干線公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)實(shí)施效果評(píng)價(jià)體系構(gòu)建研究

摘 要：干線公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)工作的有效開展，是保障路用性能、提升交通安全運(yùn)行水平、延長(zhǎng)道路壽命的根本性措施。當(dāng)前公路交通事業(yè)快速發(fā)展、道路運(yùn)行承載量不斷增加的背景下，采取有效的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施，已經(jīng)成為養(yǎng)護(hù)作業(yè)的基本形式。本文在概述瀝青路面主要病害類型及預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施基礎(chǔ)上，說明瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)實(shí)施效果評(píng)價(jià)體系，并以此為參照提出瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)實(shí)施決策流程優(yōu)化方式，以此為公路養(yǎng)護(hù)作業(yè)提供參考，為推動(dòng)公路養(yǎng)護(hù)事業(yè)高質(zhì)量發(fā)展起到應(yīng)有促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：干線公路 瀝青路面 預(yù)防性養(yǎng)護(hù) 實(shí)施效果 評(píng)價(jià)

干線公路是我國(guó)公路路網(wǎng)結(jié)構(gòu)的核心組成部分，具有建設(shè)等級(jí)多、交通水平差異大、環(huán)境影響因素復(fù)雜等特征，病害發(fā)生差異性也明顯加大。當(dāng)前公路養(yǎng)護(hù)理念不斷變革背景下，預(yù)防性養(yǎng)護(hù)已經(jīng)成為養(yǎng)護(hù)作業(yè)的基本形式，同時(shí)在養(yǎng)護(hù)作業(yè)完成后，科學(xué)合理做好養(yǎng)護(hù)效果評(píng)價(jià)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)養(yǎng)護(hù)工作效益進(jìn)行全面評(píng)估，還能夠?yàn)楹罄m(xù)養(yǎng)護(hù)項(xiàng)目實(shí)施決策提供參考，以此推動(dòng)養(yǎng)護(hù)管理活動(dòng)創(chuàng)新發(fā)展，為提升公路路面養(yǎng)護(hù)水平起到應(yīng)有支撐作用。

1 瀝青路面主要病害類型及預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施

1.1 瀝青路面主要病害類型

公路瀝青路面病害發(fā)生是客觀存在的，受溫度、降水、交通荷載及突發(fā)性因素影響，都會(huì)導(dǎo)致不同類型病害發(fā)生，對(duì)路面路用性能產(chǎn)生影響，甚至導(dǎo)致安全事故發(fā)生。依照病害破損類型，通常將病害分為裂縫、變形、松散及其他損壞等幾種，不同病害所需要采用的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施也有所不同[1]。例如在重載交通較多，環(huán)境溫度較低或溫差較大的地區(qū)，裂縫病害占比較高；在交通承載量較大、運(yùn)行溫度較高的地區(qū)，裂縫與車轍病害占比相對(duì)較高，龜裂病害較為顯著，呈現(xiàn)多種病害同時(shí)發(fā)生特征；如路面施工中瀝青用量配比較高，則極為容易導(dǎo)致路面出現(xiàn)泛油現(xiàn)象，在降水和反復(fù)碾壓作用下發(fā)展成為坑槽類病害[2]。針對(duì)不同類型病害采取合適的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施，已經(jīng)成為公路養(yǎng)護(hù)作業(yè)的基本形式。

1.2 瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施

公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施適用性與否，對(duì)養(yǎng)護(hù)作業(yè)效果、道路通行安全水平和養(yǎng)護(hù)成本控制都有直接影響。在我國(guó)公路養(yǎng)護(hù)事業(yè)高速發(fā)展背景下，已經(jīng)形成覆蓋各種強(qiáng)度水平的預(yù)養(yǎng)護(hù)措施體系，技術(shù)應(yīng)用形式基本能夠滿足各個(gè)地區(qū)干線公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)工作開展要求。預(yù)防性措施體系如表1所示。

2 瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)實(shí)施效果評(píng)價(jià)體系

