淺議高速公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護時機的確定方法

【摘要】闡述瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護的重要性，介紹確定瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護最佳時機的方法及預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)，為高速公路管養(yǎng)部門提供理論參考。

【關(guān)鍵詞】高速公路瀝青路面；預(yù)防性養(yǎng)護

預(yù)防性養(yǎng)護在延長高速公路瀝青路面的使用壽命，延遲路面大修方面起著重要的作用，是一種社會效益和經(jīng)濟效益都很好的養(yǎng)護方法，其有效性和經(jīng)濟性很大程度取決于采取預(yù)防性養(yǎng)護措施的時機。目前，國內(nèi)外對預(yù)防性養(yǎng)護時機進行很多有研究，提出了的方法主要有：生命周期評估法、基于路況（PCI）或時間的方法、行駛質(zhì)量指數(shù)和破壞指數(shù)法等等。由于路面使用性能的影響因素較多，各指標間存在內(nèi)在聯(lián)系，而且相互關(guān)系多變復(fù)雜，使得這些預(yù)防性養(yǎng)護時機的確定方法，有時難以取得滿意的效果。

本文針對瀝青路面的特點，提出的預(yù)防性養(yǎng)護時段的確定方法，考慮費用和多指標的預(yù)防性養(yǎng)護改善效果，綜合確定瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護的最佳時機。

1、瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護時機指標

瀝青路面結(jié)構(gòu)作為一個綜合系統(tǒng)，使用性能受影響的因素多，只有把單性指標融入整個系統(tǒng)中，找出各單項指標在整個路面預(yù)防性養(yǎng)護時機確定的大系統(tǒng)中所發(fā)揮的不同作用。

1.1 裂縫率

裂縫損壞是高速公路路面最常見、最早出現(xiàn)的病害。采用裂縫率（CR）指標對高速公路瀝青路面的裂縫破損狀況進行評價，計算方法如下：對于塊狀或網(wǎng)狀裂縫直接量測其破損面積（m2），而對于獨立縱向或橫向裂縫，測量實際長度（m）后按0.2 m的影響寬度折算成面積。

1.2車轍

隨著重載車輛的不斷增加，車轍已經(jīng)成為瀝青路面的一項主要破壞形式，車轍對行車的舒適性產(chǎn)生很大的影響，更主要的是危及行車安全。一定深度的車轍積水會長時間集聚，造成積水滲入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部，水分的浸入會使路面結(jié)構(gòu)在行車及凍融循環(huán)等不利條件作用下，產(chǎn)生其他結(jié)構(gòu)病害，減低路面使用功能和壽命?，F(xiàn)行養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范中的路面結(jié)構(gòu)病害分類，只將車轍化作一種路面結(jié)構(gòu)破損形式，很難全面反映出車轍這一破損形式對行駛舒適性和行車安全性產(chǎn)生的重要影響。為此，根據(jù)現(xiàn)實影響因素分析，將車轍作為確定預(yù)防性養(yǎng)護時機的指標之一很有必要。

1.3路面狀況指數(shù)PCI

路面使用過程中產(chǎn)生破損，是行車、材料、自然等各種因素作用于路面結(jié)構(gòu)后的結(jié)果，反映路面結(jié)構(gòu)的完整性，也是衡量路面服務(wù)潛力的重要指標之一。在本文中，需除去裂縫和車轍變形這兩種破損狀況。

1.4 行駛質(zhì)量指數(shù)

采用行駛質(zhì)量指數(shù)（RQI）作為預(yù)防性養(yǎng)護時機的評價指標，是為了全面衡量路面綜合系統(tǒng)在行駛質(zhì)量方面提供服務(wù)能力的狀況。行駛質(zhì)量指數(shù)來源是由國際平整度指數(shù)（RQI）計算得出。 1.5 抗滑系數(shù)

抗滑性能是影響行車安全的重要因素之一，將路面抗滑性能作為確定預(yù)防性養(yǎng)護時機的一個指標，一般采用抗滑系數(shù)（橫向力系數(shù)SFC）作為評價指標。

