論瀝青混凝土路面預防性養護措施

申植元

摘要 高速公路服役過程中合理實施預養護，可顯著增強道路使用性能，延長運營年限。為有效提升瀝青路面養護效果，保證公路安全穩定運營，科學選擇預養護措施尤為關鍵。鑒于此，文章針對瀝青混凝土路面預防性養護措施決策進行綜合探究，介紹了預養護措施決策程序，從初選、成本分析及多因素評估等角度分析總結了瀝青路面預養護措施選定方法，并通過實際工程應用，確定了最優預養護方案，取得了顯著的經濟和社會效益，具有重要的參考價值。

關鍵詞 高速公路項目；瀝青混凝土路面；預防性養護；養護措施決策

中圖分類號 U418.6文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2024）08-0149-03

0 引言

公路項目預養護作為道路維護的重要手段，能顯著增強道路運營能力，延長使用年限。預養護與普通大、中修不同，其主要是在公路正常服役期間實施的周期性養護措施，可有效提升道路維護成本效益，改善路面使用功能，保證車輛運行安全性、舒適性[1]。道路開展預養護過程中，科學進行預養措施決策是保證路面養護質量，降低養護成本的關鍵[2]。因此，為有效提升瀝青路面預養護決策水平，該文系統分析了預養護措施選用程序及具體方法，具有十分重要的意義。

1 瀝青路面預養護措施決策程序

基于以往公路項目預養護案例，并根據自身多年實踐經驗，分析得到瀝青路面預養護措施決策基本程序，如圖1所示。

瀝青路面預養護措施決策程序：

（1）通過現場調查檢測全面了解道路病害情況，并對其技術狀況實施綜合評定，主要評定項目為PCI、RQI、SRI、RDI、PSSI等。根據路面技術狀況評定結果，判定路面是否需要實施預養護[3]。

（2）根據道路交通等級、技術狀況、病害情況、車流量等各方面條件，遴選出合適的瀝青路面預養護措施[4]。

（3）通過綜合成本分析法，對初選確定的全部預養方案實施成本比較分析，從而得到成本最優預養護措施。

（4）綜合養護效果、路用性能、交通影響、環保、氣候、耐久性能等各方面條件，對預養護方案實施評價，進而獲得更加可行的預養護措施。

2 預養護措施選定方法

2.1 初選階段

目前，常用的瀝青路面預養護方案較多，主要有罩面類、封層類及填縫類三種類型。其中，罩面類具體是指通過對瀝青摻和料實施加熱后均勻鋪設于舊路表面，形成厚度約4 cm的罩面層，從而起到保護舊路面的作用。封層類具體包含微表處、稀漿封層等[5]。而填縫類主要是采用防水性材料，對路面裂縫實施封閉處理，避免道路表面水體下滲對內部結構造成破壞[6]。

工程實踐中，針對瀝青路面存在的某一種質量病害，可通過多種預養護方案進行處理，并且某一養護方案可適用于多種質量病害養護處理，因此實際養護施工時，應根據道路病害情況、交通等級、車流量及路面技術狀況等各方面指標綜合確定養護方案[7]。目前，對于不同病害類型具體預養護建議，見表1。

2.2 綜合成本分析

預養護方案選擇時，不僅應最大限度保證養護效果，還應充分考慮養護成本因素，在確定初選方案后，對各種養護方案成本進行全面分析，從而獲得最優預養方案。實際決策時，可結合瀝青路面運營時間長短、道路使用功能改善情況、養護成本等各方面因素對養護措施實際效果實施評價，具體可采用路面平整度指標IRI、破損指標PCI、服務能力指標PS等進行評定，充分了解各項指標變化情況，從而有效提升評價結果的準確性。預養護措施服役期限是其綜合效益評價最有效的方式[8]。

道路全壽命周期內涉及的費用種類多種多樣，主要包含道路殘值、燃料費用、保養費用、建設費用、預養護費用及病害修復費用等[9]。在進行預養護方案成本評價時，其影響指標較多，可實施性較低，并且無法有效反映預養護方案的應用效果，同時，難以對各種養護方案間的成本偏差實施比較。預養護措施的根本目的在于提高路面使用性能，防止產生結構性病害，延長道路使用年限，其綜合成本形成干預養護施工過程中，因此除養護過程費用外，其余階段產生的費用均不考慮。此外，各種預養護措施所產生的費用存在顯著不同，實際施工中應引起重視[10]。

采用等效年度成本效益對各種預養方案實際成本實施評價，結合以往相關公路項目預養護案例，并根據瀝青路面實際技術狀況，合理選擇養護措施。以r值表征等效年度成本效益，其值為養護總成本C與可用時間t之比，表達式為：

（1）

2.3 多因素分析評估

結合公路工程瀝青路面具體狀況，對預養護方案實施初選及成本分析后，依舊有多種養護方案可供選擇，為確定出最優養護方案，最大限度保證瀝青路面養護效果，可采取多因素分析評估方式對各種養護方案實施全方位評估，從而評選出1～2個最優養護方案，并將其視為優選措施。

瀝青路面預養護方案決策所需考慮的因素較多，主要包括道路自身因素及施工因素兩個方面，其中道路自身因素包含道路交通等級、路面病害情況、車流量、道路技術狀況、路用性能等；而施工因素則包括材料獲取難易程度、行車舒適度、視覺效果等。實際養護方案選擇時，由于地域、管養單位、氣候條件等各方面差異，所選用的預養護方案也各不相同，為防止各種因素影響預養方案決策準確性。該文采用綜合評估系數k評價各因素與預養方案之間的相關性，其表達式如式（2）。通過公式（2）求得各種方案下的k值，以較高k值方案為優選養護方案，k越大則表示此項因素與預養方案之間的相關性越大，表明確定的預養護方案更加可行。

