道路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的應(yīng)用

1、道路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的應(yīng)用瀝青混凝土路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的探索與應(yīng)用隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展， 我市公路建設(shè)得到迅速發(fā)展， 公路網(wǎng) 結(jié)構(gòu)日趨完善， 公路等級(jí)逐年提高， 公路使用功能得到充分發(fā)揮。 但 是，一個(gè)多年來(lái)一直困擾我們的問(wèn)題始終沒(méi)有從根本上解決， 那就是 道路的使用年限始終達(dá)不到設(shè)計(jì)年限 15 年。道路發(fā)生毀壞的現(xiàn)象， 究其原因，有施工的問(wèn)題， 有車輛超載的 問(wèn)題，有設(shè)計(jì)與實(shí)際不完全相符的問(wèn)題， 有養(yǎng)護(hù)的問(wèn)題等等。 近年來(lái)， 隨著各部門的努力， 車輛超載問(wèn)題得到了一定的抑制， 道路設(shè)計(jì)與施 工精細(xì)化程度也是逐年提高， 這些方面從一定程度上保證了道路的使 用功能。另外，我們從加強(qiáng)對(duì)道路的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)從而

2、延長(zhǎng)道路使用壽 命的角度也進(jìn)行了一些探索和嘗試，取得了較好的成果。一、預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的概念 公路路面養(yǎng)護(hù)一般分為日常養(yǎng)護(hù)、矯正性養(yǎng)護(hù)、預(yù)防性養(yǎng)護(hù)等。通常意義上的養(yǎng)護(hù)都是指被動(dòng)式的矯正性養(yǎng)護(hù)，即哪里路面出現(xiàn)破 損，就優(yōu)先進(jìn)行維修。 而預(yù)防性養(yǎng)護(hù)是一種在路面狀況良好的情況下 采取的對(duì)現(xiàn)有道路系統(tǒng)進(jìn)行有計(jì)劃的、基于費(fèi)用一效益的養(yǎng)護(hù)策略。 公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的實(shí)質(zhì)就是早期預(yù)防性養(yǎng)護(hù)， 一般是全面的、整體的。 其作用在于通過(guò)一些前置的措施方法， 使道路及其構(gòu)造物內(nèi)部和外部 的病害隱患與不利條件得到遏制、 改善，保證其在正常的運(yùn)營(yíng)條件下， 實(shí)現(xiàn)或延長(zhǎng)設(shè)計(jì)使用壽命。在大規(guī)模建設(shè)時(shí)期，及時(shí)養(yǎng)護(hù)已有路網(wǎng)， 對(duì)于保持道路

3、完好率、防治早期破壞、控制養(yǎng)護(hù)成本尤為關(guān)鍵。圍繞建設(shè)與養(yǎng)護(hù)、 維修與預(yù)防的關(guān)系， 我們認(rèn)為， 隨著路網(wǎng)的不 斷完善，只有長(zhǎng)期保持良好的路面使用性能， 公路建設(shè)的巨額投資才 能充分發(fā)揮其投資效益， 而長(zhǎng)期保持路面良好的技術(shù)狀況必須有一個(gè) 強(qiáng)有力的養(yǎng)護(hù)維修支持系統(tǒng)來(lái)保障， 從這一意義上來(lái)說(shuō)， 養(yǎng)護(hù)維修實(shí) 際上是公路建設(shè)的一種繼續(xù)。 在路面養(yǎng)護(hù)和維修的關(guān)系上， 長(zhǎng)期以來(lái) 人們總是習(xí)慣于等到路面開(kāi)始出現(xiàn)損壞后，才想起要對(duì)它進(jìn)行維修， 而對(duì)于路面還處于良好狀態(tài)下進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的意義則往往認(rèn)識(shí)不 足。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)實(shí)質(zhì)上是一種周期性的強(qiáng)制保養(yǎng)措施， 它并不考慮路 面是否已經(jīng)有了某種損壞。 預(yù)防性養(yǎng)護(hù)最佳實(shí)施時(shí)

