高速公路路基路面全壽命周期的養(yǎng)護(hù)方法研究

高俊

【摘要】隨著國內(nèi)城市化進(jìn)程的推進(jìn)，高速公路建設(shè)規(guī)模持續(xù)增大，路基路面病害與養(yǎng)護(hù)問題愈發(fā)嚴(yán)重，對于現(xiàn)有病害所采取的常規(guī)性事后養(yǎng)護(hù)已然無法解決實(shí)際需求，此種養(yǎng)護(hù)模式下會(huì)錯(cuò)過最佳養(yǎng)護(hù)時(shí)期，甚至還會(huì)使得養(yǎng)護(hù)成本的提高。對此，本文提出了以全壽命周期為基礎(chǔ)的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)方法。

【關(guān)鍵詞】高速公路;路基路面;全壽命周期;養(yǎng)護(hù)方法? ? ? ? ? ?【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.34.083

高速公路的養(yǎng)護(hù)成本投入主要是由建設(shè)質(zhì)量、使用時(shí)間長短、交通流量等因素所決定的，而且其在整個(gè)公路工程的運(yùn)行管理成本之中占有的比例相對較高，是公路經(jīng)營管理成本的關(guān)鍵構(gòu)成部分。如果能夠選擇在最佳養(yǎng)護(hù)時(shí)機(jī)開展養(yǎng)護(hù)工作，并且采取合理的養(yǎng)護(hù)措施，可以很大程度上減少公路等效年均養(yǎng)護(hù)成本，讓養(yǎng)護(hù)資金的分配更為合理，同時(shí)也讓高速公路的使用性能、安全性大幅提高。

1、高速公路養(yǎng)護(hù)特點(diǎn)

高速公路養(yǎng)護(hù)管理工作主要具備下述特征：

（1）養(yǎng)護(hù)工作具有時(shí)效性與長期性。其中，時(shí)效性主要是指因?yàn)楦咚俟返慕煌▔毫Ρ容^大，許多病害的形成存在一定的突發(fā)性，若是沒有及時(shí)對小型病害加以處理，則有可能迅速轉(zhuǎn)變成大型病害;長期性則是指，因?yàn)楦咚俟返牟糠植『Υ嬖跐摲冢羰菦]有長時(shí)間持續(xù)堅(jiān)持做好養(yǎng)護(hù)工作，路基路面便容易出現(xiàn)不可逆轉(zhuǎn)的損壞;

（2）養(yǎng)護(hù)工作的程序性和開展方式的機(jī)動(dòng)性。開展方式的機(jī)動(dòng)性表現(xiàn)為，因?yàn)楦咚俟奋嚵髁糠浅４螅⑶衣访媸軗p位置不太確定，面對此種情況，養(yǎng)護(hù)人員應(yīng)當(dāng)在盡量減少對交通帶來影響的前提下做好養(yǎng)護(hù)工作;養(yǎng)護(hù)程序性則是在養(yǎng)護(hù)管理工作中必須要嚴(yán)格依照工作流程開展各項(xiàng)操作，不然容易導(dǎo)致公路的二次受損[1];

（3）養(yǎng)護(hù)技術(shù)專業(yè)性。這主要表現(xiàn)為，高速公路的養(yǎng)護(hù)管理不論是從檢測還是到施工，每一環(huán)節(jié)均要依靠專業(yè)化工具以及專業(yè)的工程技術(shù)人員。

（4）養(yǎng)護(hù)工作的復(fù)雜性。其復(fù)雜性主要表現(xiàn)在，我國疆域遼闊，自然地貌豐富多樣，為了更好的適應(yīng)各個(gè)地區(qū)的地質(zhì)條件，在進(jìn)行高速公路建設(shè)時(shí)通常也會(huì)用到不同類型的材質(zhì)結(jié)構(gòu)，養(yǎng)護(hù)工作必須要做到因地制宜方可取得較佳的養(yǎng)護(hù)效果。

