淺析預防性養護在高速公路養護工程中的應用

摘 要：文章介紹了高速公路預防性養護概念的理解、包含內容，并結合預防性養護在福建高速養護工程中的應用實例，說明預防性養護在高速公路養護工程中的重要性。

關鍵詞：預防性養護；高速公路；養護工程；應用

在2015年國家“十二五規劃”收關之年，福建省海峽西岸經濟區高速公路網建設已達到預期目標5000多公里，在2016年國家“十三五規劃”開局之年，福建省將計劃實現縣縣通高速，預計目標達到6000多公里，今后福建省高速公路管養單位的養護任務更加繁重。我國高速公路還處于“借貸修路、收費還貸”的經營模式，不同于發達國家，如美國超過10萬公里高速公路，只有1/10是收費，即使收費也比較便宜，被稱為“不收費高速公路”。美國修路不靠收費靠收稅，而且專款專用，所以養護經費的投入比較富余。而我國收的費用除大部分按期歸還銀行貸款外，還要留部分資金作為新建高速和養護維修經費。福建省高速公路雖部分地處沿海城市，經濟發達，車流量較大，收費也可以滿足貸款和部分新建高速、養護維修經費的需求，但是大部分高速公路地處山區，經濟落后，車流量較少，還處于虧損運營階段?？傮w來講，全省養護維修經費還是比較緊張的，但是為了保證高速公路行車安全、暢通，每年的養護維修工作還要繼續。如何使用好有限的養護經費，快速、有效的進行養護生產，延長高速公路沿線設施的使用壽命，預防性養護是高速公路養護部門必須考慮和應用的技術手段。

1 高速公路預防性養護概念的理解

國際上對預防性養護概念最早提出是在上世紀80年代，主要針對路面的預防性養護，提出在路面原有結構強度不變，表面功能減落的情況下，采用有效措施對路面表面進行處治，恢復路面原有的服務功能，延長路面使用壽命。我國最早在上世紀90年代后期由上海市引進預防性養護理念及技術，當時使用的預防性養護措施有稀漿封層、微表處等。福建省高速公路真正接受預防性養護理念是在2004年，該年由于福建省第一條高速公路泉廈高速公路沿線橋梁橋面出現泛油嚴重，為提高橋面抗滑性能引進了微表處技術。預防性養護作為公路養護的一種理念，目前已成為公路養護部門普遍研究、采用的技術手段。高速公路預防性養護，就是在高速公路結構強度還沒有發生破壞，為保持高速公路運營期良好的狀態，延緩高速公路未來的破壞，獲取高速公路生命周期內的最大效益，在不增加結構承載能力的前提下，針對高速公路可能出現或已出現的病害，在適當的時機，采取相應的技術措施進行路基維護、路面維修、橋梁維修加固、隧道維護、沿線設施維護等，防止各種病害的發生或擴大，用以改善高速公路系統的總體功能狀況，延長其使用壽命提升高速公路的服務水平。

2 高速公路預防性養護的內容

高速公路預防性養護內容主要包括：路基預防性養護、路面預防性養護、橋梁預防性養護、隧道預防性養護、沿線設施預防性養護等。

2.1 路基預防性養護

是指按照路基技術狀況，通過對路基損壞程度指標（SCI）的評定，分輕、中、重三個等級，并根據各等級采用不同的預防性養護措施，路基預防性養護具體包括：路肩損壞及干凈程度，邊坡有無沖刷及坡率是否符合規定，擋土墻、護坡有無損害及伸縮縫填料是否完好、泄水孔有無堵塞，水毀塌方是否進行防護搶修等。

2.2 路面預防性養護

是指通過對路面技術狀況指標路面結構強度系數（SSI）、行駛質量（RQI）、路面損壞（PCI）的評定，分輕、中、重三個等級，并根據各等級采用不同的預防性養護措施，路面預防性養護具體包括：發現路面坑槽、裂縫、車轍等病害，及時的進行修補，有效控制路面病害的擴展。在路面結構強度完好情況下，瀝青砼路面采取稀漿封層、微表處、薄層熱拌瀝青混凝土罩面、霧狀封層等技術措施修復；水泥混凝土路面采取路面裂縫與接縫灌縫、壓漿等技術措施修復，從而提高路面平整度、抗滑系數、抗裂性等功能，使路面處于良好狀態，以延長路面的使用壽命。

2.3 橋梁預防性養護

是指通過經常性、定期性和特殊性檢查，對橋梁技術狀況進行評定，并按一類完好、二類較好、三類較差、四類差的、五類危險不同缺損程度分成五類，按各類形采取相應措施對橋梁進行預防性養護。橋梁預防性養護具體包括：橋梁上部結構（橋面鋪裝、鋼筋砼防撞欄、伸縮縫、泄水孔、橋欄桿等）、橋梁下部結構（橋墩、橋臺、錐坡、翼墻、承臺基礎等）進行檢查、維護維修。

