長期以來，對其的養(yǎng)護主要采取矯正性的養(yǎng)護措施，而很多高速路在使用2-4年后即需進行整修，其中的一大因素就是忽視預(yù)防性養(yǎng)護及方法不正確，因此，積極研究和推廣堅持預(yù)防性養(yǎng)護，對于有效延緩瀝青公路性能惡化速率、延長瀝青公路使用壽命以及節(jié)約使用壽命周期費用，意義深遠(yuǎn)。當(dāng)前，國內(nèi)對預(yù)防性養(yǎng)護的研究重點已由原來的措施研究轉(zhuǎn)向養(yǎng)護時機研究，如上所述的幾種以方法均有各自的優(yōu)缺點，因此，在實際的預(yù)防性養(yǎng)護過程中，可結(jié)合工程的具體情況適當(dāng)?shù)剡x取其中的一種或多種，以實現(xiàn)公路經(jīng)濟和社會效益的最大化。

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