道路預防性養(yǎng)護的應用(修改)

1、瀝青混凝土路面預防性養(yǎng)護的探索與應用隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，我市公路建設得到迅速發(fā)展，公路網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨完善，公路等級逐年提高，公路使用功能得到充分發(fā)揮。但是，一個多年來一直困擾我們的問題始終沒有從根本上解決，那就是道路的使用年限始終達不到設計年限15年。道路發(fā)生毀壞的現(xiàn)象，究其原因，有施工的問題，有車輛超載的問題，有設計與實際不完全相符的問題，有養(yǎng)護的問題等等。近年來，隨著各部門的努力，車輛超載問題得到了一定的抑制，道路設計與施工精細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，我們從加強對道路的預防性養(yǎng)護從而延長道路使用壽命的角度也進行了一些探索和嘗試，取得了較好的成果。

2、一、預防性養(yǎng)護的概念 公路路面養(yǎng)護一般分為日常養(yǎng)護、矯正性養(yǎng)護、預防性養(yǎng)護等。通常意義上的養(yǎng)護都是指被動式的矯正性養(yǎng)護，即哪里路面出現(xiàn)破損，就優(yōu)先進行維修。而預防性養(yǎng)護是一種在路面狀況良好的情況下采取的對現(xiàn)有道路系統(tǒng)進行有計劃的、基于費用一效益的養(yǎng)護策略。公路預防性養(yǎng)護的實質(zhì)就是早期預防性養(yǎng)護，一般是全面的、整體的。其作用在于通過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，保證其在正常的運營條件下，實現(xiàn)或延長設計使用壽命。在大規(guī)模建設時期，及時養(yǎng)護已有路網(wǎng)，對于保持道路完好率、防治早期破壞、控制養(yǎng)護成本尤為關鍵。圍繞建設與養(yǎng)護、維修與預防的關系，我們認為，

3、隨著路網(wǎng)的不斷完善，只有長期保持良好的路面使用性能，公路建設的巨額投資才能充分發(fā)揮其投資效益，而長期保持路面良好的技術狀況必須有一個強有力的養(yǎng)護維修支持系統(tǒng)來保障，從這一意義上來說，養(yǎng)護維修實際上是公路建設的一種繼續(xù)。在路面養(yǎng)護和維修的關系上，長期以來人們總是習慣于等到路面開始出現(xiàn)損壞后，才想起要對它進行維修，而對于路面還處于良好狀態(tài)下進行預防性養(yǎng)護的意義則往往認識不足。預防性養(yǎng)護實質(zhì)上是一種周期性的強制保養(yǎng)措施，它并不考慮路面是否已經(jīng)有了某種損壞。預防性養(yǎng)護最佳實施時機應該是在路面尚處于良好狀況，或者只有某些病害先兆時進行。雖然預防性養(yǎng)護需要投入某些費用，但它是一種費用-效益比非常良好的養(yǎng)護

4、措施。美國科氏路面解決方案中提到，美國道路業(yè)曾通過對幾十萬公里不同等級道路的跟蹤，發(fā)現(xiàn)這些道路的使用性能和壽命有一個共同的變化特征:一條質(zhì)量合格的道路，在使用壽命75%的時間內(nèi)性能下降40%，這一階段稱之為預防性養(yǎng)護階段。如不能及時養(yǎng)護，在隨后 12%的使用壽命時間內(nèi)，性能再次下降40%，從而造成養(yǎng)護成本大幅度的增加，這一階段稱之為矯正性養(yǎng)護階段。并通過調(diào)查統(tǒng)計得出每投入1元預防性養(yǎng)護資金可節(jié)約3-l0元矯正性養(yǎng)護資金的結(jié)論。預防性養(yǎng)護實際上是對道路的又一次成本投資，成本屬于整個壽命周期成本的一部分，成本發(fā)生的時間段為整個運營期。我們應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，

5、合理投資，獲取最大收益，即以最小的投入獲取最長時間的使用功能。二、預防性養(yǎng)護的現(xiàn)狀目前，預防性養(yǎng)護在國內(nèi)還存在以下問題：（1）思想認識不夠，仍然實行“壞路先養(yǎng)”的原則，沒有真正建立起預防性養(yǎng)護的理念，不能做到有針對性地采取合理的養(yǎng)護措施，往往錯過最佳養(yǎng)護時機。（2）預防性資金投入不足。（3）沒有全面建立起路面管理系統(tǒng)，路況檢測設備和手段落后或數(shù)量不足，不能及時采集和更新數(shù)據(jù)庫，不能為養(yǎng)護決策提供科學的依據(jù)。（4）預防性養(yǎng)護技術研究和標準研究工作滯后，不能滿足公路養(yǎng)護的實際需求，預防性養(yǎng)護技術相對單一，機械化施工能力不強。（5）預防性養(yǎng)護的體制和保證機制工作尚待完善。 由于各種因素的制約，預防性

