道路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的應(yīng)用(修改)

1、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(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，有施工的問題，有車輛超載的問題，有設(shè)計(jì)與實(shí)際不完全相符的問題，有養(yǎng)護(hù)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(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。

2、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，

3、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)來保障，從這一意義上來說，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)期以來人們總是習(xí)慣于等到路面開始出現(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)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)

4、措施。美國(guó)科氏路面解決方案中提到，美國(guó)道路業(yè)曾通過對(duì)幾十萬公里不同等級(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。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，

5、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)還存在以下問題：（1）思想認(rèn)識(shí)不夠，仍然實(shí)行“壞路先養(yǎng)”的原則，沒有真正建立起預(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)過最佳養(yǎng)護(hù)時(shí)機(jī)。（2）預(yù)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(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，不能為養(yǎng)護(hù)決策提供科學(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

6、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，沈陽公路在瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)方面開展了多項(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)夂虻扔绊懴轮饾u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

7、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早破壞，避免過早的對(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早毀壞。同時(shí)，應(yīng)用“瀝青再生劑”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)研究成果我們通過進(jìn)行基質(zhì)瀝青還原性試驗(yàn)

8、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）瀝青再生劑的理論摻量應(yīng)在24之間，摻量過少，再生效果有限，摻量過大，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

9、的瀝青經(jīng)過試驗(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(fù)；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(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

11、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，瀝青再生劑灑布的時(shí)機(jī)尚需進(jìn)一步的研究，灑布過早，瀝青性能指標(biāo)顯著降級(jí)；灑布過晚，瀝青再生明顯，但對(duì)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(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

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(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)機(jī)。許多人認(rèn)為：當(dāng)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(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

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(huì)加劇。這些國(guó)外的研究者發(fā)現(xiàn)，如果每一個(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)來講，早一點(diǎn)進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，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(fèi)用。 沈陽公路從1998年開始應(yīng)用稀漿封層，2005年開始應(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?！笆晃濉逼陂g，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

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(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(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

16、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