瀝青路面預防性養(yǎng)護后評價體系研究

王志超

（遼陽市交通運輸綜合行政執(zhí)法隊，遼寧 遼陽 111000）

0 引言

公路建設項目后評價是指公路通車運營2～3年后，用系統(tǒng)工程的方法，對建設項目決策、設計、施工和運營各階段工作及其變化的成因，進行全面的跟蹤、調(diào)查、分析和評價[1]。關于預防性養(yǎng)護和矯正性養(yǎng)護的效益費用比較，美國曾通過對10多萬公里不同等級道路的研究，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)護成本大幅度增加，這一階段稱之為改正性養(yǎng)護階段。根據(jù)1987年美國啟動戰(zhàn)略性公路研究項目（SHRP）中養(yǎng)護效益費用研究，在整個路面壽命周期內(nèi)進行3～4次的預防性養(yǎng)護可以延長使用壽命10～15年，節(jié)約養(yǎng)護費用45%～50%。由此可知，預防性養(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)約壽命周期內(nèi)養(yǎng)護費用等方面具有重要意義。鑒于預防性養(yǎng)護的優(yōu)點，研究其實施后評價很有必要，本文將結(jié)合預防性養(yǎng)護的特點并與公路建設項目進行比較，對預防性養(yǎng)護過程及社會環(huán)境后評價的內(nèi)容進行具體評述，并分析過程及社會環(huán)境后評價的評價指標。

1 預防性養(yǎng)護過程后評價

1.1 前期工作狀況評價

實施預防性養(yǎng)護之前，總結(jié)高速公路各路況指標的數(shù)值，包括微觀指標和宏觀指標，然后與預防性養(yǎng)護之后的相應指標進行對比。微觀指標指預防性養(yǎng)護實施路面的外觀病害變化，具體指裂縫、車轍、擁包、泛油、松散等方面，宏觀指標指對預防性養(yǎng)護道路的路面損壞狀況指數(shù)（PCI）、路面結(jié)構(gòu)強度系數(shù)（PSSI）、路面行駛質(zhì)量指數(shù)（RQI）、路面抗滑性能指數(shù)（SRI）等。

1.2 項目實施情況評價

項目實施階段是項目財力和物力集中投放與耗用過程，對項目能否發(fā)揮投資效益有著十分重要的意義。高速公路預防性養(yǎng)護項目實施情況評價主要包括以下幾個方面內(nèi)容：

（1）施工體系設計的評價

對于新建道路項目，其施工體系設計包括很多方面，具體包括總體、路線、路基路面、橋梁涵洞、隧道、互通式立交、交通工程設施等方面的設計[2]等。然而，預防性養(yǎng)護施工體系的設計與公路初期建設有一定的區(qū)別，在實施預防性養(yǎng)護之前，道路一般已經(jīng)運營了數(shù)年，所以無須對公路路線、路基路面等方面進行設計，而是要依據(jù)預防性養(yǎng)護自身的要求進行設計，預防性養(yǎng)護的施工體系設計如表1所示。

表1 預防性養(yǎng)護的施工體系設計內(nèi)容Tab.1 The construction system design content of preventive maintenance

（2）項目實施情況的評價

對于公路初期建設，項目實施情況包括施工單位的選擇、施工管理體系的組織模式、施工過程、施工質(zhì)量控制、施工進度[2]等，預防性養(yǎng)護中同樣需要對這些內(nèi)容進行評價，但兩者在每項內(nèi)容中都有差別，公路初期建設的規(guī)模要比預防性養(yǎng)護大，施工周期要比預防性養(yǎng)護長，因而施工過程要比預防性養(yǎng)護復雜。對于預防性養(yǎng)護項目，主管部門應在保證施工質(zhì)量的前提下，盡量縮短項目施工周期，盡早開放交通，避免造成交通堵塞。

1.3 運營情況和評價

在預防性養(yǎng)護實施前后對高速公路的運營狀況進行評價更能反映出公路預防性養(yǎng)護項目實施的正確性，這區(qū)別于公路初期建設項目只能對公路建成之后的運營狀況進行評價。評價內(nèi)容主要包括預防性養(yǎng)護前后的運營交通量、交通量增長率、車速、交通量構(gòu)成變化、車流密度、行車舒適度等運行參數(shù)的調(diào)查情況。

