道路養(yǎng)護綜述

1、我國大量的瀝青路面已經(jīng)或即將進入養(yǎng)護維修高峰期在八十年代中期，隨著國外公路發(fā)達國家新建公路速度趨于平緩，公路養(yǎng)護工作己被擺 在了非常重要的位置。在許多發(fā)達國家中用于路面養(yǎng)護維修工作的費用常常要占到總的道路 事業(yè)費的30-50%。如美國每年要花費150億美元維護本國400萬km公路網(wǎng);法國國營及A 級道路中國道網(wǎng)29700kln，用于國道養(yǎng)護的機械、車輛就達6萬多臺。為了適應路面養(yǎng)護工 作的需要，許多發(fā)達國家都將改進和提高路面養(yǎng)護維修技術和相關設備列為公路科技進步的 一項研究重點，并投入了大量的資金和精力。1987年由美國國會通過了一項為期5年的研 究計劃一一美國公路戰(zhàn)略研究計劃(SHRP)，其

2、投資總額為1.5億美元，目的是:改善其國家 道路的使用性能和耐久性，使道路使用者及其維護者更加安全。在SH即計劃6個項目中的 第4項對路面養(yǎng)護維修技術進行了深入、細致的研究1201。國外公路發(fā)達國家己經(jīng)認識到 了進行養(yǎng)護維修新技術研究的重要性，著手進行了大量的研究工作，并取得了許多革新性的 成果。從國內(nèi)情況來看，隨著公路等級的不斷提高，特別是高速公路通車里程數(shù)的迅速增加， 對瀝青路面的養(yǎng)護維修工作提出了新的、更高的要求。加快我國瀝青路面養(yǎng)護維修新技術的 研究，必須盡快提到日程上來。隨著改革開放的不斷深入和國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展，公路建設 作為我國經(jīng)濟建設的重點項目，近十幾年來得到了長足的發(fā)展。截止

3、1999年底，全國公路 通車里程己達到135.2萬km，二級以上高等級公路為16.9萬km，其中高速公路從無到有， 己突破11600km?！鞍宋濉逼陂g，全國公路里程增加了 11萬恤，“九五”期間新增公路里程 仍保持在11萬km，“十五”目標為新增公路16萬km。由于瀝青路面具有足夠的力學強度 和一定的彈性、塑性變形能力，有高度的減振性，行車平穩(wěn)舒適、噪聲低，且不揚塵等特點， 已修和待建的高等級公路大部分為瀝青路面。特別是高速公路，90%以上為瀝青路面。公路 是暴露在大自然的帶狀工程結構物，它長期經(jīng)受著日曬、雨雪、酷熱、嚴寒和凍融，并承受 著頻繁交通瞬時動荷載的反復作用。高等級公路的入了養(yǎng)護維修

4、期，有些路面的破損已相當 嚴重。近幾年大量修建的瀝青路面，由于各種原因使許多瀝青路面出現(xiàn)早期破損，而提早進 入養(yǎng)護維修期，其中某些路面第一年修建第二年便出現(xiàn)破損，需要維修;而有些路面甚至出 現(xiàn)當年修建當年維修。大量的瀝青路面己經(jīng)或即將進入養(yǎng)護維修期，這可以歸納為以下幾方 面原因：從瀝青路面壽命周期來看，前期修建的許多路面經(jīng)過數(shù)年的使用，有了較大的磨損和損壞， 為了保持路面原有與公路等級相適應的服務水平，己經(jīng)到它的養(yǎng)護維修期。而這幾年大量修 建的瀝青路面再要不了多久也將進入養(yǎng)護維修期。隨著我國國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展，交通流量、客運量大幅度提高，負載增加，超載問題嚴 重，行車速度提高，其結果直接導致瀝