2.1 瀝青路面使用性能的影響因素

在干線公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)作業(yè)中，要實(shí)現(xiàn)對(duì)養(yǎng)護(hù)實(shí)施效果的準(zhǔn)確評(píng)價(jià)，首先要明確路面使用性能的影響因素，并結(jié)合實(shí)際情況選擇合適預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施。結(jié)合養(yǎng)護(hù)作業(yè)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)理論研究，使用性能主要受如下因素影響：（1）路面結(jié)構(gòu)，如路面厚度和模量，所能承受交通荷載及應(yīng)對(duì)環(huán)境變化能力，可以利用性能衰變或下降模型針對(duì)具體路段不同結(jié)構(gòu)的路面進(jìn)行精準(zhǔn)評(píng)估。（2）交通荷載，是最為關(guān)鍵的影響因素，會(huì)直接導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)能力降低和路面破損現(xiàn)象。（3）環(huán)境因素，主要是受溫度和濕度差異影響。例如在長(zhǎng)期高溫狀態(tài)下行車荷載過大，極為容易導(dǎo)致車轍病害發(fā)生；例如在降雨量較大、排水不暢情形下，極為容易出現(xiàn)多種形式病害，進(jìn)而導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)破壞。（4）施工質(zhì)量，主要是體現(xiàn)在竣工前期，施工質(zhì)量較高則初期病害發(fā)生較晚，反之則會(huì)在較短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)病害現(xiàn)象。（5）養(yǎng)護(hù)水平，道路運(yùn)行中是否能夠及時(shí)采取有效的養(yǎng)護(hù)措施，也會(huì)影響路面使用性能。

2.2 短期效果評(píng)價(jià)

預(yù)防性養(yǎng)護(hù)實(shí)施短期效果評(píng)價(jià)目的是為了更好地跟蹤觀測(cè)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)路段的路用性能，通過對(duì)養(yǎng)護(hù)工程項(xiàng)目的管理決策、實(shí)施效果、技術(shù)適用性、經(jīng)濟(jì)效益等進(jìn)行綜合性評(píng)估，檢驗(yàn)養(yǎng)護(hù)措施的施工質(zhì)量和效果，分析所采取的養(yǎng)護(hù)措施是否合理，并為其他養(yǎng)護(hù)工程方案的選擇和制定提供參照，以構(gòu)建適應(yīng)本單位地區(qū)干線公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)作業(yè)體系。短期效果評(píng)價(jià)通常是以養(yǎng)護(hù)作業(yè)后3個(gè)月為時(shí)間范圍，采用有效截面方式進(jìn)行評(píng)價(jià)[3]。選擇符合預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施實(shí)施條件的路面作為有效截面，利用散點(diǎn)圖分析法，將實(shí)施效果分為養(yǎng)護(hù)后路面病害進(jìn)一步發(fā)展、短期效果不明顯、路面病害有效改善三種水平，利用現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù)及分析結(jié)果，通過散點(diǎn)分布特征能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)養(yǎng)護(hù)作業(yè)短期效果的精準(zhǔn)評(píng)價(jià)。

以某地區(qū)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)工程實(shí)施情況為例，在平整度處治效果層面，通過分析可以看出，薄層罩面養(yǎng)護(hù)措施在短期內(nèi)效果最好，尤其是在處治前路面平整度較高時(shí)，處治后效果更為顯著。稀漿封層和石屑封層等措施對(duì)路面平整度的改善效果不夠顯著，甚至出現(xiàn)在除治后有進(jìn)一步惡化的現(xiàn)象[4]。在車轍的短期效果分析中，薄層罩面措施的處置效果較好，其次是石屑封層措施，其余措施對(duì)車轍的短期處置效果不足。縱向裂縫是干線公路瀝青路面較為常見的病害類型，且受施工設(shè)計(jì)、路面荷載、路基不均勻沉降等多種因素影響，在路面水害或凍害作用下，還會(huì)不斷加劇演變成坑槽及路面結(jié)構(gòu)破壞等嚴(yán)重病害。在縱向裂縫處治短期效果評(píng)價(jià)中發(fā)現(xiàn)，薄層罩面和稀漿封層措施都能夠達(dá)到較好的短期處治效果，稀漿封層效果相對(duì)較好，但封縫處治方式效果較差，甚至?xí)霈F(xiàn)裂縫長(zhǎng)度進(jìn)一步增加現(xiàn)象。在橫向裂縫處治短期效果評(píng)價(jià)中發(fā)現(xiàn)，薄層罩面、石屑封層和稀漿封層均能夠達(dá)到良好的短期改善效果，但縫縫處治方式效果不夠明顯。從上述分析可以看出，薄層罩面在瀝青公路瀝青路面的各種類型病害處治中，短期內(nèi)均能夠達(dá)到較好的處治效果，其他措施在某一類病害處治中會(huì)出現(xiàn)效果欠佳現(xiàn)象。

