公路瀝青路面預防性養護時機探討

摘要：公路預防性養護能否最大程度地發揮其經濟性及有效性，關鍵是把握好養護時機，本文結合實踐經驗，在簡單概述瀝青路面預防性養護措施的基礎上，對當前國內外常用的幾種預防性養護時機確定方法進行總結，為瀝青路面的養護決策提供科學依據。

關鍵詞：瀝青路面；預防性養護；養護時機

當前，隨著國內高速公路建設的如火如荼，公路養護工作量日趨繁重，公路瀝青路面作為我國普遍的路面結構，對其的預防性養護也得到越來越多的關注。所謂預防性養護，是指公路路面只有輕微病害或病害跡象，技術狀態尚良好時對其實施養護，進而延長道路使用壽命的一種技術措施。公路預防性養護能否最大程度地發揮其經濟性及有效性，關鍵是把握好養護時機，應用太早可能造成資金浪費甚至引起別的路面問題，而應用太晚則難以充分發揮預防性養護的作用，因此選擇合適的養護時機是預防性養護成功與否的關鍵，現結合實踐經驗，就公路瀝青路面預防性養護時機進行粗淺探討，以供參考。

1瀝青路面預防性養護措施概述

預防性養護起源于20世紀90年代初，由美國率先提出，目前在西方發達國家，該技術體系已相對完整，具體到我國，預防性養護概念是隨著某些預防性養護技術措施或保護路面的專有產品的引進而逐漸被大眾所熟悉，直至21世紀，預防性養護技術才在我國得到一定發展。結合瀝青路面養護技術規范及美國FI-IWA的養護技術手冊，各種不同瀝青路面預防性養護措施具體如圖1所示：

圖1公路瀝青路面預防性養護措施分類圖

2公路瀝青路面最佳預防性養護時機的確定

瀝青路面預防性養護措施較多，而在不同的環境、路況及資金條件下，每條公路所選擇的預防性措施也各不相同，要想確保用最小的資金投入獲得最滿意的養護效果，其關鍵是要在結合各路面具體情況的基礎上，選擇最合適的時機。在實際應用中，路面預防性養護時機的的研究主要參考路面維修養護的方法，具體有如下幾種：

2.1基于路況或時間的方法

簡單來說，預防性養護就是為了避免路面功能失效而采取的一種加強性養護，其根本目的就是確保路面功能保持良好狀態，因此，研究路面預防性養護理論，首要的就是掌握好路面功能失效的具體時間，從而在確保路面還存在使用功能的前提下實施具體的預防性養護。有研究表明：在使用壽命75%的時間內，路面性能下降40%，此一階段也稱之為預防性養護階段，若在該階段不能進行及時的養護作業，在隨后12%的使用壽命時間內，路面性能會繼續下降40%，若在該階段實施養護則將大幅度地增加養護成本。因此，為了及時制止瀝青路面狀況的進一步惡化，可在臨界點之前進行預防性養護，雖然實際中每段具體路面的養護時間因交通水平及環境差異而有所不同，但管理部門可參照表1所示時間大致確定瀝青路面的預防性養護時間。

表1路面預防性養護不同時機

措施霧狀封層裂縫填封石屑封層稀漿封層薄層罩面

預防性養護時間（年）1-32-45-75-75-10

2.2行駛質量指數和破壞指數法

美國密西根運輸部(MDOT)在路網管理中應用破壞指數DI(Distresslndex)和行駛質量指數RQl(RideQualityIndex)來確定路面預防性養護的時機。為了確保因不平整及動載而引發的路面破壞得到有效的緩解，密西根大學開發了一個用RQl值和實際路面的RQl增長值來確定路面預防性養護最佳時間的可靠模式。在實際中，該方法常用于確定剛性路面的預防性養護時間，對由于平整度及動載引起破壞的路面預防性養護時機的制定有著積極的意義，但該方法的局限性也不容忽視，最主要的就是不能解決路面預防性養護針對的其他諸如裂縫、路面水損壞和抗滑性能等主要路面問題。

2.3決策樹法

引起瀝青路面破壞的影響因素眾多，決策樹法就是根據這些不同的影因素，建立一定的樹形結構形式，再根據每一個影響因素作用的強弱以及各個影響因素之間的耦合，不斷地細化、分枝對應的養護方案，使之趨于合理，最后在各分枝末端給出綜合性的養護方案。該方法可以清晰明了地呈現各個影響因素對路面的單獨作用以及相互作用，具有直觀容易理解的優點，但由于影響養護決策的因素很多，每增多一種影響因素則勢必加大決策樹法的繁雜性，使得該法的不利因素也越來越凸顯，如一旦對某一影響因素進行更改、增加或刪除，則必須重新修訂決策樹都必須，當需要考慮的影響因素數目較為龐大時，決策樹往往由于太過復雜而失去實用意義，再則，因最終的決策方案只限于一個，無形中加大了決策的絕對化，使得一些好的決策方案個體難以進入決策樹，不利于新措施的應用。

