探討瀝青混凝土路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施的確定方法

楊 慶

（貴州省公路建設(shè)養(yǎng)護(hù)集團(tuán)有限公司,貴州 貴陽 550001）

0 引言

路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)工作是提高路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、延長道路使用壽命的有效措施，主要指在道路正常運(yùn)行過程中有計(jì)劃地加以養(yǎng)護(hù)。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施與“病害修復(fù)”養(yǎng)護(hù)存在差異，即在特定時(shí)間段采取合理的養(yǎng)護(hù)措施，進(jìn)行路面養(yǎng)護(hù)提高路面性能，提高行車安全性[1]。科學(xué)合理地選擇預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施是提高養(yǎng)護(hù)效果的關(guān)鍵，也是提高道路使用壽命并降低全生命周期養(yǎng)護(hù)費(fèi)用的有效舉措[2]。該文結(jié)合公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)實(shí)踐，從初期選擇、費(fèi)用效益、多因素綜合評(píng)價(jià)三個(gè)角度對(duì)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施的合理選擇進(jìn)行分析。

1 預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施選擇流程

以某省公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)實(shí)踐為基礎(chǔ)，結(jié)合相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)瀝青混凝土路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施優(yōu)化及其流程加以總結(jié)，詳見圖1所示。

圖1 瀝青混凝土路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施的選擇流程

詳細(xì)流程如下：

（1）現(xiàn)場勘測(cè)路面狀況，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果評(píng)估瀝青混凝土路面破損程度，結(jié)合相關(guān)參數(shù)指標(biāo)選擇評(píng)定內(nèi)容，包括PCI、RQI、SRI、RDI、PSSI等。結(jié)合現(xiàn)場對(duì)瀝青混凝土路面勘測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確評(píng)估病害類型、路面損壞情況，判斷該路段是否符合養(yǎng)護(hù)條件。

（2）結(jié)合公路等級(jí)、路面狀況、損害類型、交通量等，初步選擇可行的瀝青混凝土路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施[3]。

（3）選用等效年度費(fèi)用法，比對(duì)所有可行的瀝青混凝土路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施費(fèi)用效益，綜合分析后選擇費(fèi)用效益最佳的策略[4]。

（4）結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)情況、路面損害程度、施工質(zhì)量、材料可獲得性等相關(guān)指標(biāo)，對(duì)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施進(jìn)行綜合效益評(píng)估，最終確定可行性最佳的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)方案。

2 預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施的確定方法

2.1 預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施初期選擇

現(xiàn)階段，瀝青混凝土路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施眾多，包括薄層罩面、表面封層、封縫等[5]。薄層罩面即對(duì)瀝青混凝土混合料加熱拌和后覆蓋在原路面區(qū)域形成40 mm厚的薄層結(jié)構(gòu)，以保護(hù)原有路面結(jié)構(gòu)。表面封層區(qū)域包括微表處、霧封層、稀漿封層等。封縫即以防水材料對(duì)瀝青混凝土路面開裂處填充封閉，防止雨水下滲進(jìn)一步損害路面結(jié)構(gòu)。

瀝青混凝土路面某一類損害類型可選擇的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施眾多，特定防護(hù)措施可應(yīng)用于不同病害類型，對(duì)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施的選擇應(yīng)結(jié)合路面病害類型、公路等級(jí)、交通量、當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)情況、材料可獲得性等指標(biāo)綜合評(píng)估，現(xiàn)階段常用的瀝青混凝土路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施如表1所示。

表1 瀝青混凝土路面推薦預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施

2.2 費(fèi)用效益分析

預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施決策，應(yīng)遵循延長路面壽命和降低維護(hù)費(fèi)用的基本原則，通過費(fèi)用效益綜合分析，確定最佳的路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)方案?？赏ㄟ^路面使用年限、路面性能改善程度、方案經(jīng)濟(jì)效益等指標(biāo)對(duì)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施的效果進(jìn)行全面評(píng)估，具體實(shí)施方面可通過國際平整度指數(shù)IRI、路面皮損指數(shù)PCI、道路服務(wù)指數(shù)PS等指標(biāo)綜合衡量，明確不同指標(biāo)的性能衰減曲線，提高評(píng)估科學(xué)性。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施的可使用年限是方案效益評(píng)估最直觀、最簡便的方法。

路面全壽命周期費(fèi)用類型眾多，包括路面殘值、保養(yǎng)費(fèi)、燃油消耗費(fèi)、日常維護(hù)費(fèi)、建設(shè)費(fèi)用、預(yù)防性養(yǎng)護(hù)費(fèi)用、大小修養(yǎng)費(fèi)用等。對(duì)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施的全壽命周期費(fèi)用綜合評(píng)估，指數(shù)過于繁瑣可操作不強(qiáng)且難以突出預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施的實(shí)際效果，更無法比對(duì)不同養(yǎng)護(hù)措施之間的費(fèi)用差異。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施的主要目標(biāo)是路面養(yǎng)護(hù)以防患于未然，相關(guān)費(fèi)用主要發(fā)生在預(yù)防性養(yǎng)護(hù)實(shí)施階段，故此對(duì)非養(yǎng)護(hù)階段涉及的費(fèi)用可忽略。對(duì)不同預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施，在預(yù)防性養(yǎng)護(hù)費(fèi)用方面的差異需重點(diǎn)關(guān)注。

以等效年度費(fèi)用效益這一概念評(píng)估不同預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施的費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)當(dāng)?shù)仡A(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，來確定具體的養(yǎng)護(hù)方案。用r來表示等效年度費(fèi)用效益值，該指標(biāo)可用預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施綜合費(fèi)用（C）與其使用年限（t）比值來表示，詳見公式（1）所示。

