探讨沥青混凝土路面预防性养护措施的确定方法

杨 庆

（贵州省公路建设养护集团有限公司,贵州 贵阳 550001）

0 引言

路面预防性养护工作是提高路面结构强度、延长道路使用寿命的有效措施，主要指在道路正常运行过程中有计划地加以养护。预防性养护措施与“病害修复”养护存在差异，即在特定时间段采取合理的养护措施，进行路面养护提高路面性能，提高行车安全性[1]。科学合理地选择预防性养护措施是提高养护效果的关键，也是提高道路使用寿命并降低全生命周期养护费用的有效举措[2]。该文结合公路预防性养护实践，从初期选择、费用效益、多因素综合评价三个角度对预防性养护措施的合理选择进行分析。

1 预防性养护措施选择流程

以某省公路预防性养护实践为基础，结合相关工作经验，对沥青混凝土路面预防性养护措施优化及其流程加以总结，详见图1所示。

图1 沥青混凝土路面预防性养护措施的选择流程

详细流程如下：

（1）现场勘测路面状况，根据检测结果评估沥青混凝土路面破损程度，结合相关参数指标选择评定内容，包括PCI、RQI、SRI、RDI、PSSI等。结合现场对沥青混凝土路面勘测结果准确评估病害类型、路面损坏情况，判断该路段是否符合养护条件。

（2）结合公路等级、路面状况、损害类型、交通量等，初步选择可行的沥青混凝土路面预防性养护措施[3]。

（3）选用等效年度费用法，比对所有可行的沥青混凝土路面预防性养护措施费用效益，综合分析后选择费用效益最佳的策略[4]。

（4）结合当地经济情况、路面损害程度、施工质量、材料可获得性等相关指标，对预防性养护措施进行综合效益评估，最终确定可行性最佳的预防性养护方案。

2 预防性养护措施的确定方法

2.1 预防性养护措施初期选择

现阶段，沥青混凝土路面预防性养护措施众多，包括薄层罩面、表面封层、封缝等[5]。薄层罩面即对沥青混凝土混合料加热拌和后覆盖在原路面区域形成40 mm厚的薄层结构，以保护原有路面结构。表面封层区域包括微表处、雾封层、稀浆封层等。封缝即以防水材料对沥青混凝土路面开裂处填充封闭，防止雨水下渗进一步损害路面结构。

沥青混凝土路面某一类损害类型可选择的预防性养护措施众多，特定防护措施可应用于不同病害类型，对预防性养护措施的选择应结合路面病害类型、公路等级、交通量、当地经济情况、材料可获得性等指标综合评估，现阶段常用的沥青混凝土路面预防性养护措施如表1所示。

表1 沥青混凝土路面推荐预防性养护措施

2.2 费用效益分析

预防性养护措施决策，应遵循延长路面寿命和降低维护费用的基本原则，通过费用效益综合分析，确定最佳的路面预防性养护方案。可通过路面使用年限、路面性能改善程度、方案经济效益等指标对预防性养护措施的效果进行全面评估，具体实施方面可通过国际平整度指数IRI、路面皮损指数PCI、道路服务指数PS等指标综合衡量，明确不同指标的性能衰减曲线，提高评估科学性。预防性养护措施的可使用年限是方案效益评估最直观、最简便的方法。

路面全寿命周期费用类型众多，包括路面残值、保养费、燃油消耗费、日常维护费、建设费用、预防性养护费用、大小修养费用等。对预防性养护措施的全寿命周期费用综合评估，指数过于繁琐可操作不强且难以突出预防性养护措施的实际效果，更无法比对不同养护措施之间的费用差异。预防性养护措施的主要目标是路面养护以防患于未然，相关费用主要发生在预防性养护实施阶段，故此对非养护阶段涉及的费用可忽略。对不同预防性养护措施，在预防性养护费用方面的差异需重点关注。

以等效年度费用效益这一概念评估不同预防性养护措施的费用标准，根据当地预防性养护措施的实践经验，来确定具体的养护方案。用r来表示等效年度费用效益值，该指标可用预防性养护措施综合费用（C）与其使用年限（t）比值来表示，详见公式（1）所示。