2.3 長(zhǎng)期效果評(píng)價(jià)

公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的有效實(shí)施，對(duì)路面性能的改善作用，能夠達(dá)到3-15年左右，不同技術(shù)措施所能夠達(dá)到效果存在較大差異，因此還需要對(duì)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)效果進(jìn)行長(zhǎng)期性評(píng)價(jià)。從路面平整度的長(zhǎng)期改善效果來看，薄層罩面處治方式受原路面性能影響較小，處治效果較好，稀漿封層和封縫則受原路面性能影響顯著，會(huì)出現(xiàn)效果偏差較大現(xiàn)象；石屑封層的處治效果最差。在對(duì)車轍病害的改善中，薄層罩面封層技術(shù)應(yīng)用效果較好，其他幾種措施所能夠達(dá)到的效果都較為有限。在縱向裂縫的長(zhǎng)期改善效果評(píng)價(jià)中，薄層罩面和稀漿封層都能夠達(dá)到良好效果，石屑封層和縫封措施效果相對(duì)較差[5]。在橫向裂縫的長(zhǎng)期改善效果評(píng)價(jià)中，石屑封層能夠達(dá)到最佳效果，薄層罩面和稀漿封層效果也較為顯著，但封縫處理方式效果較差。從整體上而言，薄層罩面在各類病害中的長(zhǎng)期處治效果最佳，其他幾種方式在路面平整度或車轍處治方面，都存在一定的不足。

2.4 養(yǎng)護(hù)效果的影響因素

從上述分析可以看出，干線公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)所能夠達(dá)到的短期效果和長(zhǎng)期效果存在較大差異，同時(shí)技術(shù)應(yīng)用成效也受多方面因素影響。綜合分析，養(yǎng)護(hù)效果主要受如下幾方面因素影響：（1）工藝優(yōu)勢(shì)，在我國(guó)干線公路養(yǎng)護(hù)作業(yè)要求不斷提升背景下，新型預(yù)防性養(yǎng)護(hù)工藝也得以快速發(fā)展，不同工藝在不同病害處治中所能夠達(dá)到的效果也存在較大差異，因此在預(yù)防性養(yǎng)護(hù)作業(yè)前做好病害調(diào)查是選擇合適處治方式應(yīng)當(dāng)關(guān)注的重點(diǎn)因素。（2）運(yùn)行環(huán)境，干線公路是否長(zhǎng)期處于高溫、低溫或溫差較大等環(huán)境，也會(huì)對(duì)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)作業(yè)效果，尤其是長(zhǎng)期效果產(chǎn)生顯著影響。（3）處治前路面條件，不同工藝形式在不同病害處治中的短期效果和長(zhǎng)期效果可以看出，預(yù)防性養(yǎng)護(hù)實(shí)施成效受處治前路面條件影響較為顯著，部分工藝應(yīng)用甚至還會(huì)導(dǎo)致病害加劇，因此處治前的路面條件，應(yīng)當(dāng)作為工藝選擇的先決條件。（4）交通水平，干線公路通常承擔(dān)大宗及重載貨物運(yùn)輸?shù)闹厝危煌髁肯鄬?duì)較高，因此也會(huì)對(duì)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)長(zhǎng)期實(shí)施效果產(chǎn)生影響，因此在選擇預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施時(shí)，必須考慮這方面因素的影響。（5）技術(shù)應(yīng)用水平，在預(yù)防性養(yǎng)護(hù)作業(yè)中，材料配合比試驗(yàn)是否到位、施工工藝是否符合現(xiàn)場(chǎng)條件、施工人員技術(shù)水平、機(jī)械設(shè)備性能是否優(yōu)異，都會(huì)對(duì)養(yǎng)護(hù)效果產(chǎn)生直接性影響。