2.3 多因素綜合評(píng)判

根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施的初期選擇和費(fèi)用效益分析后，仍然存在多個(gè)措施難以抉擇的，可進(jìn)行多因素綜合評(píng)價(jià)，分析不同措施的綜合效益，并最終確定1~2個(gè)最佳方案，作為預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施的待選目標(biāo)。

對(duì)瀝青混凝土路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施決策的影響因素包括路面結(jié)構(gòu)、損害狀況、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用、交通量等路面因素，還包括材料可獲取性、行駛舒適性、環(huán)保、美觀等施工因素[6]。道路所在區(qū)域不同，管理部門不同，項(xiàng)目養(yǎng)護(hù)措施的選擇會(huì)存在很大差異，為避免主觀因素對(duì)瀝青混凝土路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施決策的影響，引入綜合評(píng)判系數(shù)k來評(píng)估相關(guān)因素對(duì)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施的影響，計(jì)算公式如（2）所示。綜合計(jì)算不同方案的k值后，選定k值較大者作為目標(biāo)方案，k值越大表明該因素對(duì)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施的實(shí)施影響越大，可行性越高。

式中，n——影響因素的數(shù)量；Cij——第i種目標(biāo)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施，可根據(jù)不同項(xiàng)目實(shí)際情況合理選擇，方案確定需結(jié)合第j種影響因素的特征值，也可以根據(jù)表2的內(nèi)容確定候選范圍；Wj——第j種因素的權(quán)重系數(shù)，可根據(jù)實(shí)際情況確定或根據(jù)表3內(nèi)容選擇。

表2 影響因素的特征屬性值Cij推薦范圍

表3 影響因素的權(quán)重系數(shù)Wj的推薦值

3 預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施決策的工程應(yīng)用

某瀝青混凝土路段為二級(jí)公路，該公路為養(yǎng)護(hù)科學(xué)決策示范工程，設(shè)計(jì)時(shí)速40 km/h。2019年，該路段進(jìn)行了工程維修，既往數(shù)據(jù)顯示該路段交通量大，沿途村鎮(zhèn)多且車輛超載問題突出，路面病害明顯?，F(xiàn)場檢測(cè)結(jié)果顯示，該路段全線病害突出，以裂縫為主，其次為坑槽和修補(bǔ)，詳見表4所示。

表4 路面病害數(shù)量統(tǒng)計(jì)

針對(duì)該路段路面狀況，瀝青混凝土路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)決策流程如下：

（1）結(jié)合路面病害狀況，依據(jù)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)路況標(biāo)準(zhǔn)選擇合理的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施，適宜預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的路段病害類型包括縱向裂縫、橫向裂縫、龜裂等。

（2）該路段交通量為6 606 pcu/d，根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況結(jié)合表1內(nèi)容進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施的初期選擇。封縫措施主要用于裂縫輪廓清晰、基層完好的路面，以及支縫發(fā)展但路面表面無明顯沉陷或縱向、橫向裂縫者。路面出現(xiàn)龜裂則可采取薄層罩面、復(fù)合封層、微表處等預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施。不同路面病害類型選用預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施不同，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況優(yōu)化養(yǎng)護(hù)方案。

（3）按照公式（1）進(jìn)行不同預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施費(fèi)用效益的計(jì)算，詳情見表5所示。對(duì)表5內(nèi)容分析可知，復(fù)合封閉層的費(fèi)用效益最大，微表處等效年度費(fèi)用效益最小。

表5 費(fèi)用效益計(jì)算表

（4）對(duì)不同預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施進(jìn)行多因素綜合評(píng)判，結(jié)合表2和表3內(nèi)容，對(duì)不同預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施進(jìn)行評(píng)分，微表處綜合評(píng)判系數(shù)為4.02，復(fù)合封層為3.43，薄層罩面為3.95，由此可見，薄層罩面與微表處預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施的綜合效益好。

（5）綜上分析可知，薄層罩面和微表處處理措施可滿足實(shí)踐需求，該兩項(xiàng)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施的經(jīng)濟(jì)性突出，可作為瀝青混凝土路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施的首選。表6為工程實(shí)踐方案。

表6 路段設(shè)計(jì)實(shí)施養(yǎng)護(hù)方案

4 結(jié)論

綜上所述，現(xiàn)階段瀝青混凝土路面的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施數(shù)量眾多，不同措施的養(yǎng)護(hù)效果存在差異，預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施決策應(yīng)結(jié)合路面狀況、病害類型、氣候條件、交通狀況等因素合理選擇。

（1）瀝青混凝土路面基礎(chǔ)狀況不同，可選擇的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施存在差異，預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施決策應(yīng)結(jié)合路面技術(shù)狀況、公路等級(jí)、養(yǎng)護(hù)資金、交通量、氣候條件等因素加以優(yōu)化，通過定性、定量分析，結(jié)合評(píng)估指標(biāo)全面評(píng)價(jià)方案可行性、技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性。

（2）各地區(qū)應(yīng)結(jié)合瀝青混凝土路面實(shí)際情況加強(qiáng)路況檢測(cè)，對(duì)病害初期路面進(jìn)行評(píng)估，明確病害類型和損害程度，通過預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施的科學(xué)實(shí)施加以改善，對(duì)該地區(qū)的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施實(shí)施效果不斷總結(jié)，完善預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施決策的科學(xué)性。

（3）預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施決策是多因素影響和綜合判斷基礎(chǔ)上做出的科學(xué)結(jié)論，并非與路面病害結(jié)構(gòu)一一對(duì)應(yīng)，需結(jié)合多重因素合理選擇預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施，提高路面養(yǎng)護(hù)效果，延長路面使用壽命，降低綜合養(yǎng)護(hù)成本支出。