4、機(jī)應(yīng)該是在路面尚 處于良好狀況， 或者只有某些病害先兆時(shí)進(jìn)行。 雖然預(yù)防性養(yǎng)護(hù)需要 投入某些費(fèi)用，但它是一種費(fèi)用 -效益比非常良好的養(yǎng)護(hù)措施。美國(guó) 科氏路面解決方案中提到， 美國(guó)道路業(yè)曾通過(guò)對(duì)幾十萬(wàn)公里不同等級(jí) 道路的跟蹤，發(fā)現(xiàn)這些道路的使用性能和壽命有一個(gè)共同的變化特征 一條質(zhì)量合格的道路，在使用壽命 75% 的時(shí)間內(nèi)性能下降 40% ，這 一階段稱之為預(yù)防性養(yǎng)護(hù)階段。如不能及時(shí)養(yǎng)護(hù)，在隨后 12% 的使 用壽命時(shí)間內(nèi)，性能再次下降 40% ，從而造成養(yǎng)護(hù)成本大幅度的增 加，這一階段稱之為矯正性養(yǎng)護(hù)階段。并通過(guò)調(diào)查統(tǒng)計(jì)得出每投入 1 元預(yù)防性養(yǎng)護(hù)資金可節(jié)約 3-l0 元矯正性養(yǎng)護(hù)資金的結(jié)論。

5、預(yù)防性養(yǎng)護(hù)實(shí)際上是對(duì)道路的又一次成本投資， 成本屬于整個(gè)壽 命周期成本的一部分， 成本發(fā)生的時(shí)間段為整個(gè)運(yùn)營(yíng)期。 我們應(yīng)該在 道路使用全壽命周期內(nèi)綜合分析道路使用各階段的成本投入， 合理投 資，獲取最大收益，即以最小的投入獲取最長(zhǎng)時(shí)間的使用功能。二、預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的現(xiàn)狀目前，預(yù)防性養(yǎng)護(hù)在國(guó)內(nèi)還存在以下問(wèn)題： （1）思想認(rèn)識(shí)不夠， 仍然實(shí)行“壞路先養(yǎng)”的原則，沒(méi)有真正建立起預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的理念， 不能做到有針對(duì)性地采取合理的養(yǎng)護(hù)措施，往往錯(cuò)過(guò)最佳養(yǎng)護(hù)時(shí)機(jī)。（2）預(yù)防性資金投入不足。 （3）沒(méi)有全面建立起路面管理系統(tǒng)，路 況檢測(cè)設(shè)備和手段落后或數(shù)量不足， 不能及時(shí)采集和更新數(shù)據(jù)庫(kù)， 不 能為養(yǎng)護(hù)決策提供科

6、學(xué)的依據(jù)。 （4）預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)研究和標(biāo)準(zhǔn)研究 工作滯后，不能滿足公路養(yǎng)護(hù)的實(shí)際需求， 預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)相對(duì)單一， 機(jī)械化施工能力不強(qiáng)。（5）預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的體制和保證機(jī)制工作尚待完 善。由于各種因素的制約， 預(yù)防性養(yǎng)護(hù)始終未能引起足夠的重視， 人 們對(duì)其的認(rèn)識(shí)也僅僅在于表面， 沒(méi)有系統(tǒng)的進(jìn)行全面分析和研究， 預(yù) 防性養(yǎng)護(hù)也始終未能進(jìn)行系統(tǒng)的應(yīng)用。三、我市道路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的應(yīng)用 近年來(lái)，沈陽(yáng)公路在瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)方面開(kāi)展了多項(xiàng)調(diào)查和 研究，對(duì)瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)理論、方法、工藝、設(shè)備等都有了更為 深入的認(rèn)識(shí)。 同時(shí)，根據(jù)研究數(shù)據(jù)也做了一些新的嘗試， 取得了很好 的效果。我們認(rèn)為， 在瀝青路面早期使用期

7、間的不同階段， 應(yīng)采取不同的 養(yǎng)護(hù)措施，以解決不同的問(wèn)題，達(dá)到延長(zhǎng)路面使用壽命的目的。（一）、通車 12 年階段隨著道路建成通車， 瀝青在車量荷載、 高溫、不良?xì)夂虻扔绊懴?逐漸老化， 引起瀝青面層脆性和硬化程度增加。 如能對(duì)瀝青路面進(jìn)行 早期的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)， 便可延長(zhǎng)瀝青的使用性能， 繼而延長(zhǎng)路面的柔韌 性和彈性， 預(yù)防和延緩瀝青路面的過(guò)早破壞， 避免過(guò)早的對(duì)道路進(jìn)行 大修或重建，同時(shí)降低了瀝青路面的維修費(fèi)用。我們引進(jìn)了“瀝青再生劑” ，其功能就是通過(guò)在瀝青路面表面涂 刷“瀝青再生劑”，可不改變?yōu)r青表面結(jié)構(gòu)就能起到降低路表面硬化 程度的作用，從而預(yù)防或延緩瀝青路面的過(guò)早毀壞。同時(shí)，應(yīng)用“瀝 青