5、青路面的磨損和損壞速度加快，大量的瀝青路面提前 進入養(yǎng)護維修期。由于對瀝青路面，特別是對高等級瀝青混凝土路面的施工技術及施工設備使用方法還未 完全很好掌握，以及對瀝青路面修筑材料的選擇和使用還不很準確和完善，造成瀝青路面的 修筑質(zhì)量不穩(wěn)定，出現(xiàn)了較多的薄弱環(huán)節(jié)，致使不少新建路面開通后不久便產(chǎn)生局部破損， 過早的使瀝青路面進入養(yǎng)護維修期。瀝青路面施工工期不按道路工程本身的規(guī)律來確定，往往是還未開工，竣工日期己定， 致使施工組織設計失去控制工期及優(yōu)化的作用。配套工程缺乏總體網(wǎng)絡，當某些公用事業(yè)管 線施工進度失控時就壓縮道路的施工期，從而造成道路的施工質(zhì)量下降，導致瀝青路面出現(xiàn) 過早的破損，進入養(yǎng)護

6、維修期。在我國交通部19%年頒布并實施的公路養(yǎng)護技術規(guī)范中“公路養(yǎng)護的技術政策和 措施”的第8條，明文規(guī)定:“大力推廣和發(fā)展公路養(yǎng)護機械化”。為了大力推廣和發(fā)展公路 養(yǎng)護機械，必須使養(yǎng)護機械的技術水平不斷提高，為此要不斷加強對養(yǎng)護維修新材料和新工 藝的深入研究，特別是加強新材料、新工藝和新設備的綜合研究，將會取得事半功倍的效果。 所以，關于瀝青路面養(yǎng)護維修新技術的研究工作應盡早展開，刻不容緩。作為經(jīng)濟強省與交通大省，江蘇省的高速公路與干線公路的路面以瀝青路面占絕大多 數(shù)，公路路網(wǎng)密度與道路服務水平均居國內(nèi)前列。目前江蘇省瀝青路面的總體使用狀況良好， 2009年其公路養(yǎng)護里程達到13.8萬公里，

7、公路養(yǎng)護比例達到96.1%，國、省道優(yōu)良路率分 別達到96.7%、96.6%，路面實際服役年限也更長?，F(xiàn)階段江蘇省公路瀝青路面的病害多出 現(xiàn)在面層、瀝青面層的病害則以裂縫、局部坑塘及車轍等為主，如何快速、高效地修復此類 病害是各級公路養(yǎng)護管理部門未來幾年內(nèi)所面臨的主要問題。路面破損類型我國瀝青路面破損分類(公路瀝青路面養(yǎng)護技術規(guī)范JTJ073.22001)裂縫類:龜裂；不規(guī)則裂縫；縱裂；橫裂松散類:坑槽；麻面；脫皮；啃邊；松散變形類：沉陷；車轍；搓板；波浪；擁包其他類:泛油；磨光；修補損壞；凍脹、翻漿美國SHRP瀝青路面破損分類裂縫:龜裂；塊裂；路面端部裂縫；縱裂；橫裂；反射裂縫路面的坑槽和修

8、補:坑槽；修補不良表面變形：車轍；擁包表面損壞：泛油；磨光；剝落和老化其它損壞：路肩損壞；主車道與路肩接縫處開裂；泛水和冒泥現(xiàn)象路面使用品質(zhì)評價指標與方法準確地評價路面使用性能是確定養(yǎng)護需求，是制定養(yǎng)護策略重要的前提條件。對路面使 用性能評價的研究已經(jīng)開展了很多年，早在1962年，AASHO試驗路的報告中就曾提出過 采用現(xiàn)時服務能力指數(shù)PSI(Present Serviceability Index)指標評價路面服務能力的方法。我國 2008年2月出版的公路技術狀況評定標準中采用路面破損、平整度、車轍、抗滑性能 和結構強度五項指標對路面使用性能進行評價。與以往的公路瀝青路面養(yǎng)護技術規(guī)范和 高速

