预防性养护对农村公路技术状况发展的影响预测

曹沅志

(青州市交通运输局，山东 青州 262500)

1 路面技术状况评价

路面技术状况评价包含路面、路基、桥隧构造物和沿线设施四部分内容。其中路面部分又包含有路面损坏、路面平整度、抗滑性能、结构强度等内容。各指标值域均为0～100。路面检测与调查内容主要包括路面损坏状况指数PCI、路面行驶质量指数RQI两项指标，指标的值域均为0～100。路面技术状况分为优、良、中、次、差五个等级。

2 农村公路路况调查

目前，青州市农村公路路况检测采用车载式路面激光平整度仪。检测时，安装设备的检测车以正常行驶速度在检测线路上行驶即可完成数据采集，该装备可实现检测路面平整度、路面损坏、前方图像及GPS信息等，并自动生成检测报告。选择自动识别时，路面损坏采集由结果为连续拍照的图像数据分析完成。路面平整度检测时，由平整度采集软件直接生成且记录国际平整度指数。前方景观图像默认以20 m为间距进行记录；GPS(及几何线形)以5 m为间距记录数据。

3 预防性养护

预防性养护主要针对路面工程实施。养护时机的选择对于保证公路路面在使用周期内拥有良好的费用效益比和维持公路路面良好的使用效能非常重要。正确的预防性养护措施应与公路路面状况、周边环境紧密相关，做到日常性养护和周期性预防性养护的完美结合。现在青州市农村公路养护过程中，大多数公路养护是传统意义上的日常性养护，直到公路出现明显病害、产生坑槽、甚至已丧失部分服务功能、服务功能极其低下，群众反映强烈的情况下，才采取相应的简易粗暴的结构性或功能性恢复措施，主要为段落整体挖补、坑槽挖补等。预防性养护是在道路基础、道路面层、桥梁、隧道和公路附属设施的技术条件尚处于良好或损坏、病害刚刚出现时，为延缓道路损坏、病害的发生和发展而实施的养护作业,最终使道路的路况保持良好，提高道路的可使用性，延长了大中修的期限，增加了道路的使用寿命。预防性维护与一般维修保养有着根本的不同。一般维修保养类似于“事后诸葛亮”。这种类型的维护容易出现两个问题。一方面是道路设施出现坑洼等病害后对道路运营质量的影响，这将导致社会使用成本的增加。例如，过往车辆特别是某些轮胎扁平比较小的车辆易爆胎，容易引发车主上访，影响社会稳定；另一方面不能采取充分的维护措施，以延缓或预防道路病害的发展，最终导致越来越多的坑坑洼洼，增加了后续的维护需求，小修或大修的成本也越来越高。预防性养护是一种比较科学完善的养护模式，主动养护、早养护，是道路养护的新理念。

3.1 沥青路面

青州市农村公路沥青路面预防性养护措施可按照每条路的道路破损特点、道路技术状况等因素，在砾石封层、稀浆封层、微表处、薄层罩面、超薄罩面等措施中分情况对应选用。

(1)砾石封层

沥青砾石封层采用分层铺设法施工。当旧路面的强度指标达到要求时，只需对原路面进行清理等简单处理，然后使用砾石封层车直接铺开粘结材料和碎石即可，最后由轮胎压路机滚压或自然通行后形成的薄处理层。粘结材料常用乳化沥青、沥青、改性乳化沥青或改性沥青。粘结材料先喷撒在路面上，然后铺上碎石层，最后滚动压实。主要形式有：单层：多用于旧路面养护作业，可防止路面破损，隔离路面水分，恢复路面防滑能力；双层：更耐用，主要用于既有路面有轻微网状裂缝的路段，密封新路基或需要特殊处理的裂缝；三层：预计新道路将承载高交通流量，采用三层砾石封层，第三层采用小尺寸砾石，有利于降低行车造成的环境噪声，延长道路免维护周期。砾石封层施工之前，路面应该整洁干燥。当砾石密封层的粘结材料为乳化沥青时，路面可略湿，但不能有积水。根据骨料直径的不同，砾石封层可分为中粒、细粒和砂粒。砾石封层施工宜注意控制骨料针片状含量、含泥量、粒径等数值。