2.3 多因素综合评判

根据项目实际情况进行预防性养护措施的初期选择和费用效益分析后，仍然存在多个措施难以抉择的，可进行多因素综合评价，分析不同措施的综合效益，并最终确定1~2个最佳方案，作为预防性养护措施的待选目标。

对沥青混凝土路面预防性养护措施决策的影响因素包括路面结构、损害状况、养护费用、交通量等路面因素，还包括材料可获取性、行驶舒适性、环保、美观等施工因素[6]。道路所在区域不同，管理部门不同，项目养护措施的选择会存在很大差异，为避免主观因素对沥青混凝土路面预防性养护措施决策的影响，引入综合评判系数k来评估相关因素对预防性养护措施的影响，计算公式如（2）所示。综合计算不同方案的k值后，选定k值较大者作为目标方案，k值越大表明该因素对预防性养护措施的实施影响越大，可行性越高。

式中，n——影响因素的数量；Cij——第i种目标预防性养护措施，可根据不同项目实际情况合理选择，方案确定需结合第j种影响因素的特征值，也可以根据表2的内容确定候选范围；Wj——第j种因素的权重系数，可根据实际情况确定或根据表3内容选择。

表2 影响因素的特征属性值Cij推荐范围

表3 影响因素的权重系数Wj的推荐值

3 预防性养护措施决策的工程应用

某沥青混凝土路段为二级公路，该公路为养护科学决策示范工程，设计时速40 km/h。2019年，该路段进行了工程维修，既往数据显示该路段交通量大，沿途村镇多且车辆超载问题突出，路面病害明显。现场检测结果显示，该路段全线病害突出，以裂缝为主，其次为坑槽和修补，详见表4所示。

表4 路面病害数量统计

针对该路段路面状况，沥青混凝土路面预防性养护决策流程如下：

（1）结合路面病害状况，依据预防性养护路况标准选择合理的预防性养护措施，适宜预防性养护的路段病害类型包括纵向裂缝、横向裂缝、龟裂等。

（2）该路段交通量为6 606 pcu/d，根据项目实际情况结合表1内容进行预防性养护措施的初期选择。封缝措施主要用于裂缝轮廓清晰、基层完好的路面，以及支缝发展但路面表面无明显沉陷或纵向、横向裂缝者。路面出现龟裂则可采取薄层罩面、复合封层、微表处等预防性养护措施。不同路面病害类型选用预防性养护措施不同，应根据实际情况优化养护方案。

（3）按照公式（1）进行不同预防性养护措施费用效益的计算，详情见表5所示。对表5内容分析可知，复合封闭层的费用效益最大，微表处等效年度费用效益最小。

表5 费用效益计算表

（4）对不同预防性养护措施进行多因素综合评判，结合表2和表3内容，对不同预防性养护措施进行评分，微表处综合评判系数为4.02，复合封层为3.43，薄层罩面为3.95，由此可见，薄层罩面与微表处预防性养护措施的综合效益好。

（5）综上分析可知，薄层罩面和微表处处理措施可满足实践需求，该两项预防性养护措施的经济性突出，可作为沥青混凝土路面预防性养护措施的首选。表6为工程实践方案。

表6 路段设计实施养护方案

4 结论

综上所述，现阶段沥青混凝土路面的预防性养护措施数量众多，不同措施的养护效果存在差异，预防性养护措施决策应结合路面状况、病害类型、气候条件、交通状况等因素合理选择。

（1）沥青混凝土路面基础状况不同，可选择的预防性养护措施存在差异，预防性养护措施决策应结合路面技术状况、公路等级、养护资金、交通量、气候条件等因素加以优化，通过定性、定量分析，结合评估指标全面评价方案可行性、技术性、经济性。

（2）各地区应结合沥青混凝土路面实际情况加强路况检测，对病害初期路面进行评估，明确病害类型和损害程度，通过预防性养护措施的科学实施加以改善，对该地区的预防性养护措施实施效果不断总结，完善预防性养护措施决策的科学性。

（3）预防性养护措施决策是多因素影响和综合判断基础上做出的科学结论，并非与路面病害结构一一对应，需结合多重因素合理选择预防性养护措施，提高路面养护效果，延长路面使用寿命，降低综合养护成本支出。