2 預防性養(yǎng)護社會后評價

對于一般的投資項目，其社會后評價應該按照社會評價的框架體系（表2）進行評價，社會評價包括社會影響分析、互適性分析、社會風險分析三個方面[3]。社會影響分析是指投資項目對國家、地區(qū)以及項目所在社區(qū)等三個層面的影響，它涉及社會環(huán)境領域、社會經(jīng)濟領域、生態(tài)環(huán)境領域和自然資源領域四個方面?；ミm性分析主要是指項目被當?shù)氐纳鐣h(huán)境、人文條件所接受的程度，以及當?shù)卣?、居民支持項目發(fā)展的程度，最終看項目與當?shù)厣鐣h(huán)境的相互適應性關系。項目的社會風險分析是指對影響項目順利實施的各種因素進行分析，選擇對項目影響最大的因素進行分析，分析產(chǎn)生這種因素的社會環(huán)境和條件，以及這種因素可能導致的后果。

表2 投資項目進行社會評價的框架體系Tab.2 The frame system of social evaluation about investment projects

考慮預防性養(yǎng)護項目與一般投資項目及公路建設項目的區(qū)別和聯(lián)系，并結(jié)合預防性養(yǎng)護項目自身的特點，其社會評價的內(nèi)容主要包括以下方面：

（1）對當?shù)厝嗣裆詈凸ぷ鞯挠绊?。主要表現(xiàn)在實施預防性養(yǎng)護之后，道路不會過早地出現(xiàn)損壞，而預防性養(yǎng)護一般施工期短，開發(fā)交通早，當?shù)厝藗冊谝欢〞r期內(nèi)出行會更加快捷方便，行車更加舒適順暢，也會節(jié)約行車時間等。如果不實施預防性養(yǎng)護而到后期實施大中修，可能會更長時間地中斷交通，最終會更大程度地影響人們的出行，還有可能給相關道路帶來交通阻塞的問題。

（2）對交通安全狀況的影響。在實施預防性養(yǎng)護之后，使得道路狀況能夠更長時間的保持良好狀態(tài)，道路的抗滑性能會有明顯的提高，與未實施預防性養(yǎng)護相比，道路交通事故會有所減少，交通安全性提高，從而使社會由于事故所產(chǎn)生的經(jīng)濟損失減少，具體表現(xiàn)為人員傷亡的減少和財產(chǎn)損失及人員家庭痛苦的減少。

（3）對環(huán)境的影響。在實施預防性養(yǎng)護期間，產(chǎn)生的噪音對附近的居民會有一定的影響，而且瀝青揮發(fā)也會降低附近的空氣質(zhì)量。所以，項目實施人員在實施過程應注意對周圍環(huán)境的保護，盡量減少不必要的損失。

3 預防性養(yǎng)護環(huán)境后評價

本研究把預防性養(yǎng)護技術與普通大修工程對環(huán)境的影響進行比較。

3.1 能源消耗方面

（1）瀝青耗能[4]

眾多預防性養(yǎng)護措施中使用乳化瀝青，施工在常溫下進行，且無需對瀝青和石料進行加熱，可以起到很好的節(jié)能環(huán)保作用。以微表處為例，微表處措施采用專用設備將具有一定級配的礦料、聚合物改性乳化瀝青、填料、水和添加劑等材料，按一定配合比均勻拌和成稀漿混合料并迅速攤鋪到路面上，在攤鋪后1～2 h內(nèi)形成可開放交通的薄層結(jié)構(gòu)。而道路大中修則是使用普通熱拌瀝青混合料進行鋪筑。實踐證明，兩者在實施過程中一般都要消耗一定的能源，但是應用微表處技術所消耗的能量比用普通熱拌瀝青混合料罩面所消耗的能量少。

在道路大中修的施工過程中，為了使瀝青保持較高的溫度，需對其進行重復加熱。因此，瀝青的實際消耗的熱能通常遠遠超過理論值，一般超過十幾倍乃至幾十倍，本文取平均值25，理論耗能和實際耗能計算結(jié)果如表3所示。

表3 普通瀝青混合料罩面瀝青消耗的能量Tab.3 The wasting energy of common asphalt mixture

對瀝青進行乳化時，需對瀝青一次加熱到120～140℃，取平均值130℃。配制乳化劑水溶液時，需將18℃水升溫至70℃。實施乳化瀝青微表處措施時，由于熱能的損失，實際所需熱能約為理論熱能的4倍，結(jié)果見表4。

