高速公路瀝青路面中修養(yǎng)護維修對策選擇研究

陳麗萍

（湖南省高速公路管理局，湖南長沙 410016）

高速公路瀝青路面中修養(yǎng)護維修對策選擇研究

陳麗萍

（湖南省高速公路管理局，湖南長沙 410016）

為提高路面使用性能，保證高速公路行車安全，根據(jù)現(xiàn)有瀝青路面養(yǎng)護管理實際，建立以車轍深度RD和破損狀況PCI指標為基礎(chǔ)的中修養(yǎng)護可選對策和強制對策，并提出了綜合考慮開裂狀況、老化程度、滲水系數(shù)、交通流量、路面結(jié)構(gòu)的中修養(yǎng)護維修決策樹和決策分析流程，為高速公路中修養(yǎng)護維修對策選擇提供參考。

公路；瀝青路面；中修養(yǎng)護維修；決策樹

在環(huán)境、交通荷載等因素的共同作用下，瀝青路面會出現(xiàn)不同程度的坑槽、裂縫、車轍等病害，嚴重影響行車舒適性和安全性、路面使用壽命和服務(wù)水平，必須及時對其進行養(yǎng)護維修。

影響?zhàn)B護維修對策確定的因素有路網(wǎng)整體現(xiàn)有路況水平、路面使用性能的自然衰減值、資金限制條件、階段性政策等，公路養(yǎng)護維修對策選擇屬于多目標、多階段的決策問題。為充分發(fā)揮有限養(yǎng)護資金的使用效率和養(yǎng)護效益，走集約化養(yǎng)護的道路成為高速公路養(yǎng)護管理的重要途徑。

1 養(yǎng)護階段性劃分

為了保持路面使用性能，按照瀝青路面養(yǎng)護技術(shù)特點，路面養(yǎng)護維修技術(shù)可分為日常養(yǎng)護、預(yù)防性養(yǎng)護、中修和大修四類，在不同階段采用不同的養(yǎng)護維修策略。通常路面開通的最初幾年，整體狀況較好，只需進行日常養(yǎng)護維修，如清除路面垃圾、處理路面細微病害；當路面病害繼續(xù)發(fā)展，為減少水分進入路面結(jié)構(gòu)，應(yīng)考慮采用預(yù)防性養(yǎng)護，如微表處、就地熱再生、霧封層等；當路面加速破壞時，應(yīng)考慮進行大中修，如銑刨、路面再生、微表處、超薄磨耗層、改建等（見圖1）。

圖1 路面養(yǎng)護維修區(qū)間示意圖

2 瀝青路面中修養(yǎng)護維修技術(shù)

根據(jù)JTGH20-2007《公路技術(shù)狀況評定標準》，瀝青路面破損狀況分為11類21種類型。各類病害都有一種或幾種養(yǎng)護維修對策可供選擇，但每種養(yǎng)護維修對策都存在一定的局限，針對具體項目，養(yǎng)護維修對策的選擇要綜合考慮路面類型、路況、養(yǎng)護經(jīng)驗、養(yǎng)護可支配經(jīng)費等因素。湖南省高速公路瀝青路面的養(yǎng)護維修對策主要包括銑刨、微表處、超薄磨耗層、瀝再生、熱再生、罩面等。

6種養(yǎng)護維修技術(shù)的應(yīng)用條件如下：銑刨主要用于舊路面維修加鋪，是一種矯正性養(yǎng)護措施，適用于車轍深度RD超過20 mm、嚴重影響行車安全，路面損壞狀況指數(shù)PCI評價為中或中以下、表層出現(xiàn)大面積松散、輪跡帶疲勞裂縫非常嚴重、但結(jié)構(gòu)承載力滿足要求，路面行駛質(zhì)量指數(shù)RQI評價為中或中以下、路表坑槽較多、嚴重影響行車質(zhì)量與外觀，路面結(jié)構(gòu)強度指數(shù)PSSI評價為中或中以下、表層以下結(jié)構(gòu)層損壞，需進行多層維修的路段。微表處適用于路面破損狀況較輕（PCI＞90）、路面有一定的車轍病害（RD為10～25 mm）的路段。瀝再生適用于結(jié)構(gòu)強度足夠、表面狀況尚好，路面病害類型主要為輕微不規(guī)則裂縫（裂縫寬度在2 mm以下）的路面。超薄磨耗層適用于路面車轍較輕微（15 mm＜RD＜20 mm）、通車年限較長、路面磨耗較嚴重的路段。熱再生適用于RD＞20 mm，并嚴重影響行車安全，PCI評價為中或中以下，表層出現(xiàn)大面積松散，輪跡帶疲勞裂縫嚴重，RQI評價為中或中以下，路面平整度較差（RQI＜80）的路段。罩面適用于PCI評價為中或中以下、RQI評價為中或中以下、

路面抗滑能力不足（SFC＜40），但路面結(jié)構(gòu)強度滿足要求的路段（見表1）。

表1 不同瀝青路面養(yǎng)護對策的適用條件及比較

從表1所示路面養(yǎng)護維修對策的使用效果來看，各種路面養(yǎng)護措施對于路面開裂、車轍、平整度及抗滑的修復(fù)效果各不相同，應(yīng)結(jié)合路面病害特點及其使用效果選擇路面養(yǎng)護維修方案。