8、再生劑” 進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)， 可以保留路面的幾何形狀和厚度， 對(duì)交 通的中斷要小于其他技術(shù)措施，亦不會(huì)降低路面抗滑性能。我們對(duì)“瀝青再生劑” 從室內(nèi)試驗(yàn)及試驗(yàn)路試驗(yàn)檢測(cè)等方面做了 大量工作，經(jīng)過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，研究結(jié)果達(dá)到了預(yù)期效果。1、室內(nèi)試驗(yàn)研究成果 我們通過(guò)進(jìn)行基質(zhì)瀝青還原性試驗(yàn)和原路瀝青還原性試驗(yàn)， 驗(yàn)證 了瀝青再生劑的再生性質(zhì)； 我們做了 “摻量與性能試驗(yàn)”、“老化時(shí)間 與性能試驗(yàn)”及“定摻量與不同老化時(shí)間瀝青性能試驗(yàn)” ，從不同角 度研究瀝青再生劑性能、瀝青老化程度及瀝青再生效果之間的關(guān)系， 將三者的關(guān)系進(jìn)行量化，得出了以下初步結(jié)論：（1）瀝青再生劑對(duì)已老化的瀝青有再生作用（2）瀝青

9、再生劑的理論摻量應(yīng)在 2%4%之間，摻量過(guò)少，再生 效果有限，摻量過(guò)大，瀝青會(huì)變得較軟，相當(dāng)于把瀝青降級(jí)，從而影 響了瀝青混凝土的熱穩(wěn)定性。3）在摻量一定的條件下瀝青再生劑對(duì)老化時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的瀝青再生 效率下降，即其對(duì)應(yīng)用 2-3 年的路面中的瀝青再生效果最為明顯。（4）瀝青再生劑有較好的抗老化能力，摻入瀝青再生劑的瀝青經(jīng) 過(guò)試驗(yàn)儀器老化后，其大多數(shù)指標(biāo)仍在新瀝青標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。2、試驗(yàn)路研究成果 依據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果，我們選擇沈撫高速公路 K9+450-K11+000 段進(jìn)行試驗(yàn)路研究。試驗(yàn)主要研究涂刷瀝青再生劑前后瀝青路面的使 用性能指標(biāo)即滲水系數(shù)、 磨擦系數(shù)及構(gòu)造深度的變化情況， 以及舊路 瀝青的性

10、能指標(biāo)變化情況。研究結(jié)論如下：（ 1）瀝青再生劑有較好的滲透能力，在對(duì)使用 8 個(gè)月左右路段鉆 芯取樣后觀測(cè)結(jié)果表明，瀝青再生劑滲透到路面下 8mm 左右。（2）瀝青再生劑有較好的路用性能，從檢測(cè)結(jié)果看，瀝青路面灑 布瀝青再生劑后，瀝青路面的摩擦系數(shù)明顯降低， 行車噪音大大減低， 說(shuō)明原來(lái)舊路面中老化瀝青已有一定程度的激活和再生， 彈性有了一 定的恢復(fù)； 構(gòu)造深度降低幅度很小， 說(shuō)明瀝青再生劑已經(jīng)逐漸滲透到 面層中，同時(shí)表面瀝青有了明顯的軟化和再生； 舊路有滲水現(xiàn)象的部 位經(jīng)灑布瀝青再生劑后， 其滲水系數(shù)都為零， 說(shuō)明瀝青再生劑對(duì)于微 小裂縫有密封作用。（3）瀝青再生劑有較好防水、防油性能，在