9、公路養(yǎng)護質(zhì)量檢評方法不同的是，該標準將路面車轍列為獨立的評價指標，并將路 面結構強度作為抽樣評定指標。路面狀況檢測車、激光平整度儀、落錘式彎沉儀、抗滑性能檢測車以及路面雷達等快速無損檢測手段可以提供大量的細致詳實數(shù)據(jù)。一些現(xiàn)代數(shù)學方 法，如BP神經(jīng)網(wǎng)絡和模糊算法，被用以從微觀的角度分析檢測數(shù)據(jù)，評價路面使用性能。 這些數(shù)學方法不需要精確的數(shù)學模型，具有較強的數(shù)據(jù)處理能力和可靠的精確度。指標平整度破損強度抗滑性能調(diào)查內(nèi)容IRIDRLsSEC 或 BPN評價指標RQIPCISSISEC 或 BPN綜合指標PQI常見病害維修方法裂縫（1）縱橫向裂縫縫寬在6以內(nèi)的，宜將縫隙刷掃干凈，并用壓縮空氣吹去塵

10、土后，采用熱瀝青或乳化 瀝青灌縫撒料法封堵;縫寬在6以上的，應剔除縫內(nèi)雜物和松動的縫隙邊緣，或沿裂縫開槽 后用壓縮空氣吹凈，采用砂粒式或細粒式熱拌瀝青混合料填充、搗實，并用烙鐵封口，隨即 撒砂、掃勻。在高溫季節(jié)全部或大部分可愈合的裂縫，可不加處理。（2）土基、路面基層的病害或強度不足引起的裂縫類破損，首先應處理土基或基層， 然后再修復路面。（3）灌縫和填縫（SHRP）（略）坑槽通常瀝青路面坑槽修補的施工工藝為:測定破壞部分的范圍和深度，按“圓洞方補”原 則，劃出大致與路中心線平行或垂直的挖槽修補輪廓線（正方形或長方形）。開槽應開鑿到穩(wěn) 定部分，槽壁要垂直，并將槽底、槽壁清除干凈。在干凈的槽底、

11、槽壁薄刷一層粘結瀝青， 隨即填鋪備好的瀝青混合料;新填補部分應略高于原路面，待行車壓實穩(wěn)定后保持與原路面 相平。而具體的坑槽修補方法較多，一般有熱補法、噴補法、熱再生法等三種方式。擁包、波浪、搓板、泛油車轍麻面、磨光、松散凍脹和翻漿啃邊、脫皮橋面瀝青鋪裝的養(yǎng)護和維修。路面使用性能預測在路面養(yǎng)護工作中，路面使用性能預測的重要性不言而喻。路面使用性能預測最直接的 目的是預測路面使用性能的衰減過程以及預期使用壽命。國內(nèi)外學者在路面使用性能預測方 面開展過大量的研究工作，取得了豐碩的研究成果。W.Ronald Hudson等將使用性能預測的 建模方法分為整合實際經(jīng)驗知識庫的專家系統(tǒng)、回歸分析、馬爾可夫

12、概率、人工神經(jīng)網(wǎng)絡、 貝葉斯方法以及計量經(jīng)濟學法六種方法。目前國內(nèi)外常用的建模方法是確定型建模方法和概 率型建模方法。確定型模型建模方法又可細分為力學法、力學經(jīng)驗法以及回歸分析法三種方 法。力學法常被用于預估路面的結構性能，力學經(jīng)驗法常被用于進行路面結構設計，回歸分 析法常被用于路面的養(yǎng)護工程中。采取捐拖后糞糊強度衰戒曲或預既性葬護觸度值掌搖施時姑構強度褻戒曲4大轉觸拉食采取捐拖后糞糊強度衰戒曲或預既性葬護觸度值掌搖施時姑構強度褻戒曲4大轉觸拉食時間（年）肪能衰威耐線瀝青路面預防性養(yǎng)護瀝青路面的養(yǎng)護維修工作一般可分為兩類：預防性養(yǎng)護(Preventive Maintenance)和矯正 性養(yǎng)護