目前，砾石封层适用于青州市境内原路面水稳、二灰碎石、石灰土等基层情况尚好，仅表面有病害为轻微松散，中轻度横、纵方向裂缝或伴随裂缝处有轻微松散，路面仅有中度或以下磨光等损坏的路面，能够封闭细微裂缝、减缓颗粒剥落，对路面封水及提高抗滑性有较好作用，还可修复深度车辙或小的路面沉陷。砾石密封具有许多优点，例如：具有较高的防滑性、持久的防水性、良好的经济性等。使用砾石密封技术对路面进行养护是延长路面寿命最经济、最可靠的方法之一。

(2)稀浆封层

稀浆封层是将粗细骨料、乳化沥青、水、填料(主要是粉煤灰、岩粉、石灰、水泥等材料)和添加剂用拌合机按指定的混合比例混合，形成混合薄层，之后摊铺在原始路面上而形成的。稀浆封层主要用于处理水稳、二灰碎石、石灰土等基层状况基本完好的路面或表层摩擦阻力降低，有裂缝、车辙等轻微缺陷，让路面恢复防滑防水性能，使乘坐舒适性达到“返老还童”的效果。稀浆封层能有效改善路面的裂缝和松动，路面表面防滑不良处理的效果较好，但与微表处相比，稀浆封层的耐磨性能和耐久性稍逊一筹。稀浆封层的优点是混合料具有一定的流动性，不仅可以铺成薄层，还可以封闭路面的一些裂缝，与旧沥青路面粘结牢固，形成新的面层，具有防滑、耐磨、防水、流平性能，适用于早期道路病害，延长道路使用寿命。但由于封层厚度小，无法提高路面的强度值。

(3)微表处

微表处又称作改性稀浆封层，是利用专用机械设备将粗、细粒骨料、聚合物改性沥青、填料、添加剂、水等材料按一定比例搅拌成浆状混合物后施工。在受损的原路表面上，形成一层具有较高防滑性和耐久性的薄层，可在短时间内通车。微表处措施主要针对路面水稳、二灰碎石、石灰土等基层情况良好，横断面匀称，路面稍有裂缝、中度横纵方向裂缝，稍有车辙、泛油或少量表面不规则、抗滑能力稍低、轻到中度路面沥青颗粒松散及表面抗滑不良，处理效果较好，可用于提高路面抗滑功能、填平路面轻度车辙、凹陷、密封路面表面细小裂缝、处理路面沥青颗粒松散以及减慢现有路面沥青老化等问题。与稀浆封层相比，微表处所用的乳化沥青、集料质量、设计参数均有明显差异。原路面上大于5 mm的裂缝应提前进行灌缝，原有路面存在的局部小范围破损坑洼应彻底进行基层挖补后再施工，原有路面的拥包隆起等病害也需要提前处理好。

(4)薄层罩面

薄层罩面是指新建或改建旧路过程中路面设置的沥青磨耗层，它是在原有病害路面上加铺一层厚度范围20～30 mm的薄热拌沥青混凝土面层。目前主要使用的材料有：热搅拌密实沥青混凝土AC、沥青胶泥混凝土SMA、多砾石沥青混凝土SAC、橡胶沥青混凝土等。薄层罩面适用于比较光滑平整的路面，车辙深度小于10 mm，无重大结构损伤，路面有轻微松散或沥青返油，不规则裂缝或车辙、麻点等。薄层罩面可分为表面耐磨层和粘合防水层两层，表面耐磨层提供安全、舒适、耐用的行驶面，修复路面行驶功能，提高防滑性能和优化光滑度。粘结防水层使磨耗层与原公路路面紧密结合，阻止雨水渗入，延缓沥青路面反射裂缝的发生发展。