6、養(yǎng)護始終未能引起足夠的重視，人們對其的認識也僅僅在于表面，沒有系統(tǒng)的進行全面分析和研究，預防性養(yǎng)護也始終未能進行系統(tǒng)的應用。 三、我市道路預防性養(yǎng)護的應用 近年來，沈陽公路在瀝青路面預防性養(yǎng)護方面開展了多項調(diào)查和研究，對瀝青路面預防性養(yǎng)護理論、方法、工藝、設備等都有了更為深入的認識。同時，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。我們認為，在瀝青路面早期使用期間的不同階段，應采取不同的養(yǎng)護措施，以解決不同的問題，達到延長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、不良氣候等影響下逐漸老化，引起瀝青面層脆性和硬化程度增加。如能對瀝青路面進行早期的預防

7、性養(yǎng)護，便可延長瀝青的使用性能，繼而延長路面的柔韌性和彈性，預防和延緩瀝青路面的過早破壞，避免過早的對道路進行大修或重建，同時降低了瀝青路面的維修費用。我們引進了“瀝青再生劑”，其功能就是通過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，從而預防或延緩瀝青路面的過早毀壞。同時，應用“瀝青再生劑”進行預防性養(yǎng)護，可以保留路面的幾何形狀和厚度，對交通的中斷要小于其他技術措施，亦不會降低路面抗滑性能。我們對“瀝青再生劑”從室內(nèi)試驗及試驗路試驗檢測等方面做了大量工作，經(jīng)過對數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，研究結(jié)果達到了預期效果。1、室內(nèi)試驗研究成果我們通過進行基質(zhì)瀝青還原性試驗

8、和原路瀝青還原性試驗，驗證了瀝青再生劑的再生性質(zhì)；我們做了“摻量與性能試驗”、“老化時間與性能試驗”及“定摻量與不同老化時間瀝青性能試驗”，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系，將三者的關系進行量化，得出了以下初步結(jié)論：（1）瀝青再生劑對已老化的瀝青有再生作用（2）瀝青再生劑的理論摻量應在24之間，摻量過少，再生效果有限，摻量過大，瀝青會變得較軟，相當于把瀝青降級，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老化時間過長的瀝青再生效率下降，即其對應用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

9、的瀝青經(jīng)過試驗儀器老化后，其大多數(shù)指標仍在新瀝青標準范圍內(nèi)。 2、試驗路研究成果依據(jù)室內(nèi)試驗結(jié)果，我們選擇沈撫高速公路K9+450-K11+000段進行試驗路研究。試驗主要研究涂刷瀝青再生劑前后瀝青路面的使用性能指標即滲水系數(shù)、磨擦系數(shù)及構(gòu)造深度的變化情況，以及舊路瀝青的性能指標變化情況。研究結(jié)論如下：（1）瀝青再生劑有較好的滲透能力，在對使用8個月左右路段鉆芯取樣后觀測結(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，說明原來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

10、的恢復；構(gòu)造深度降低幅度很小，說明瀝青再生劑已經(jīng)逐漸滲透到面層中，同時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，說明瀝青再生劑對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，在對瀝青再生劑試驗路段坐防水、防油試驗并觀測結(jié)果表明，經(jīng)處理的瀝青面層表面更加密實，微小裂縫能夠自動密封，水和油污很難侵入面層內(nèi)部。（4）通過抽提試驗提取經(jīng)瀝青再生劑理的瀝青混合料中的瀝青，檢測其三大指標，與舊路老化瀝青性能指標進行對比。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準，軟化點變化不明顯，提高了2。（5）瀝青再

11、生劑對舊路網(wǎng)裂、坑槽等較重病害效果很小。 依據(jù)試驗結(jié)果，我們在不同等級道路以及橋面鋪裝上做了一些應用，實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，我們也應看到，瀝青再生劑灑布的時機尚需進一步的研究，灑布過早，瀝青性能指標顯著降級；灑布過晚，瀝青再生明顯，但對已發(fā)生的較大病害無能為力。 （二）、通車34年階段 隨著車輛荷載的重復作用，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，此時再灑布瀝青再生劑已不能解決病害，應該采取措施對瀝青面層結(jié)構(gòu)層進行修補處理，以避免面層病害最終擴大