（2）

式中，n——影響因子總數；Cij——i種預養方案，需結合各公路具體狀況科學選用，并應根據第j個影響因子標準值綜合確定，同時，也可按照相關數據（見表2）確定其值標準；Wj——j影響因子權重，應結合具體狀況合理選用或按照數據（見表3）進行取值。

3 工程應用分析

某高速公路項目路面形式采用瀝青路面，設計速度為120 km/h。該道路于2015年投入運營，隨著道路服役年限的增加，瀝青路面產生了諸多病害。于2019年實施路面養護，通過對道路交通量、載重量調查統計發現，該高速公路車流量較大，且普遍存在超載現象，導致路面出現疲勞破壞。主要病害形式為路面開裂，局部位置存在坑槽、擁包、車轍現象，嚴重影響行車安全。根據該高速公路路面實際病害情況，其預養護方案決策方法如下：

（1）根據路面病害實際調查結果，并按照相關標準要求，科學選用預養護措施，滿足預養護條件的路面病害形式主要有縱裂、橫裂及龜裂等。

（2）該高速公路車流量達6 606 pcu/d，結合該公路具體狀況，并按照表1相關信息，科學實施預養方案初選。其中，對于路面裂縫規則、基層較為完整的部位，可采取封縫措施進行養護處理；同時，對于路面裂縫產生支縫但道路表面未出現差異性沉降部位同樣適用。對于龜裂路段可通過薄層罩面、微表處等方案進行處治。實際施工時，應根據路面實際情況，合理選用養護方案。

（3）利用式（1）對各種預養方案綜合成本實施計算，詳細數據見表4。通過表4能夠看出，復合封層成本較高。

（4）對各種預養方案實施多因素評估，根據表2、表3相關數據信息，對各方案實施評估，最終得到微表處、復合封層、薄層罩面評定指標依次為4.01、3.42、3.94，因此，微表處及薄層罩面效益較好。

（5）根據上述分析結果可知：微表處、薄層罩面方案符合實際施工要求，且該兩種方案成本較低，具有良好的經濟效益，為該高速公路瀝青路面最優預養護方案。具體情況見表5。

4 結論

綜上所述，該文基于瀝青路面預養護措施決策程序，從初選、成本分析及多因素評估等角度分析總結了瀝青路面預養護措施選定方法，并通過實際工程應用，確定了最優預養護方案。具體結論如下：

（1）瀝青路面預養護方案決策時，應通過路況勘查確定路面病害情況，并對其技術狀況實施綜合評定，判定是否需要實施預養護；根據道路交通等級、技術狀況、病害情況、車流量等各方面條件，遴選出合適的瀝青路面預養護措施；采取綜合成本分析法，對初選預養方案實施成本比較分析，從而得到成本最優預養護措施。

（2）不同地區需根據道路實際運營狀況強化質量檢測，根據檢測結果對瀝青路面實施綜合評價，了解病害形式及嚴重程度，并采取合適的預養措施進行養護處理，結合具體養護效果對該區域道路預養護方案決策效果實施優化總結，從而有效提升預養護措施決策水平，保證道路養護質量。

（3）預養護方案決策是一項綜合性工作，具有較強的專業性，實際施工時應綜合多方面因素合理選擇養護方案，并根據以往實踐經驗實施合理優化，以有效提升路面養護質量，延長運營年限，提高路面養護綜合效益。

參考文獻

[1]郝旭陽. 瀝青混凝土路面預防性養護措施決策及運用分析[J]. 居舍， 2021（15）： 31-32+38.

[2]閆文輝. 研究公路瀝青混凝土路面預防性養護對策選擇[J]. 智能城市， 2021（5）： 81-82.

[3]閆平. 淺談高速公路預防性養護瀝青混凝土路面施工技術管理[J]. 低碳世界， 2021（7）： 172-173.

[4]王艷. 基于組合式基層瀝青混凝土路面預防性養護技術的研究[J]. 運輸經理世界， 2021（23）： 93-95.

[5]田雁南. 基于瀝青路面性能衰變模型的預防性養護措施選擇[J]. 安徽建筑， 2020（9）： 176+193.

[6]唐忠國. 南寧至友誼關高速公路瀝青路面中長期養護決策分析[J]. 西部交通科技， 2018（8）： 34-38.

[7]王艷. 基于組合式基層瀝青混凝土路面預防性養護技術的研究[J]. 運輸經理世界， 2021（23）： 93-95.

[8]葉飛. 瀝青混凝土路面施工技術在公路工程施工中的運用研究[J]. 中國設備工程， 2022（6）： 236-238.

[9]程引南， 王曉雄， 龔國歡， 等. 山區公路瀝青路面預防性養護決策智能化系統開發[C]. 中國公路學會養護與管理分會第十一屆學術年會論文集. 北京：中國公路學會養護與管理分會， 2021： 86-91.

[10]胡恩海. 高速公路混凝土橋梁預防性養護加固措施[C]. 中國公路學會養護與管理分會第十二屆學術年會論文集. 北京：中國公路學會養護與管理分會， 2022： 489-493.