綜合養(yǎng)護(hù)管理工作的上述特征，我國高速公路項(xiàng)目在開展養(yǎng)護(hù)工作時(shí)必須要謹(jǐn)遵以下要點(diǎn)：注重日常養(yǎng)護(hù)工作，對于路面病害應(yīng)當(dāng)要“盡早發(fā)覺、盡早防范、盡早處理”，對于路面的小型病害需在日常養(yǎng)護(hù)中加以處理，進(jìn)而起到有效延長道路使用年限的作用，并合理減少養(yǎng)護(hù)成本;對養(yǎng)護(hù)工作流程以及市場環(huán)境予以規(guī)范化控制，組建一支具有較高專業(yè)性且經(jīng)驗(yàn)豐富的養(yǎng)護(hù)技術(shù)人員，并配置充足、先進(jìn)的養(yǎng)護(hù)設(shè)備。

2、高速公路路基路面全壽命周期養(yǎng)護(hù)概述

2.1預(yù)防性養(yǎng)護(hù)

所謂的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)也就是在路基路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度尚可，而只是表面功能發(fā)生退化的情況下，采用合理的方式使得表面功能得以恢復(fù)的養(yǎng)護(hù)方法，通過實(shí)施預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，能夠讓公路項(xiàng)目使用壽命大幅提高。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)是高速公路路基路面養(yǎng)護(hù)中十分重要的一種方式，其目的在于始終維持路基路面系統(tǒng)具有良好的性能，對現(xiàn)有損壞部位進(jìn)行修復(fù)使之得以緩解，在不變更結(jié)構(gòu)承載力的基礎(chǔ)上讓公路功能得以提升。合理的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)可以充分控制公路病害的進(jìn)一步惡化。根據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)資料顯示，在高速公路全壽命周期的最后五年內(nèi)，花費(fèi)在路基路面修補(bǔ)、熱拌、冷拌等養(yǎng)護(hù)工作中的費(fèi)用是整個(gè)使用周期中全部養(yǎng)護(hù)費(fèi)用的十分之六[2]。

因?yàn)槲覈咚俟方ㄔO(shè)事業(yè)起步相對比較晚，當(dāng)前，相關(guān)的理論知識(shí)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)依然存在不足，而在國內(nèi)公路養(yǎng)護(hù)工作的發(fā)展歷程中，行業(yè)內(nèi)的專家學(xué)者對于預(yù)防性養(yǎng)護(hù)慢慢演變出了廣義與狹義兩大角度的不同看法：從廣義層面看，預(yù)防性養(yǎng)護(hù)是實(shí)施于路基路面尚未發(fā)生結(jié)構(gòu)性病害之前，為了維持正常的使用性能，防范日后病害的發(fā)展，而且最大程度上延長公路使用壽命，在不提高與變更公路結(jié)構(gòu)承載性能的基礎(chǔ)上對于即將形成的病害，實(shí)施路基維護(hù)、路面修復(fù)、橋涵加固、附屬設(shè)施維修等一系列措施，以此來優(yōu)化路基路面的系統(tǒng)性功能;從狹義角度來看，預(yù)防性養(yǎng)護(hù)是在路基路面沒有或是剛形成輕微病害不久同時(shí)引起功能性破壞之前，為了緩解病害發(fā)展，在適宜時(shí)機(jī)而且不提高結(jié)構(gòu)承載性能的基礎(chǔ)上，采用合理的方式來讓公路功能得到優(yōu)化，使其使用年限得以延長。

2.2路基周期性路面維修

路基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性能存在周期性的特點(diǎn)，所以需要在充分了解路基路面周期性的前提下，把它運(yùn)用在公路維修標(biāo)準(zhǔn)之中。

設(shè)每年為365天，那么路基路面維修周期則是：

在此式子之中，P代表路基路面的維修周期，tg則是路基路面結(jié)構(gòu)系數(shù);td是路面承受壓力平均時(shí)長;x是兩次路面壓力作用間隔時(shí)長。

在確定了維修周期之后，則要將其運(yùn)用在路面維修標(biāo)準(zhǔn)之中，結(jié)合全壽命周期理論，在構(gòu)建周期性維修標(biāo)準(zhǔn)之時(shí)，應(yīng)當(dāng)充分分析路基路面結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定程度、綜合指標(biāo)等參數(shù)。技術(shù)人員需要詳細(xì)記錄維修養(yǎng)護(hù)時(shí)間，從而在周期性循環(huán)之中，合理選取維修日期開展維修工作。基于全壽命周期理論所構(gòu)建而成的周期性維修標(biāo)準(zhǔn)，可以有效降低路基路面內(nèi)部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的幾率，而且更好的維持路基路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，使得整體維修工作的質(zhì)量以及效果顯著提升。