2.4 隧道預防性養護

是指通過經常性、定期性和特殊性檢查，對隧道技術狀況進行評定，并按一類完好、二類輕微、三類中等、四類嚴重、五類危險不同缺損程度分成五類，按各類形采取相應措施對隧道進行預防性維護。隧道預防性養護具體包括：洞身、洞門、隧道路面、隧道兩端路塹、排水系統、消防、防護設施、標志、標線、通風、照明、監控等進行檢查、維護維修。

2.5 沿線設施預防性養護

是指通過對沿線設施技術狀況指數（TCI）評價，分輕、中、重三個等級，并根據各等級采用不同的預防性養護措施，沿線設施預防性養護具體包括：交通安全設施、監控和通訊設施、收費及養護房屋、收費設施、綠化以及其他設施等檢查、維護維修。

3 預防性養護在高速公路養護工程中的應用

3.1 預防性養護在路基維護中的應用

3.1.1 路肩改造。如泉廈高速公路的沿線路肩進行改造項目，泉廈高速公路是福建省第一條高速公路，也是沈海線重要的組成部分，于1998年通車，總里程80公里。由于原設計路肩為植草路肩，雖然原設計考慮路肩植草是為了景觀美化，但是運營期每年均要投入較大經費進行3-4次草皮修剪，且一到雨季就排水不暢，造成停車帶路面經常積水、唧漿，所以在2003年至2004年期間進行硬化路肩改造。采用先挖除10厘米厚草皮、切割機切齊路邊緣，接著鋪設5厘米厚砂礫石，最后澆筑5厘米厚細石砼的改造方案。通過路肩硬化改造，不但節省了每年草皮修剪工作量和經費，而且解決了路肩排水不暢、停車帶路面唧漿的問題。

3.1.2 邊坡防護。主要對水毀造成塌方、滑坡病害，采用擋土墻支擋、護面墻支擋、錨索加固等措施防護，或為防止邊坡沖刷采取漿砌片石護面、細石砼護面、植草防護、漿砌護腳等預防措施。如2011年福銀高速公路福州段某處邊坡受水浸泡，采取漿砌擋土墻防護措施。福銀高速公路福州段是福州至銀川高速公路重要組成部分，于2004年底通車，總里程101.020公里。該路段某處路基外修建了一座商品砼攪拌站，攪拌站的污水長期往此段路基排水溝中排放，溝底沉淀了厚厚的一層水泥漿，使水溝排水不暢，大雨天氣水位線升高，造成該段下邊坡長期浸泡在水中，為了保證邊坡穩定，根據水溝積水時最高水位線標準，在坡腳離水溝墻50厘米處增設2米高漿砌片石擋土墻，同時清理水溝中的沉積泥漿的預防性措施，至今該邊坡保持穩定、完好。

3.1.3 排水系統加固改造。主要是對涵洞底和水溝底鋪設8厘米厚細石砼，在較陡處設置消力檻的預防性措施，以提高涵底、溝底抗沖刷能力。通過多年養護中的總結，涵洞、截水溝等排水系統出現病害，多數是涵底鋪砌、水溝底鋪砌被水沖刷淘空、開裂，有些由于截水溝底淘空、開裂，大量地表水滲入造成邊坡塌方、滑坡。所以為了減少排水系統底鋪砌不被雨水沖刷而造成更大的災害損失，2008年至今，福州區域內養護部門每年均投入部分養護經費對福銀福州段、福泉段、羅長段、機場等高速公路排水系統進行加固改造。通過排水系統加固改造，不但解決涵底、溝底抗沖刷能力，以及減少邊坡塌方風險，而且原來雜草叢生的現象不見，減輕了日常養護工作難度，節約了養護成本。

3.2 預防性養護在路面維修中的應用

3.2.1 坑槽、裂縫修補。主要是高速公路日常養護經常性養護的項目，為預防坑洞、裂縫繼續變大，保證行車安全，發現后及時修補。坑槽修補分兩種情況修補，一種是熱料修補，在陰、晴天氣，先鑿除坑槽內松散瀝青，再將修補王加熱好的瀝青混合料攤鋪到坑槽內、最后用壓路機壓實的修補措施；另一種是冷料填補，在雨天坑槽出現較多，因雨水影響無法保證正常修補質量和時效性，但為保證行車安全，只有采取冷料應急填補的措施，待天氣轉好時，再用熱料重新修補。裂縫修補也分兩種情況修補，一種是在夏天、秋天天氣較好時，對大于3mm裂縫用路面裂縫刻槽機刻槽，再用瀝青密封膠灌縫修補或采用瀝青密封條直接粘貼裂縫的修補措施；另一種是小于3mm較細裂縫，在天氣晴朗時，采用乳化瀝青灌縫修補。通過坑槽、裂縫的及時修補，不僅降低了行車安全隱患，而且延緩路面病害的擴大。