3 中修養(yǎng)護可選對策及強制對策

3.1 中修養(yǎng)護可選對策

在美國，瀝青路面以PCI為指標將路面分為75～95、60～75、＜60 3種狀況，若PCI為75～95，說明路況優(yōu)異，進行常規(guī)性維修；若PCI為60～75，表明路況良好，采取預(yù)防性養(yǎng)護維修；若PCI＜60，說明路況較差或惡劣，進行全面修復(fù)。

JTG H20-2007《公路技術(shù)狀況評定標準》采用PCI、RQI、路面車轍深度指數(shù)RDI、路面抗滑性能指數(shù)SRI、PSSI五項技術(shù)指標反映路面使用性能狀況。這些指標間存在一定的聯(lián)系，如路面破損較嚴重是由橫向裂縫引起的，則路面的平整度也較低；當路面損壞嚴重時，在水的作用下會影響路面的結(jié)構(gòu)強度。大量檢測數(shù)據(jù)表明，PCI與RQI具有良好的相關(guān)性，而與RDI、SRI的相關(guān)性較差。對于大多數(shù)高速公路，瀝青路面的抗滑性能均能滿足路面使用要求?；诖?，根據(jù)高速公路瀝青路面的特點，將路面結(jié)構(gòu)強度PSSI＞80、PQI＞80和SRI＞80的路面以車轍深度RD和破損狀況PCI兩項指標為基礎(chǔ)劃分等級，RD劃分為RD＜15 mm、15 mm≤RD＜20 mm、RD≥20 mm 3個等級，路面破損PCI劃分為PCI≥95、90≤PCI＜95、85≤PCI＜90、80≤PCI＜85、PCI＜80 5個等級，則可根據(jù)PCI和RD兩個指標將瀝青路面劃分為15類路況，并進行養(yǎng)護維修對策初選（見表2）。

表2 高速公路瀝青路面養(yǎng)護維修對策初選

3.2 中修強制對策

上節(jié)根據(jù)PCI和RD兩個指標提出了可選對策，但僅在PSSI＞80、PQI＞80和SRI＞80的路面條件下適用。除可選對策外，從維持高速公路最低服務(wù)水平和安全性考慮，可根據(jù)養(yǎng)護目標和養(yǎng)護資金情況確定如下強制性措施：

（1）平均PSSI＜80，即高速公路路面結(jié)構(gòu)強度達不到要求時，應(yīng)采取補強的大修對策，功能性罩面不再適用。

（2）RD＞20 mm為影響高速公路行車安全的車轍界限值，當公路平均車轍深度大于20 mm時，必須以中修可選養(yǎng)護維修對策確定養(yǎng)護維修方案。

（3）SRI＜80為影響高速公路行車安全的抗滑能力界限值，此時必須采取磨耗型罩面。

（4）RQI＜80為影響高速公路行車安全的平整度界限值，此時必須采取改善平整性的罩面措施。

4 中修養(yǎng)護維修決策樹分析

4.1 中修養(yǎng)護維修決策樹

根據(jù)路況進行養(yǎng)護維修對策選擇比較粗放。決策樹是通過一定的形式（樹結(jié)構(gòu)），根據(jù)道路等級、路況等影響決策的因素將路網(wǎng)不斷進行分枝、細化，綜合考慮各種組合條件，在各個分枝的枝末給出各種組合條件下的可能處治對策。路面的主導(dǎo)病害、路況指標及老化程度、滲水系數(shù)、交通流量等可作為考慮中修養(yǎng)護維修的影響因素，結(jié)合湖南省高速公路瀝青路面養(yǎng)護實際，采用決策樹方法建立中修養(yǎng)護維修決策樹模型（見圖2）。

圖2 高速公路瀝青路面養(yǎng)護維修對策決策樹

4.2 養(yǎng)護維修方案的決策樹分析

以保證路面性能為目標，通過規(guī)劃使每個路段得到及時修復(fù)，保證各路段達到路面使用性能的預(yù)定目標，使養(yǎng)護維修資金最省（見圖3）。

圖3 高速公路瀝青路面養(yǎng)護維修方案決策流程

（1）路面狀況檢測及路面損壞數(shù)量預(yù)測。通過全自動激光路面檢測設(shè)備對高速公路路面性能進行檢測，根據(jù)檢測結(jié)果預(yù)測路面損壞數(shù)量。

（2）確定中修路段。在現(xiàn)有路況水平的基礎(chǔ)上進行性能預(yù)測，保證各路段達到路面使用性能的預(yù)定目標，確定待中修路段。

（3）確定養(yǎng)護可選方案。根據(jù)合理的養(yǎng)護需求目標，考慮現(xiàn)有路況條件、養(yǎng)護歷史、當?shù)仞B(yǎng)護經(jīng)驗等因素，運用瀝青路面養(yǎng)護維修決策樹進行選擇。

（4）效果費用比計算。進行效果費用比計算，效果費用比大的養(yǎng)護維修對策優(yōu)先采用。

（5）確定達到路況目標費用最小方案。根據(jù)效果費用比及養(yǎng)護需求目標確定費用最小方案。

5 結(jié)語

該文基于高速公路瀝青路面的特點，以車轍深度和破損狀況兩項指標為基礎(chǔ)，將瀝青路面劃分為15類路況，并進行了養(yǎng)護維修對策初選；從維持高速公路最低服務(wù)水平和安全性考慮，根據(jù)養(yǎng)護目標和養(yǎng)護資金情況確定了強制性措施；考慮路面的主導(dǎo)病害、路況指標及老化程度、滲水系數(shù)、交通流量等因素，采用決策樹方法建立了中修養(yǎng)護維修決策模型，并制定了養(yǎng)護維修方案決策分析流程。

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2016-07-04