3 瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)實(shí)施決策流程優(yōu)化

在公路養(yǎng)護(hù)部門日常工作中，要確保預(yù)防性養(yǎng)護(hù)實(shí)施效果評(píng)價(jià)的作用充分體現(xiàn)出來，就必須綜合本部門養(yǎng)護(hù)工作開展實(shí)際，全面整合相關(guān)數(shù)據(jù)，定期做好系統(tǒng)性評(píng)估，并以此為基礎(chǔ)改進(jìn)具體路段養(yǎng)護(hù)決策流程。在巡查作業(yè)中，應(yīng)當(dāng)依照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)瀝青路面損壞、平整度、車轍、抗滑性能、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行全面評(píng)價(jià)，采用模糊層次分析、灰色理論，結(jié)合數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析等方法，準(zhǔn)確評(píng)估是否需要進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，通常情形下，預(yù)測(cè)時(shí)間通常外推5年左右[6]。根據(jù)分析結(jié)果初步篩選出需要進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的路段后，根據(jù)不同養(yǎng)護(hù)措施的優(yōu)勢(shì)，確定適養(yǎng)路段所應(yīng)當(dāng)采取的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施。

在確定具體預(yù)防性養(yǎng)護(hù)計(jì)劃時(shí)，除要考慮實(shí)施效果的有效性外，還應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)關(guān)注養(yǎng)護(hù)作業(yè)整體經(jīng)濟(jì)性，遴選出最佳預(yù)養(yǎng)時(shí)機(jī)為下一年的路段。在當(dāng)前人工智能快速發(fā)展背景下，已經(jīng)出現(xiàn)有利用決策樹或深度學(xué)習(xí)的決策方法，綜合考慮養(yǎng)護(hù)效果及費(fèi)用兩方面要求，確定下一年度所需要進(jìn)行養(yǎng)護(hù)的具體路段。但是在當(dāng)前公路養(yǎng)護(hù)作業(yè)管理體系下，預(yù)防性養(yǎng)護(hù)撥付資金通常難以滿足實(shí)際需求的資金，因此還需要考慮路段所屬公路等級(jí)、交通流量、病害發(fā)生水平特征及對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響等因素，對(duì)各個(gè)路段預(yù)防性養(yǎng)護(hù)重要性進(jìn)行排序，在確保整體費(fèi)用略小于計(jì)劃資金前提下，合理制定下一年度具體養(yǎng)護(hù)計(jì)劃。在預(yù)防性養(yǎng)護(hù)作業(yè)完成后，及時(shí)做好相應(yīng)的效果檢測(cè)及跟蹤觀測(cè)，通過工程技術(shù)和管理技術(shù)評(píng)價(jià)，評(píng)估具體實(shí)施效果，總結(jié)工程經(jīng)驗(yàn)及不足之處，為后續(xù)其他路段預(yù)防性養(yǎng)護(hù)作業(yè)有效開展提供參考。

4 結(jié)語

干線公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)已經(jīng)成為我國(guó)公路工作開展的重要形式，對(duì)保障公路運(yùn)行安全，提升公路運(yùn)營(yíng)效益有顯著促進(jìn)作用。因此對(duì)養(yǎng)護(hù)部門而言，必須強(qiáng)化對(duì)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)實(shí)施效果評(píng)價(jià)的重視力度，構(gòu)建定性與定量分析相結(jié)合的評(píng)估體系，從短期和長(zhǎng)期兩個(gè)角度進(jìn)行全方位評(píng)估，結(jié)合經(jīng)濟(jì)性要求制定科學(xué)的養(yǎng)護(hù)計(jì)劃，有效提升養(yǎng)護(hù)作業(yè)水平，為我國(guó)公路事業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)支撐。

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