沥青路面预防性养护措施决策研究

吴晓光

(承德市地方道路管理处)

防止路面早期破坏和延迟路面破坏的进程须采取预防性养护措施，来延缓路面的破坏，增加路面的使用寿命。由于路况是随着时间推移而变化的，因此每种预防性养护措施的作用和所适应路况、环境及交通状况有所不同。预防性养护措施选择的合适与否，将直接影响到道路使用性能的好坏和养护费用的投入。针对不同沥青路面的状况及环境，综合考虑技术、经济和工程等因素，选择与之相适应的预防性养护措施，是路面预防性养护的关键技术之一，对于成功有效地实施预防性养护具有重要意义。

1 预防性养护技术措施分类

预防性养护技术措施是指经过科学决策用于预防性养护的工程措施，是实现预防性养护的最终表现形式。根据国内外对预防性养护有代表性的定义，其特点首先是以恢复路面表面服务功能为目标;其次由于这些技术措施在路面结构强度充足时实施，所以一般来说，不应额外增加路面结构强度。在对国内外常用沥青路面预防性养护措施进行详细调研的基础上，参照沥青路面养护技术规范和美国FHWA的养护技术手册，将各种不同沥青路面预防性养护措施进行分类。

预防性养护技术措施以恢复路面表面服务功能为目标，在路面结构强度充足时实施，且不应额外增加路面结构强度。故可以简单总结出以下几种不适合预养护的路面状况。

(1)在实施预养护措施之前，路面的横向裂缝和纵向裂缝很宽或很严重，无法有效填封。

(2)国际平整度指数IRI超过30．3m/km。

(3)由于路基原因引起的各种表面功能破坏。

(4)路面有超过10%的中等程度或2%严重程度的龟裂。

(5)路面有严重的或大量的补丁，其中中等和严重程度的补丁面积占20%以上。

(6)路面有中等或严重程度的坑槽。

(7)沥青混凝土路面表面出现拥包、推移等现象。

2 路面使用状况评定

科学的判断要建立在实事求是的路况调查基础上，通过路况调查充分了解路面的各种服务性功能和路面的病害类型、破损程度。根据病害类型和程度以及服务性指标来判断该路段是否适合于预防性养护，通过对路面病害的具体分析，研究破损程度及范围，进而做出科学的分析，是预防性养护对策实施的前提条件。

沥青路面病害产生的影响因素较复杂，如果在制定沥青路面养护决策时不进行科学检测和判断，仅根据路面病害的表面现象，盲目进行养护措施，不但浪费有限的养护资金，还会造成养护质量降低，陷入沥青路面病害重复出现的怪圈。因此，对现有路面状况进行详细调查，了解路面的物理或结构状况，评定它对当前和今后路面使用要求(承载能力和使用寿命)的适应程度，以便确定需采取修复措施的路段和方案，并对各方案进行合理组合和优先排序，是对提出路面养护决策的重要依据。

许多国家和机构开发了相应的路况评价模型。在这些模型中，路面性能的评价被分为综合指标评价和分项指标评价两大类，决定路面养护对策时需对二者进行综合考虑。根据《公路沥青路面养护技术规范》(JTJ073．2-2001)的规定，典型的路面使用性能评价模型包括四项指标：路面状况指数PCI、国际平整度指数IRI、路面结构强度指数SSI和横向力系数SFC。路面综合评价指标PQI是用分项指标加权计算得出，用于对路面质量的总体评价。

高速公路养护质量采用高速公路养护质量指数MQI(ExpresswayMaintenanceQualityIndex)和相应的分项指标确定。根据MQI的计算结果分为优、良、中、次、差5个等级。高速公路养护质量指数(MQI)应经常保持在80以上。其各项分项指标(PQI，SCI，BCI，TCI)均应保持75以上。当MQI的分项指标值低于75时，必须采取相应的维修措施，改善路况，提高高速公路的服务水平。

3 预防性措施技术特征及适应性分析

预防性养护实施的成功与否很大程度上取决于预防性养护措施选择的正确与否，即根据路面所处的状况，选择合适的预防性养护措施，因此有必要对各种常用的预防性养护措施进行适用性分析。通过对各预防性养护措施的技术经济特征进行分析，针对将要实施预防性养护路段的路况选择合适的预防性养护措施，寻求综合效益的最优化。

为了实际中能在最佳实际选用合适的预防性措施，根据养护措施的技术特点和处治对象，将预防性养护划分为3个阶段：局部缺陷修补和路面裂缝填封属于初级阶段，表面封层可以划归为中级阶段，薄层罩面为高级阶段，具体表达见图1。对于表面封层同样也可以划分为雾封层属于封层类的初级，石屑封层和稀浆封层可以算是中级，微表处技术等级最高3个技术等级。通常养护措施技术等级越高，所适应的范围越广，解决的问题越复杂，对路面的表面服务功能提高越大，预期的使用寿命越长，相应其所需的费用越高，技术也越复杂。

图1 预防性养护措施的三个阶段

4 沥青路面预防性养护决策体系

针对沥青路面预防性养护的特点，建立由路面结构强度指数、路面行驶质量、路面行驶安全性、路面裂缝率、车辙深度、路面修补率6个单项评价指标组成的路面预防性评价体系。为了方便决策预防性养护路段和预防养护措施，制定了路面预防性养护决策框架，见图2。整个决策步骤如下。

(1)路面强度评价。检测路面强度，只有强度指标达到要求的路面才考虑预防性养护。

图2 预防性养护措施决策框架

(2)初级阶段预防性养护技术措施决策。对于路面强度满足要求的路面，根据路面实际状况进行必要的局部缺陷修补、裂缝填封以及车辙修复。这些养护措施的决策过程体现在日常养护行为中。

(3)路面单项评价指标值的分析。对路面进行全面评价形成单项评价指标，每个单项指标都应该存在1个阈值用于进行预防性养护的决策针对不同的单项评价指标定义2种阈值。第1种阈值为控制性阈值，即当评价指标值达到设定值之前都可以采取预防性养护措施，而一旦超过此值则不再适合预防性养护，此类阈值适用于路面破损指标(裂缝率和修补率)。第2种阈值为极限阈值，即当评价指标值到达设定值时必须采取一定的养护措施，此类阈值适用于路面舒适性和安全性指标。在确定评价指标的阈值时，需要根据工程调查结合气候分区深入研究路面性能的衰变过程。表1给出各评价指标的推荐阈值。

表1 各单项指标预防性养护决策阈值

(4)中高级阶段预防性养护技术决策。在对各单项指标的评价值进行分析之后，根据交通量确定相应的封层或薄层罩面等预防性养护措施。

5 结论

对于具体的路面养护项目，预防性养护对策的选取过程是相当复杂的，在选取预防性养护对策时要考虑路面类型、路面结构、地质环境、经验等，在总结分析了目前国内外常用的养护对策的研究基础之上。沥青路面预防性养护，养护时机的选取至关重要，养护时机采取过早，造成养护资金上的浪费，过晚则错过了最佳养护时机，预防性养护效益明显降低，养护的价值不能充分体现。为使有限的资金得到最大程度的利用，在养护时机选取之前必须对路面的状况进行详细调查，运用科学的检测方法去预先发现路面功能的衰减趋势，对其变化发展过程进行跟踪监测，并进行归纳分析判断，得出合理的预防性养护对策，这是实现路面养护走向理性化、科学化的先决条件。

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［1］车法．沥青路面预防性养护时效性研究［D］．长安大学硕士论文，2007．

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［3］赵明．高速公路沥青路面预防性养护对策研究［D］．长安大学硕士论文，2007．

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