天津地区沥青道路路面预防性养护研究

高慧英

摘要：本文以天津实际工程作为对比研究对象，分析预防性养护在天津道路中的具体应用和产生的效益，根据文中提出的最佳养护方法，分析天津地区传统养护和预防性养护成本差别以及养护完之后沥青道路路面各种性能的区别。

关键词：天津地区 沥青道路 传统养护方法 预防性养护方法

0 引言

传统修护方法工作时间长，需要的人力和机械量大，对交通的影响大，新料使用量大，废料多，空气污染严重，效率低，环境污染严重。预防性养护具有养护成本低、施工周期短的特点，连续采用预防性养护措施，则可以把沥青道路路况维持在一个令人较为满意的水平，从而使沥青道路路面获得长期良好的使用性能，并最终实现延长沥青道路路面使用寿命的目标。本文根据多年实际道路的养护经验，提出了道路养护好坏新的评价指标标准，此方法把道路养护性能指标和成本造价完美的结合在一起，为未来道路养护的评判方法提出了一个全新的方案。

1 金钟路维修和预防性养护效益分析

1.1 工程介绍（金钟路大修改造工程） 工程概况：金钟公路是我市东部的一条重要通道，是连接中心城区与东丽区东丽湖地区的主要干线道路，东起东丽湖东金公路，西至津芦公路。路线全长7.615km，现状为二级公路。金钟公路于2002年大修，路面宽18m，路基宽21m，路面结构为15cm炉灰三合土+18cm石灰粉煤灰碎石+7cm厚沥青混凝土。本次工程起点与在建的路段相接，延旧路向西，道路向两侧加宽。加宽路段长度1.3km，加宽改建路段为一级公路双向四车道标准。设计桩号k1+300后，对旧路进行现状大修，大修路段为二级公路标准。最终到达本次工程终点津芦公路。路线全长3.378km。

1.2 金钟路预防性养护工程 金钟路工程起点位于现状金钟路下穿北环铁路地道口处，修筑桩号为K1+200；路线沿既有金钟路的线位向东北方向，终点与既有跃进路平面交叉，修筑桩号为K3+748.107，路线全长2548.107m，道路为旧路拓宽改造。

1.3 性能效益分析 成本效益分析：两种养护方法对比1.3.1 传统养护性能指标分析：二级沥青道路路面设计使用寿命是10年，根据各方案的路面性能指标衰变曲线方程，取[PCI]=70，即：100e-0.0473x=70，x=7.54。近似取为7.5a，即不采取预防性养护措施时达到最低可接受水平时的路龄为7.5a；未采取预防性养护措施[PCI]的性能衰变方程y=100e-0.0473x。

采取传统养护措施时按照递减趋势指标沥青道路路面的性能曲线面积计算如下：ADN（-）=（QDN-LBC）dx，即，

ADN（-）=（100e-0.0473x-70）dx=106.40。

根据递增趋势指标的路面性能指标衰变曲线方程，取[IRI]=6，未采取预防性养护措施[IRI]的性能衰变方程y=

1.73e0.06x。采取養护措施时按照递增趋势指标沥青道路路面的性能曲线面积计算如下：AND（+）=（UBC-QBN）dx，即：

AND（-）= （6-1.73e0.06x）dx=26.95。

1.3.2 预防性养护性能指标分析：根据上一节天津市今年来沥青道路路面预防性养护所统计的结果，本文采用第2种养护方式对金钟路面进行养护，其性能指标分析如下：根据方案2的路面性能指标衰变曲线方程，取[PCI]=70，即：100e-0.0456x=70，x=6.3。

采取预防性养护措施时达到最低可接受水平时的路龄为6.3a；采取预防性养护措施[PCI]的性能衰变方程y=100e-0.0456x。

采取传统养护措施时按照递减趋势指标沥青道路路面的性能曲线面积计算如下：ADN（-）=（QDN-LBC）dx 即：

ADN（-） =（100e-0.0456x-70）dx=124.12。

根据递增趋势指标的路面性能指标衰变曲线方程，取[IRI]=6，采取预防性养护措施[IRI]的性能衰变方程y=

1.75e0.058x。采取养护措施时按照递增趋势指标沥青道路路面的性能曲线面积计算如下：AND（+）=（UBC-QBN）dx 即：

AND（-）=（6-1.75e0.053x）dx=24.49。

方案的效果费用比与最大的效果费用比的比率表示。效用指标为Eui=×100%=×100%=116.5。

传统维护方法和预防性养护方法成本和性能指标对比：通过金钟大桥的两次分别采用传统维修方法和预防性养护方法的对比分析发现，采用传统的维修方法的成本为146.52元/m2（金钟公路中修），而采用预防性养护的成本为16.01元/m2，而换算成平均每年的成本则是，采用传（上接第126页）统的维修方法的成本为78.26元/m2，而采用预防性养护的成本为4.03元/m2。通过其性能指标的计算发现，传统维护方法的AND（-）=104.60，而采用预防性养护方法的APT（-）=124.12。所以两种养护方法的优劣不言而喻。2 新评价指标模型

传统评价指标中，只有性能的对比，这就把性能指标和造价成本各自孤立开来，所以本文提出一个把路面维护的性能指标和造价成本联系在一块组成一个新的评价指标。如图1所示，假设从x1到x2的积分面积为A1，其造价为M1，当养护完成后，采用养护部分所围成的面积为A1′，则总面积为A2=A1+A1′，建设和养护每平方米道路的总造价为M2；我们用如下公式作为评定道路养护的优劣的指标：Px=，现假设x1=6.0，x2=10，x3=14，建设一条道路的单位面积总成本为400元，在没养护之前，道路性能衰变指标函数为：y=100e-0.0473x，A1=100e-0.0473xdx=796.77；采用预防性养护道路的性能指标衰变函数为：y=100e-0.0456x，A2=100e-0.0473xdx+100e-0.0456xdx=1192.69。

未养护之前道路的总造价成本M1=400，采用养护后，道路造价和养护总成本M2=400+x。养护成本从0～280变化时，M/A的变化规律先降低后升高，其中采用预防性养护时，x=0时，P0=0.502；x<20时，Px<0.34；x≥20时，Px>0.35；预防性养护的成本区间一般为（0，20），即：Px

一般情况下，传统的道路养护x在100～300元之间，其指标完全大于普通预防性养护指标，所以建议养护指标P越小越好。除此之外，可知当x=200时，维修道路的性能指标和新建道路的性能指标是一样的，所以当路面养护费用超过每平方米200元时，建议新建。

3 结论与展望

通过金钟大桥的两次分别采用传统维修方法和预防性养护方法的对比分析发现，采用传统的维修方法的成本为146.52元/m2（金钟公路中修），而采用预防性养护的成本为16.01元/m2，而换算成平均每年的成本则是，采用传统的维修方法的成本为78.26元/m2，而采用预防性养护的成本为4.03元/m2。通过其性能指标的计算发现，传统维护方法的AND（-）=104.60，而采用预防性养护方法的APT（-）=124.12。所以两种养护方法的优劣不言而喻。

参考文献：

[1]徐剑.沥青路面微表处养护技术的研究[D].东南大学博士论文，2002：1-10.

[2]王新增.Cape 封层技术在国外的发展和应用[J].国外公路，2000，

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[3]沙庆林.沥青和沥青混凝土现状[J].交通运输工程学报，2001，1