2.3綜合性路基路面維修標(biāo)準(zhǔn)

基于全壽命周期理論，在進(jìn)行路基路面維修工作時(shí)應(yīng)當(dāng)具備綜合性。隨著使用年限的提高，高速公路路基路面的綜合性能會(huì)慢慢衰弱，所以需要在充分結(jié)合路基路面安全性、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、防滑性能、相對強(qiáng)度等內(nèi)容的分析，選取可以確保每項(xiàng)性能指標(biāo)都能滿足養(yǎng)護(hù)需求的維修標(biāo)準(zhǔn)。在全壽命周期理論下，所決定的綜合性維修指標(biāo)有全面地將路基路面每項(xiàng)因素考慮在內(nèi)，改進(jìn)路基路面的維修效果。

基于全壽命周期的綜合性維修標(biāo)準(zhǔn)所實(shí)際開展相應(yīng)的維修養(yǎng)護(hù)工作時(shí)，路基路面壓力權(quán)重差值會(huì)顯著減少，從而提高路基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定程度，具備良好的綜合性。因?yàn)椴扇〕Ｒ?guī)維修標(biāo)準(zhǔn)景觀也能夠順利完成相應(yīng)的維修工作，不過在綜合指標(biāo)方面卻是難以達(dá)標(biāo)，所以需要采取基于全壽命周期理論的綜合性維修標(biāo)準(zhǔn)，要對路基路面相關(guān)聯(lián)的每一影響因素進(jìn)行充分考慮，進(jìn)而讓路基路面的每項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到彼此平衡的狀態(tài)，從而有效提升路基路面的整體性能與維修效果。

2.4養(yǎng)護(hù)時(shí)機(jī)

在進(jìn)行高速公路路基路面全壽命周期養(yǎng)護(hù)工作中，養(yǎng)護(hù)時(shí)機(jī)的選取對于提高養(yǎng)護(hù)作業(yè)效果而言十分關(guān)鍵，并且也有最終的養(yǎng)護(hù)成本投入息息相關(guān)，通過采取全壽命周期成本分析法來決定最為適宜的養(yǎng)護(hù)時(shí)機(jī)。而最合適的養(yǎng)護(hù)時(shí)機(jī)應(yīng)當(dāng)是能夠以最小成本花費(fèi)取得最大化養(yǎng)護(hù)效益的時(shí)間段，需要通過對各個(gè)時(shí)段養(yǎng)護(hù)方案與成本效益的分析研究來計(jì)算得出。

2.5全壽命周期養(yǎng)護(hù)管理

在結(jié)合全壽命周期理論開展養(yǎng)護(hù)管理工作時(shí)，需要?jiǎng)?chuàng)建同時(shí)保障當(dāng)下與中長期高速公路使用性能的養(yǎng)護(hù)計(jì)劃，也就是需要在使用有限的養(yǎng)護(hù)資金成本的基礎(chǔ)上，有公路整體著手，全面分析路基路面運(yùn)作現(xiàn)況，同時(shí)綜合目前可采用的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)方法，制定覆蓋路基路面全壽命周期的中長期養(yǎng)護(hù)方案，同時(shí)對于最佳路面決定最佳養(yǎng)護(hù)實(shí)際，對于“最差”路段則同時(shí)結(jié)合重新修建、維修改良等多種方式加以養(yǎng)護(hù)，從而使得養(yǎng)護(hù)資金能夠取得最大的養(yǎng)護(hù)效益，也讓高速公路路面性能得到最大化改進(jìn)。

3、全壽命周期養(yǎng)護(hù)規(guī)劃要點(diǎn)

（1）路況檢測信息（主要涵蓋了交通量信息）精度高低將會(huì)直接決定養(yǎng)護(hù)規(guī)劃方案的合理性與和形象，所以，對于氧呼吸實(shí)行規(guī)范化管理控制十分關(guān)鍵。