3.2.2 微表處技術。微表處是采用適當的石屑或砂、填料（水泥、粉煤灰、石粉等）與聚合物改性乳化瀝青外摻劑和水按一定比例攪拌而成流動狀態的瀝青混合料，用微表處攤鋪車均勻攤鋪在路面上形成瀝青封層。主要解決了路面的防水、抗滑等性能。微表處適用于結構強度足夠、表面狀況良好的路面，允許的路面損壞類型和程度包括：輕微松散和泛油、輕微龜裂、輕微塊狀裂縫、輕微車轍。微表處的施工應在溫暖且日溫差較小的天氣進行，一般要求氣溫高于10℃，而且在24小時內沒有冰凍現象；不得在雨天、可能有雨的天氣進行。由于微表處施工速度快、工期短、施工季節長、降低能耗、環保等特點，近年來在福建省高速公路路面中修工程中廣泛應用，且所占比重較大，如福銀高速公路福州段2014年微表處預防性養護占路面中修總費用的63%，2015年占路面中修總費用的51%。

3.3 預防性養護在橋梁維修加固中的應用

橋墩沖刷加固，橋梁在運營期使用幾年后，因夏天干旱，河床水位下降，原埋于泥砂中的橋墩外露，嚴重的是受沖刷橋墩混凝土直徑比未沖刷橋墩小，且表面砼老化、剝落嚴重，有些橋墩還鋼筋外露。原因可能是上下游非法采砂石造成河床破壞，遇洪水期，水流將橋墩處河床泥沙帶走，直接對橋墩沖刷、腐蝕造成。處治措施是先鑿除沖刷表面老化、剝落的混凝土，對外露鋼筋進行除銹、防銹處理，鉆孔植筋及增加主筋、箍筋焊接，安裝鋼模板，澆筑比原橋墩設計高一標號的砼，砼厚為25-30厘米，且外包鋼筋砼應保證沖刷面上下各延伸1米。通過橋墩沖刷加固，避免了橋墩進一步受洪水沖刷造成后期更大的損失，延長了橋墩的使用壽命。

橋墩防護加固，主要是預防及保護上跨高速公路和下穿高速公路橋墩不受過往行車的事故碰撞而損壞，在橋墩外緣增設鋼筋砼防撞欄。鋼筋砼防撞欄高1米，同橋梁上部結構鋼筋砼護欄一樣，若基礎在土石地面上，應開挖基礎50厘米深，先澆筑鋼筋砼基礎，再澆筑鋼筋砼防撞欄；若在砼路面上，應采用植筋與砼防撞欄鋼筋連接，且直接澆筑砼防撞欄。2015年福建省高速公路公司要求全省高速公路將橋墩防護加固作為本年度指令性專項實施項目，如2015年度羅長高速公路橋墩防護加固144米，福銀高速公路福州段橋墩防護加固45米等。通過橋墩防護加固，雖然投入了部分的養護經費，但是避免了今后事故車輛直接對橋墩的碰撞，造成不可挽回的損失。

3.4 預防性養護在隧道維護中的應用

隧道白改黑，主要是原有隧道為砼路面，為提高隧道路面抗滑性能，延長隧道路面的使用壽命，減少由于隧道濕滑而引起交通事故，采取在水泥混凝土路面上加鋪1厘米厚微表處或3-4厘米厚薄層熱拌瀝青混凝土罩面。在微表處或薄層熱拌瀝青混凝土罩面施工前，應對原水泥混凝土路面施工縫、脹縫、縮縫進行重新切割清理、瀝青填縫以及破損砼板塊重新挖除、修復。如2015年羅長高速公路對沿線9座隧道17個洞隧道路面進行白改黑預防性養護，修復砼裂縫1077.7米，修復砼路面斷板1443平方米，攤鋪4厘米厚薄層熱拌瀝青混凝土罩面150067平方米。通過對隧道白改黑，不僅提高隧道路面的抗滑性能和行車舒適性，以及減少了車輛的事故率，而且延長了隧道路面的使用壽命。

3.5 預防性養護在沿線設施維修中的應用

臨水臨崖路段護欄改造，因沿線許多高路堤地段和路塹與橋梁連接地段護欄均為鋼護欄，事故車輛經常從鋼護欄沖出，掉入高路堤懸崖或河水中，造成車毀人完的慘劇。如果對這些路段鋼護欄改造成鋼筋砼護欄，就可減少悲劇的發生。根據2013年交通部公路科學研究院完成的《羅長高速公路安全隱患路段排查與整治方案研究報告》，對排查出的相關設施改造建議。擬對該路段1964米/7處臨水臨崖路段進行護欄改造。通過臨水臨崖路段護欄改造，減少該路段重大事故率的發生。

4 結語

預防性養護是公路養護的一種理念、一種策略、一種技術體系，通過多年來高速公路養護工作的總結，我深深的體會到預防性養護在高速公路養護工程中的重要性。要想做好高速公路養護工程，只有把握好合適的時間，采取相應的預防性養護措施，才能最大化節約養護成本，延長高速公路使用壽命，保持較高的服務水平。

參考文獻

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[4] 公路技術狀況評定標準（JTGH20-2007）[S].

作者簡介：吳鑫華（1977.12- ），男，本科，福建高速公路有限責任公司福州管理分公司，路橋工程師，研究方向：公路與橋梁工程施工管理。