11、對(duì)瀝青再生劑試驗(yàn)路 段坐防水、 防油試驗(yàn)并觀測(cè)結(jié)果表明， 經(jīng)處理的瀝青面層表面更加密 實(shí)，微小裂縫能夠自動(dòng)密封，水和油污很難侵入面層內(nèi)部。（4）通過(guò)抽提試驗(yàn)提取經(jīng)瀝青再生劑理的瀝青混合料中的瀝青， 檢測(cè)其三大指標(biāo)， 與舊路老化瀝青性能指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比。 經(jīng)瀝青再生劑 滲入再生的舊路面瀝青針入度提高了 25，延度提高了 33并符合 新瀝青延度標(biāo)準(zhǔn)，軟化點(diǎn)變化不明顯，提高了 2。（5）瀝青再生劑對(duì)舊路網(wǎng)裂、坑槽等較重病害效果很小。 依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，我們?cè)诓煌燃?jí)道路以及橋面鋪裝上做了一些應(yīng) 用，實(shí)際效果是灑布瀝青再生劑路段的病害明顯少于相鄰路段， 效果 還是比較明顯的。 但同時(shí)， 我們也應(yīng)看到， 瀝青再

12、生劑灑布的時(shí)機(jī)尚 需進(jìn)一步的研究，灑布過(guò)早，瀝青性能指標(biāo)顯著降級(jí)；灑布過(guò)晚，瀝 青再生明顯，但對(duì)已發(fā)生的較大病害無(wú)能為力。（二）、通車 34 年階段 隨著車輛荷載的重復(fù)作用， 瀝青面層內(nèi)部已產(chǎn)生微小變形， 瀝青 有了較多損耗，路面出現(xiàn)微小裂縫、小坑槽或脫皮現(xiàn)象。 該階段，路 面基層完好， 面層已產(chǎn)生較為明顯的病害， 此時(shí)再灑布瀝青再生劑已 不能解決病害， 應(yīng)該采取措施對(duì)瀝青面層結(jié)構(gòu)層進(jìn)行修補(bǔ)處理， 以避 免面層病害最終擴(kuò)大至基層結(jié)構(gòu)， 產(chǎn)生路面結(jié)構(gòu)性破壞。 該階段我們 常用的養(yǎng)護(hù)方法有碎石封層、稀漿封層、及路面現(xiàn)場(chǎng)熱再生。1、路面封層碎石封層及稀漿封層工藝已經(jīng)比較成熟， 其關(guān)鍵處在于使用 的時(shí)

13、機(jī)。許多人認(rèn)為：當(dāng)路面經(jīng)過(guò) 6-7 年，看上去路面很干裂，外觀比新 修的路面較亮， 一些大的骨料已經(jīng)開(kāi)始從混合料中脫離 （路面松散）， 一些路面已出現(xiàn)裂縫并繼續(xù)發(fā)展， 那么這時(shí)候就該應(yīng)用封層罩面處理 了。其實(shí)，此時(shí)的路面已經(jīng)損壞程度較重了， 面層的破損已經(jīng)導(dǎo)致基 層受到一定程度的損傷，單純的對(duì)面層進(jìn)行修補(bǔ)不能解決基層的問(wèn) 題。在加拿大有兩位公路專家進(jìn)行的一項(xiàng)研究表明，現(xiàn)在平均 75以上的公路，其路面壽命、路面質(zhì)量已經(jīng)下降了 40；有大約 12 以上的公路，其路面壽命、路面質(zhì)量正在下降。一旦路面氧化，出現(xiàn) 裂縫，那么水和空氣就能夠侵蝕路面， 路面的破壞就會(huì)加劇。 這些國(guó) 外的研究者發(fā)現(xiàn)， 如果每

14、一個(gè)地區(qū)在路面出現(xiàn)老化的跡象以前花費(fèi) 1 元錢對(duì)路面進(jìn)行修補(bǔ)， 那將是非常有效的； 如果再晚一些時(shí)間修補(bǔ)這 些路面，那么將花費(fèi) 4倍或 5 倍甚至更多的費(fèi)用。隨著交通量不斷增加， 我們對(duì)路面的養(yǎng)護(hù)已不再等著去進(jìn)行 修復(fù) 瀝青面層，而要提前進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，使路面盡可能達(dá)到壽命周期。 但是，具體什么時(shí)間應(yīng)用稀漿封層或碎石封層進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)比較合 適呢，尚需要一項(xiàng)系統(tǒng)的研究。 根據(jù)國(guó)外的有關(guān)經(jīng)驗(yàn)， 在正常情況下， 在路面應(yīng)用 2-4 年的范圍內(nèi)，就應(yīng)該進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)講， 早一點(diǎn)進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)， 綜合道路在全壽命周期內(nèi)的維修投入， 這可 以節(jié)約大量的費(fèi)用。沈陽(yáng)公路從 1998 年開(kāi)始應(yīng)用稀漿