13、(Corrective Maintenance)0瀝青路面的預防性養(yǎng)護是指那些帶有保護路面和以減緩路 面使用性能惡化速率為目的的作業(yè)，它通常用于沒有發(fā)生損壞或只有輕微缺陷和病害的路 面。瀝青路面的矯正性養(yǎng)護是指那些用來改正某種特定損害的作業(yè)，它通常用于已經(jīng)發(fā)生損 害但還只屬于局部損壞狀態(tài)的路面。瀝青路面預防性養(yǎng)護技術的發(fā)展與瀝青和瀝青混凝土技術的發(fā)展歷程，以及與高速公路 網(wǎng)的建設歷程密切相關?？v觀發(fā)達國家的路面預防性養(yǎng)護技術發(fā)展史，大致可分為三個階段。第一階段為20世紀20年代至80年代初，第二階段為20世紀80年代初至90年代末， 第三階段為20世紀90年代末年至現(xiàn)在。第一階段中，隨著瀝青和

14、瀝青混合料技術的發(fā)展， 大量的預防性養(yǎng)護措施被研發(fā)出來。例如20世紀20年代于德國出現(xiàn)的稀漿封層技術，20 世紀50年代于南非出現(xiàn)的碎石封層技術，20世紀60年代和70年代于德國出現(xiàn)的SMA技 術和微表處技術，以及20世紀80年代初于法國出現(xiàn)的薄層罩面技術。雖然在此階段并沒有 出現(xiàn)路面預防性養(yǎng)護的概念，但上述的預防性養(yǎng)護措施卻逐漸走向成熟并被大量應用到實體 的養(yǎng)護工程中0第二階段中，大量關于預防性養(yǎng)護措施使用性能的研究項目得到了開展。隨著路面管理 系統(tǒng)技術發(fā)展，人們需要更深入地理解路面養(yǎng)護工作的內(nèi)涵。20世紀70年代后期，加拿大 安大略州開展了路面管理系統(tǒng)研究項目，1980年Blum和Phan

15、g結合此項目正式提出了路面 預防性養(yǎng)護的概念。這是最早的關于路面預防性養(yǎng)護概念的報導。為更深入地了解預防性養(yǎng) 護措施的使用性能，1987年SHRP計劃開展了代號為SPS-3的柔性路面預防性養(yǎng)護技術試 驗路研究項目，用以考察碎石封層、稀漿封層、封縫和薄層罩面措施的短期及長期應用效果。 進入20世紀90年代，為應對越來越沉重的養(yǎng)護壓力，美國的亞利桑那、加利福利亞、喬 治亞、密歇根、蒙大納和賓夕法尼亞等州也開大量針對性較強的關于路面預防性養(yǎng)護措施應 用技術的研究項目。隨著美國國會1991年、1995年和1997年三個法案的簽署，預防性養(yǎng) 護技術在路面養(yǎng)護工作中的重要地位得以最終確定。第三階段中，系統(tǒng)

16、性、可量化的預防性養(yǎng)護技術決策理論得到了深入地研究。20世紀 90年代末，隨著大量預防性養(yǎng)護措施的應用，公路管理部門迫切需要可量化的方法制定預 防性養(yǎng)護策略。2001年路面保護基金會將預防性養(yǎng)護技術的內(nèi)涵定義為：將最合適的措施， 在最合適的時間，應用到最合適的位置上。此后，關于預防性養(yǎng)護策略理論的研究大多圍繞 這三個最合適開展。2001年Gilbert Y.Baladi等對亞利桑那、蒙大納和賓夕法尼亞三州的預 防性養(yǎng)護技術應用情況進行了總結，認為花1美元用于路面預防性養(yǎng)護，將會節(jié)省410美 元用于路面大修。2003年S.Labi等探討了預防性養(yǎng)護技術的短期和長期效益理論分析方法。 2004年D.G.Peshkin等研究了養(yǎng)護措施的最佳應用時機判斷方法。2006年亞利桑那州開發(fā)了 融入預防性養(yǎng)護技術模塊的第二代路面管理系統(tǒng)。這些研究的開展意味著人們對預防性養(yǎng)護 技術的認識已由最初的感性層面上升到了深層次的理性層面。截至目前，國內(nèi)外仍有很多學 者對預防性養(yǎng)護決策理論進行著深入研