道路預(yù)防性養(yǎng)護地應(yīng)用

1、瀝青混凝土路面預(yù)防性養(yǎng)護的探索與應(yīng)用隨著國民經(jīng)濟的快速發(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(shè)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(shè)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(shè)計與施 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，我們從加強對道路的預(yù)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

2、試，取得了較好的成果。一、預(yù)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(yù)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(yù)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(yù)防性養(yǎng)護的實質(zhì)就是早期預(yù)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(shè)計使用壽命。在大規(guī)模建設(shè)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(guān)鍵。圍繞建

3、設(shè)與養(yǎng)護、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，而長期保持路面良好的技術(shù)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(shè)的一種繼續(xù)。在路面養(yǎng)護和維修的關(guān)系上，長期以來 人們總是習(xí)慣于等到路面開始出現(xiàn)損壞后，才想起要對它進行維修， 而對于路面還處于良好狀態(tài)下進行預(yù)防性養(yǎng)護的意義則往往認(rèn)識不 足。預(yù)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(yù)防性養(yǎng)護最佳實施時機應(yīng)該是在路面尚 處于良好狀況，或者只有某些病害先兆時進行。雖然預(yù)防

4、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(yù)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(yù)防性養(yǎng)護資金可節(jié)約3-10元矯正性養(yǎng)護資金的結(jié)論。預(yù)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

5、個運營期。 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時間的使用功能。二、預(yù)防性養(yǎng)護的現(xiàn)狀目前，預(yù)防性養(yǎng)護在國內(nèi)還存在以下問題：（1 ）思想認(rèn)識不夠， 仍然實行“壞路先養(yǎng)”的原則，沒有真正建立起預(yù)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(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 況檢測設(shè)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(xué)的依據(jù)。（4）預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)研究和標(biāo)準(zhǔn)研究 工作滯后，不能滿足公路養(yǎng)護的實際需求，預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)相對

6、單一， 機械化施工能力不強。（5）預(yù)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(yù)防性養(yǎng)護始終未能引起足夠的重視， 人 們對其的認(rèn)識也僅僅在于表面，沒有系統(tǒng)的進行全面分析和研究， 預(yù) 防性養(yǎng)護也始終未能進行系統(tǒng)的應(yīng)用。三、我市道路預(yù)防性養(yǎng)護的應(yīng)用近年來，沈陽公路在瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護方面開展了多項調(diào)查和 研究，對瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護理論、方法、工藝、設(shè)備等都有了更為 深入的認(rèn)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(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1 2年階段隨著道路

7、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。 如能對瀝青路面進行 早期的預(yù)防性養(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(yù)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(yù)防或延緩瀝青路面的過早毀壞。同時，應(yīng)用“瀝 青再生劑”進行預(yù)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(shù)措施，亦不會降低路面抗滑性能。我們對“瀝青再生劑”從室

8、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(yù)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(guān)系， 將三者的關(guān)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(yīng)在2%4%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(dāng)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

9、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(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) 過試驗儀器老化后，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(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

10、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

11、中的瀝青， 檢測其三大指標(biāo)，與舊路老化瀝青性能指標(biāo)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(biāo)準(zhǔn)，軟化點變化不明顯，提高了 2 %。（5 ）瀝青再生劑對舊路網(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(yīng) 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(yīng)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(biāo)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3 4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)

12、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(yīng)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(guān)鍵處在于使用的時 機。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，那么這時候就該應(yīng)用封層罩面處理 了。其實，此時的路面

13、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(fù) 瀝青面層，而要提前進

14、行預(yù)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(yīng)用稀漿圭寸層或碎石圭寸層進行預(yù)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(guān)經(jīng)驗，在正常情況下， 在路面應(yīng)用2-4年的范圍內(nèi)，就應(yīng)該進行預(yù)防性養(yǎng)護。從長遠(yuǎn)來講， 早一點進行預(yù)防性養(yǎng)護，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?！?一五”期間，在各等級公路上實施封層預(yù)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?/p>

15、間，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)護做好堅實的基礎(chǔ)。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(yīng)用。 該工藝再生技 術(shù)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、穩(wěn)定，徹底

16、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(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)計年限一般為15年，一般在使用5 7年后就進 入大修、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?zé)嵩偕酿B(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?zé)嵩偕灿行┓矫嫘枰覀冞M一步研究，女口：怎樣恢復(fù)熱再 生下老化瀝青的性

17、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(biāo)應(yīng)與新路有所差異等等。我們應(yīng)對 其進行系統(tǒng)的研究，制定嚴(yán)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(shè)備， 對不同狀況道路 采取不同的再生工藝，達到恢復(fù)道路使用功能、節(jié)能環(huán)保的目的。四、結(jié)束語美國SHRP計劃一個重要成果就是指出了預(yù)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(yù)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，在整個路面壽命周期