15、封層， 2005年開(kāi)始應(yīng)用同步碎 石封層，進(jìn)兩年我們還在研究應(yīng)用纖維稀漿封層、 纖維改性稀漿封層、 纖維碎石封層、橡膠瀝青碎石封層以及微表處等工藝。 “十一五”期 間，在各等級(jí)公路上實(shí)施封層預(yù)防性養(yǎng)護(hù)總里程達(dá) 360 余公里，取得 了比較理想的成果?！笆濉逼陂g，我們將加大研究和應(yīng)用投入， 系統(tǒng)全面的分析總結(jié)，為大面積施行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)做好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。2、瀝青路面熱再生路面現(xiàn)場(chǎng)熱再生工藝近年來(lái)也得到了較多的應(yīng)用。 該工藝再 生技術(shù)施工簡(jiǎn)單方便， 舊路面混合料就地再生利用， 不需要搬運(yùn)廢料過(guò)程 及廢棄物堆放場(chǎng)地； 施工產(chǎn)生的振動(dòng)、 噪音比其他施工方法小， 有利 于環(huán)保；不受大的交通流量的限制，影響

16、交通及沿途居民的程度小， 施工結(jié)束就可以開(kāi)放交通。 該工藝也是預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的一種， 應(yīng)用范圍 是路面基層完好， 面層由于外界條件影響產(chǎn)生較為明顯病害， 道路未 產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性破壞。 舊路面層瀝青混凝土通過(guò)加熱、 翻拌、加入新料拌 和、攤鋪、碾壓成型，使得瀝青混凝土重新得到密實(shí)、穩(wěn)定，徹底消 除原有病害，其效果要比封層好很多，但其造價(jià)亦有所增加。瀝青路面現(xiàn)場(chǎng)熱再生與封層工藝一樣， 無(wú)法解決軟弱路基和 基層 的問(wèn)題，僅能解決由于瀝青及骨料引起的面層病害。 根據(jù)調(diào)查及國(guó)內(nèi) 外有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，在道路行駛狀況正常的情況下（如沒(méi)有超載等） ， 一條新修道路的設(shè)計(jì)年限一般為 15年，一般在使用 57 年后就進(jìn)入 大

17、修、中修期，且大中修周期一般在 3 年左右， 3 年后均會(huì)出現(xiàn)不同 程度的病害（如裂縫 、車轍等）。據(jù)調(diào)查，如果在道路使用 3-4 年左 右進(jìn)行一次就地?zé)嵩偕酿B(yǎng)護(hù)施工，可保證道路的大中修期推遲 5-7 年，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益不言而喻。就地?zé)嵩偕灿行┓矫嫘枰覀冞M(jìn)一步研究， 如：怎樣恢復(fù)熱再 生下老化瀝青的性能， 再生瀝青混凝土與新瀝青混凝土的差異的規(guī)律 和特點(diǎn)，再生瀝青路面的檢測(cè)指標(biāo)應(yīng)與新路有所差異等等。 我們應(yīng)對(duì) 其進(jìn)行系統(tǒng)的研究， 制定嚴(yán)密、 合理、操作性強(qiáng)并符合我國(guó)實(shí)際情況 的瀝青路面熱再生施工及驗(yàn)收規(guī)范。另外，我們還購(gòu)置的瀝青路面工廠熱再生設(shè)備， 對(duì)不同狀況道路 采取不同的再生工藝，達(dá)到恢復(fù)道路使用功能、節(jié)能環(huán)保的目的。四、結(jié)束語(yǔ)美國(guó) SHRP 計(jì)劃一個(gè)重要成果就是指出了預(yù)防性養(yǎng)護(hù)在延緩路 面使用性能惡化速率、 延長(zhǎng)其使用壽命和節(jié)約壽命周期費(fèi)用方面的重 要意義。正確實(shí)施預(yù)防性養(yǎng)護(hù)可保持路面良好的使用性能， 延長(zhǎng)路面 的使用周期，減少壽命周期費(fèi)用和節(jié)約養(yǎng)護(hù)維修資金。根據(jù) SHRP 計(jì)劃估算，在整個(gè)路面壽命周期內(nèi)進(jìn)行 3-