（2）從當(dāng)前分析調(diào)研結(jié)果可知，若是實(shí)行規(guī)劃養(yǎng)護(hù)，那么養(yǎng)護(hù)效果相較于傳統(tǒng)養(yǎng)護(hù)模式下的“即壞即修”具有突出性優(yōu)勢，主要表現(xiàn)在下述方面：①能夠大幅延長路基路面的使用年限，在規(guī)劃期限內(nèi)無需進(jìn)行大修;②有效管控與減少公路的日常養(yǎng)護(hù)成本;③合理減輕養(yǎng)護(hù)施工管理的復(fù)雜性，尤其是讓交通組織工作得以簡化;④能夠提高路費(fèi)收入;⑤充分提高交通運(yùn)輸?shù)男剩瑴p小社會(huì)交通運(yùn)輸成本，為人們提供更為舒適、安全的交通服務(wù)[5]。

（3）在進(jìn)行養(yǎng)護(hù)規(guī)劃的制定之時(shí)，主要是根據(jù)目前公路使用情況以及日后路況的準(zhǔn)確預(yù)估分析來開展的，其結(jié)果有可能和將來的具體狀況之間存在一定偏差。所以，養(yǎng)護(hù)規(guī)劃應(yīng)當(dāng)是一項(xiàng)動(dòng)態(tài)性、重復(fù)性的工作任務(wù)，需要按照具體路況的變動(dòng)情況定期對現(xiàn)有規(guī)劃做出調(diào)整。

（4）高速公路全壽命周期內(nèi)的養(yǎng)護(hù)固化主要是服務(wù)于宏觀與中長期戰(zhàn)略方正，而且是不可用其替代年度養(yǎng)護(hù)計(jì)劃與詳細(xì)的養(yǎng)護(hù)方案的。需要按照每年公路交通具體狀況，以養(yǎng)護(hù)規(guī)劃的總指導(dǎo)要求為依據(jù)，制定來年的養(yǎng)護(hù)計(jì)劃與對應(yīng)的養(yǎng)護(hù)方案。在實(shí)施養(yǎng)護(hù)規(guī)劃方案過程中，可按照企業(yè)的實(shí)際狀況與最新公路使用情況的評價(jià)結(jié)果做出合理調(diào)整，不過，調(diào)整的范圍通常需要在原規(guī)劃的近一兩年之內(nèi)。

（5）不管是養(yǎng)護(hù)規(guī)劃的調(diào)整，又或是養(yǎng)護(hù)計(jì)劃的制定，又或是養(yǎng)護(hù)方案的編制，其質(zhì)量都取決于對高速公路路況的精準(zhǔn)評估。所以，需要定期對路基路面實(shí)行全面檢測（至少需要每年進(jìn)行一次檢測，而且對于重點(diǎn)路面在條件允許時(shí)可以以半年為周期進(jìn)行檢測，或是可以設(shè)置更短的檢測周期）。為了更好的制定下一年度的養(yǎng)護(hù)計(jì)劃，每年的路基路面檢測工作可以設(shè)置在十月左右結(jié)算書。而且為了更為有效的保護(hù)路基路面，年度養(yǎng)護(hù)計(jì)劃的實(shí)施需要盡可能趕在雨季來臨之前開展。日常養(yǎng)護(hù)是最為有效但又最為容易被忽略的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施，需要加強(qiáng)對此項(xiàng)養(yǎng)護(hù)工作的重視程度，充分做好日常養(yǎng)護(hù)工作，并對其工作完成質(zhì)量實(shí)行全面監(jiān)管，方可取得理想的養(yǎng)護(hù)效果。

結(jié)語：

綜合上文可知，以全壽命周期為基礎(chǔ)開展的養(yǎng)護(hù)工作不僅可以有效預(yù)防各種公路病害的形成，使得潛在病害在出現(xiàn)之前能夠及時(shí)采取合理的措施加以預(yù)防，并對各種早期病害做到有效修復(fù)處理，徹底扭轉(zhuǎn)了傳統(tǒng)養(yǎng)護(hù)模式下“跟著病害轉(zhuǎn)”、“哪里壞修哪里”的被動(dòng)局面，也讓我國高速公路的養(yǎng)護(hù)管理水平得到提高。

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