12、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)護方法有碎石封層、稀漿封層、及路面現(xiàn)場熱再生。 1、路面封層碎石封層及稀漿封層工藝已經(jīng)比較成熟，其關鍵處在于使用的時機。許多人認為：當路面經(jīng)過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，那么這時候就該應用封層罩面處理了。其實，此時的路面已經(jīng)損壞程度較重了，面層的破損已經(jīng)導致基層受到一定程度的損傷，單純的對面層進行修補不能解決基層的問題。在加拿大有兩位公路專家進行的一項研究表明，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

13、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，路面的破壞就會加劇。這些國外的研究者發(fā)現(xiàn)，如果每一個地區(qū)在路面出現(xiàn)老化的跡象以前花費1元錢對路面進行修補，那將是非常有效的；如果再晚一些時間修補這些路面，那么將花費4倍或5倍甚至更多的費用。隨著交通量不斷增加，我們對路面的養(yǎng)護已不再等著去進行修復瀝青面層，而要提前進行預防性養(yǎng)護，使路面盡可能達到壽命周期。但是，具體什么時間應用稀漿封層或碎石封層進行預防性養(yǎng)護比較合適呢，尚需要一項系統(tǒng)的研究。根據(jù)國外的有關經(jīng)驗，在正常情況下，在路面應用2-4年的范圍內(nèi)，就應該進行預防性養(yǎng)護。從長遠來講，早一點進行預防性養(yǎng)護，綜合道路在

14、全壽命周期內(nèi)的維修投入，這可以節(jié)約大量的費用。 沈陽公路從1998年開始應用稀漿封層，2005年開始應用同步碎石封層，進兩年我們還在研究應用纖維稀漿封層、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，在各等級公路上實施封層預防性養(yǎng)護總里程達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用投入，系統(tǒng)全面的分析總結(jié)，為大面積施行預防性養(yǎng)護做好堅實的基礎。 2、瀝青路面熱再生路面現(xiàn)場熱再生工藝近年來也得到了較多的應用。該工藝再生技術施工簡單方便，舊路面混合料就地再生利用，不需要搬運廢料過程及廢棄物堆放場地；施工產(chǎn)生的振動、噪音比其他施工方法

15、小，有利于環(huán)保；不受大的交通流量的限制，影響交通及沿途居民的程度小，施工結(jié)束就可以開放交通。該工藝也是預防性養(yǎng)護的一種，應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、穩(wěn)定，徹底消除原有病害，其效果要比封層好很多，但其造價亦有所增加。瀝青路面現(xiàn)場熱再生與封層工藝一樣，無法解決軟弱路基和基層的問題，僅能解決由于瀝青及骨料引起的面層病害。根據(jù)調(diào)查及國內(nèi)外有關數(shù)據(jù)顯示，在道路行駛狀況正常的情況下（如沒有超載等），一條新修道路的設計年限一般為15年，一般在使用57年后就進入大

16、修、中修期，且大中修周期一般在3年左右，3年后均會出現(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年左右進行一次就地熱再生的養(yǎng)護施工，可保證道路的大中修期推遲5-7年，經(jīng)濟和社會效益不言而喻。 就地熱再生也有些方面需要我們進一步研究，如：怎樣恢復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，再生瀝青路面的檢測指標應與新路有所差異等等。我們應對其進行系統(tǒng)的研究，制定嚴密、合理、操作性強并符合我國實際情況的瀝青路面熱再生施工及驗收規(guī)范。 另外，我們還購置的瀝青路面工廠熱再生設備，對不同狀況道路采取不同的再生工藝，達到恢復道路使用功能、節(jié)能環(huán)保的目的。 四、結(jié)束語美國SHRP計劃一個重要成果就是指出了預防性養(yǎng)護在延緩路面使用性能惡化速率、延長其使用壽命和節(jié)約壽命周期費用方面的重要意義。正確實施預防性養(yǎng)護可保持路面良好的使用性能，延長路面的使用周期，減少壽命周期費用和節(jié)約養(yǎng)護維修資金。根據(jù)SHRP計劃估算，在整個路面壽命周