(5)超薄罩面

超薄罩面是一种预防性或纠正性养护方式。铺路厚度为15～25 mm。可以提高平整度，增加防滑结构的深度，降低环境噪音，修复轻度道路病害。许多项目的实践表明，超薄沥青混凝土面层作为一种养护方法，可使公路路面的使用寿命延长6～8年以上。同时，超薄沥青混凝土罩面层提供的粗糙面，可显着增加公路路面的防滑性，减少车辙，降低交通环境噪声，减少道路渗水，减少雨天水雾，减少眩光，并提高道路能见度。在同一条道路上，只要路面水泥稳定碎石，二灰、石灰土等基础层基本完好，沥青超薄罩面层可反复进行养护作业。

3.2 水泥路面

水泥混凝土路面预防养护主要包括裂缝填塞、金刚石磨平、传递荷载修复、脱空水泥板板底钻孔灌注浆、路面抗滑槽纹修复等。

裂缝填塞：定期裂缝填塞，一般三年左右时间实施一次，“切、钩、刷、吹、灌”为水泥路面裂缝填塞操作五个步骤。具体步骤为：切缝锯切出缝，用铁钩子钩出缝里的杂物，特别是旧的灌缝料，用刷缝机清理裂缝内杂物，用空气泵吹走灰尘、细小砂粒，灌缝机灌缝。日常保养裂缝填塞，常年实施：“切、吹、灌”主要步骤，相对简易。对水泥路面裂缝进行裂缝填塞有四种方法，分别适用于相应不同场景：扩缝灌浆适合于裂缝宽度低于3 mm的轻度裂缝；直灌法适用于宽度大于3 mm但未完全破裂的裂缝；全深度修补适用于宽度大于 15 mm的更严重裂缝；条带法适用于厚度大于3 mm小于15 mm的中型裂缝。

空洞水泥板钻孔灌浆：当路面因路面基层与水泥板之间的缝隙而出现下陷和空洞时，可用沥青砂或沥青填充物、水泥浆和水泥砂浆填充物加固水泥板下的空洞。水泥浆和水泥砂浆填料一般适用于路基或路基中孔隙率较高的水泥板，而乳化沥青砂和沥青填料一般适用于孔隙率较轻的水泥板。对于泥水、空洞严重的水泥板，需要尽快在板底填满乳化沥青或水泥浆。

4 预防性养护路段

根据路况调查所得的路面损坏状况指数PCI、路面行驶质量指数RQI，我们将青州市农村公路划分为两类，分别提出实施预防性养护及一般修复养护，如表1所示。

表1 路段类型与养护策略对应表

5 农村公路技术状况预测与分析

5.1 青州市农村公路技术状况预测模型

(1)路面平整度

=989+××+×90+×(528×)

(1)

式中：为国际平整度指数；、、为模型参数。为路面使用时间，h；为横向接缝间距，m；90为年中超过32.2 ℃的天数，d；为裂缝率，%。

(2)污染物排放

=×××10

(2)

式中：为车型在车流量时排放物排放量，tonnes；为流量时车型的年平均交通量，veh/year；为路段长度，km；为流量时车型的排放物的排放量，g/1 000 veh·km。

5.2 预测结果

采用前文所示预测模型对各路段进行使用性能预测后取平均值，结果如图1所示。

图1 路面平整度预测

6 结 论

对路面损坏状况指数PCI、路面行驶质量指数RQI值均大于75的优良路况路段引入预防性养护后，预测模型结果表明可以大幅改善道路的平整度情况，减少机动车污染物排放数量。预防性养护确实是全面全方位的养护模式，主动养护、超前养护，在公路路况良好或病害发生初期，即对其养护，防止病害向更深层次发展，从而达到延长公路使用寿命、保持公路完好、提高公路质量、降低公路养护成本的目的。它是“预防为主，防治结合”的原则及全面、科学、及时养护的具体体现。日后青州市农村公路养护过程中可以作为参考，大力实施预防性养护。