表4 微表處瀝青混合料瀝青消耗的能量Tab.4 The wasting energy of micro-surfacing asphalt mixture

（2）礦料耗能[4]

采用熱瀝青拌制混合料，礦料需烘干加熱，消耗大量熱能，計算結(jié)果如表5所示。

表5 普通瀝青混合料罩面礦料消耗的能量Tab.5 The wasting energy of mine materials about common asphalt mixture

采用微表處瀝青混合料時，砂石礦料不但不需烘干加熱，而且可以在濕潤狀態(tài)下直接拌和鋪筑，可以節(jié)省大量能耗。

3.2 對噪音的影響

國內(nèi)的很多預防性養(yǎng)護工程都是采取橡膠粉薄層罩面措施，橡膠粉薄層罩面與普通熱拌瀝青混合料罩面相比，其優(yōu)勢在于橡膠粉改性瀝青混合料可以降低路面的噪音。表6給出了世界各國使用橡膠粉改性瀝青混合料減少噪音的效果[5]。

表6 橡膠粉改性瀝青混合料減少噪音效益Tab.6 The benefits of reducing noise about rubber powder asphalt mixture

3.3 釋放物質(zhì)的對比

如果使用熱瀝青維修養(yǎng)護，加熱時大量有害氣體進入空氣中，污染環(huán)境，且危害人體健康。乳化瀝青為常溫施工，可避免上述問題，從而減少環(huán)境污染，改善筑路工作者的工作條件。表7給出了乳化瀝青車間與熱瀝青車間環(huán)境監(jiān)測對比結(jié)果[6]。

表7 乳化瀝青車間與熱瀝青車間環(huán)境監(jiān)測對比Tab.7 The contrast of environment monitoring about emulsifying asphalt and heat asphalt workshop

有關資料顯示，在眾多溫室氣體中，CO2的比例為55%，濃度為354 mL/m3，在大氣中的停留時間為50～200 a，是最重要的溫室氣體，所以國內(nèi)外大多數(shù)的環(huán)境保護課題是針對減少CO2排量進行的。

根據(jù)試驗，在生產(chǎn)瀝青混合料的過程中，溫度每升高10℃，每1 t混合料將多產(chǎn)生0.9 kg的CO2排放[7]。而很多預防性養(yǎng)護技術都是在常溫下進行的，這會很大程度上降低CO2的排放，同時也會減少其他廢氣及粉塵的排放。因此，利用預防性養(yǎng)護技術對道路進行養(yǎng)護相較于傳統(tǒng)的熱拌瀝青混合料能夠產(chǎn)生更大的社會效益。表8中給出了瀝青混合料的生產(chǎn)過程中CO2排放量與溫度的關系，表9中給出了熱拌瀝青混合料其他化學物質(zhì)的排放量。

表8 瀝青混合料的生產(chǎn)過程中CO2排放量與溫度的關系Tab.8 The relations of The emissions of CO2 and temperature in the production process of asphalt mixture

表9 熱拌瀝青混合料其他化學物質(zhì)的排放量Tab.9 The emissions of the other chemicals about hot mix asphalt mixture

預防性養(yǎng)護技術不僅降低了苯并（a）毗、酚、總烴等物質(zhì)的排放，更是很大程度上降低了溫室氣體的排放，這體現(xiàn)了其巨大的社會經(jīng)濟效益。熱拌瀝青混合料還會排放其他一些化學物質(zhì)，例如CO、NOX、SO2、NO2等，而預防性養(yǎng)護技術不會排放出相應的物質(zhì)。

4 結(jié)語

本文根據(jù)公路建設項目過程后評價體系并結(jié)合預防性養(yǎng)護的特點，提出了預防性養(yǎng)護過程后評價體系，完善了高速公路預防性養(yǎng)護理論。提出了預防性養(yǎng)護施工體系評價，確定了施工體系的指標。通過對預防性養(yǎng)護與公路建設項目的區(qū)別以及預防性養(yǎng)護自身的特點進行分析，提出了預防性養(yǎng)護社會后評價的主要內(nèi)容以及指標體系，結(jié)果表明實施預防性養(yǎng)護對社會各方面的影響比公路建設項目的程度小，但是從整體上看，很多影響都不可忽略。通過對預防性養(yǎng)護技術與普通罩面技術進行對比，結(jié)果表明預防性養(yǎng)護技術會帶來巨大的經(jīng)濟效益，既減少了能量的消耗，也降低了化學物質(zhì)的排放。