2、瀝青路面預(yù)防性時機分析方法

對于預(yù)防性養(yǎng)護而言，首先應(yīng)保證路面結(jié)構(gòu)的性能良好，這是進行預(yù)防性養(yǎng)護的前提。路面強度指標用SSI來表示，主要用于評價現(xiàn)有路面的承載力，即用路面允許彎沉值和路段代表彎沉值的比例來表示。《公路養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》（JTGH 10-2009）中規(guī)定，高速公路和一級公路的SSI應(yīng)大于等于0.83。因此，進行預(yù)防性養(yǎng)護的高速公路瀝青路面SSI一定在0.83以上。

采集路面運營期間逐年的路面狀況數(shù)據(jù)，建立路面使用性能預(yù)測模型，對路面強度進行預(yù)測，以路面強度衰變到良以下的年限作為預(yù)防性養(yǎng)護時段的上限，這個年限假定為T。

以裂縫率CR、車轍深度RD、路況指數(shù)PCI、行駛質(zhì)量指數(shù)RQI、橫向力系數(shù)SFC等綜合預(yù)測的結(jié)果作為預(yù)防性養(yǎng)護時機確定路況指標。

CR=（CA+0.2L）/A式中：CA為龜裂及塊裂的總面積，L為單根裂縫的總長度，A為評級路段路面面積。

通過對預(yù)防性養(yǎng)護評定指標和標準的研究，筆者認為當(dāng)CR≥1%、RD≥10mm、PCI≤85、RDI≤9.6、SFC≤50時就可以進行預(yù)防性養(yǎng)護。設(shè)裂縫率C=1%對應(yīng)的時間為t1，車轍深度RD=10mm對應(yīng)的時間為t2，路況指數(shù)PCI=85對應(yīng)的時間為t3，行駛質(zhì)量指數(shù)RQI=9.6對應(yīng)的時間為t4，橫向力系數(shù)SFC=50對應(yīng)的時間為t5，則min{t1，t2，t3，t4，t5}為預(yù)防性時段下線，預(yù)防性養(yǎng)護時段為[min{t1，t2，t3，t4，t5}，T]。

此外，各項指標有一個閾值，即超過該閾值不適宜進行預(yù)防性養(yǎng)護。這些閾值對應(yīng)的時間用S表示。則裂縫率CR =5%對應(yīng)的時間為S1，車轍深度RD=10mm對應(yīng)的時間為S2，路況指數(shù)PCI=85對應(yīng)的時間為S3，行駛質(zhì)量指數(shù)RQI=9.6對應(yīng)的時間為S4，橫向力系數(shù)SFC=50對應(yīng)的時間為S5，min{S1，S2，S3，S4，S5}

3、瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護措施

3.1霧封層

采用專用灑布車在瀝青面層上噴灑薄層的高滲透性改性乳化瀝青，形成嚴密的防水層將路面封閉，起隔水、防滲、保護路面使用功能。

3.2稀漿封層

由連續(xù)級配集料、填料、乳化瀝青、水拌勻后攤鋪在路面上的封層，具有防水、防滑、耐磨耗、填充等作用。

3.3微表處

由乳化瀝青、水、礦粉等原材料按一定比例組成的高分子聚合物改性乳化瀝青，和一定比例的石料通過專用攤鋪設(shè)備進行攪拌后攤鋪到瀝青路面上，用于對道路的多功能維護及路面使用性能的改善的預(yù)防性養(yǎng)護措施。微表處是瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)的主要形式。

3.4碎石封層

碎石封層分為異步碎石封層和同步碎石封層，一般多采用后者。碎石封層用于基層表面時，起封水和改善基層與瀝青層間聯(lián)結(jié)作用；用于路面表面層，以恢復(fù)路面的抗滑性能、改善平整度、提高舒適性、延長使用壽命為主。

結(jié)語：

所建立的瀝青路面預(yù)防性時機確定方法，以最少的資金投入，在路面強度發(fā)生大幅度衰減之前，對路面進行補強，以適應(yīng)重載交通。采取的維修及時合理，減低路面全壽命周期費用。

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作者簡介：

陳君煒，男，1982年7月，廣西平南，本科，公路工程，工程師。