2.4排序法

排序法就是在對養護項目的時間和對策作出初步安排的情況下，綜合考慮資金、路況等約束條件，計算出一定排序指標作為項目比較的依據，然后，再結合所得到的排序指標對所有需求項目進行排序，最后根據整個排列次序進行一年或多年的項目選擇決策。預防性養護時機的安排可以遵照事先設定的標準進行，排序方法可以采用性能參數或者經濟分析參數進行，采用性能參數進行時預防性養護的時間及措施的確定要進行分開考慮，采用經濟分析參數進行時預防性養的時機及措施的確定可同時進行。需要指出的是，實際中所采用的排序標準不同，其結果也可能不同，因此，在確定預防性養護時間時不宜以該法作為主導方法。

2.5生命周期費用分析法

生命周期費用分析法是目前國內較為主流的一種方法，其主要是在一定的時間段內，通過對制定路段的初建費用及將來折扣費用的科學分析，實現對該路段經濟價值的評估目的，在實際養護中，當對路面進行大修、中修或重建時經常采用該方法。從本質上說，預防性養護其實是通過提前支付一些路面養護費用，達到延緩相對昂貴的路面大修活動的目的，在養護費用不變的情況下，在不同時期對路面進行養護其所具有的經濟價值是不同的，因此對路面進行生命周期費用分析就極有必要，我們可以通過分析一定時期內不同時間支出的費用，按某一預定的貼現率轉換為現在的費用(現值)，通過轉換成單一的現值，可在等值的基礎上對各種方案進行比較，進而選擇經濟效益較高的方案來執行。

2.6基于老化的方法

瀝青路面在使用過程中，由于長期受到風、雨以及紫外線等作用，會造成瀝青的逐漸老化，進而對瀝青路面的使用性能造成一定影響，縮短路面壽命。有研究表明，導致瀝青路面老化的兩大因素為路面表面氧化老化及路面內部的熱老化，而且密封性較好的路面內部老化和表面老化相比可以忽略不計，因此，我們可以通過模擬瀝青路面老化的實驗方法確定路面最佳預防性養護時機。當前，國內用常用“薄膜烘箱試驗+壓力老化容器”試驗來模擬路面表面老化，可以確定第一次預防性養護應在10hPAV一20hPAV老化程度之間，大約在路面投入使用4年～8年。但因該方法需要專門的實驗設備，且試驗程序復雜，加之只能對養護時機做一個大概的范圍確定，并不能給出直接的時間，因此在實際工程中該法實用性并不強。

3防性養護時機選取應注意的問題

如上所述可見，確定公路瀝青路面最佳預防性養護時機的方法雖多，但每種方法都有其不可忽視的局限性，同時對于具體項目而言，由于不同項目其環境、氣候、路基路面結構、材料、交通狀況以及施工經驗、路面養護歷史等均不同，而這些因素又對路面性能有著重要的影響，因此預防性養護時機的確定過程要復雜得多，加之造成瀝青路面破壞的早期病害往往表征并不明顯，公路路面的先期功能性缺陷也不容易被察覺，因此，瀝青路面的預防性養護時機確定應該是一個多標準的、基于路面性能的基礎上進行的復雜過程。此外，由于瀝青路面的預防性養護時機應該是在路面結構性能良好或是在路面功能性能加速惡化前進行，這就需要我們借助一系列科學的檢測手段去預先發現路面功能的衰減，對路面狀況的變化發展過程進行準確、連續跟蹤監測，并進行歸納分析判斷，得出相應的預養護措施方案。但需要指出的是，由于我國公路瀝青路面早期損害現象較為普遍，因此，在實際工程中，根據實際情況采取預防性養護措施的最佳時機往往需要略微提前。

總之，當前隨著我國交通運輸事業的快步發展，公路建設過程中的養護工作也得到越來越多的關注，瀝青混凝土路面在我國已建成的高速公路中占主體地位，但長期以來，對其的養護主要采取矯正性的養護措施，而很多高速路在使用2-4年后即需進行整修，其中的一大因素就是忽視預防性養護及方法不正確，因此，積極研究和推廣堅持預防性養護，對于有效延緩瀝青公路性能惡化速率、延長瀝青公路使用壽命以及節約使用壽命周期費用，意義深遠。當前，國內對預防性養護的研究重點已由原來的措施研究轉向養護時機研究，如上所述的幾種以方法均有各自的優缺點，因此，在實際的預防性養護過程中，可結合工程的具體情況適當地選取其中的一種或多種，以實現公路經濟和社會效益的最大化。

參考文獻：

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