探討瀝青混凝土路面預防性養(yǎng)護措施的確定方法

楊 慶

（貴州省公路建設養(yǎng)護集團有限公司,貴州 貴陽 550001）

0 引言

路面預防性養(yǎng)護工作是提高路面結構強度、延長道路使用壽命的有效措施，主要指在道路正常運行過程中有計劃地加以養(yǎng)護。預防性養(yǎng)護措施與“病害修復”養(yǎng)護存在差異，即在特定時間段采取合理的養(yǎng)護措施，進行路面養(yǎng)護提高路面性能，提高行車安全性[1]?？茖W合理地選擇預防性養(yǎng)護措施是提高養(yǎng)護效果的關鍵，也是提高道路使用壽命并降低全生命周期養(yǎng)護費用的有效舉措[2]。該文結合公路預防性養(yǎng)護實踐，從初期選擇、費用效益、多因素綜合評價三個角度對預防性養(yǎng)護措施的合理選擇進行分析。

1 預防性養(yǎng)護措施選擇流程

以某省公路預防性養(yǎng)護實踐為基礎，結合相關工作經(jīng)驗，對瀝青混凝土路面預防性養(yǎng)護措施優(yōu)化及其流程加以總結，詳見圖1所示。

圖1 瀝青混凝土路面預防性養(yǎng)護措施的選擇流程

詳細流程如下：

（1）現(xiàn)場勘測路面狀況，根據(jù)檢測結果評估瀝青混凝土路面破損程度，結合相關參數(shù)指標選擇評定內(nèi)容，包括PCI、RQI、SRI、RDI、PSSI等。結合現(xiàn)場對瀝青混凝土路面勘測結果準確評估病害類型、路面損壞情況，判斷該路段是否符合養(yǎng)護條件。

（2）結合公路等級、路面狀況、損害類型、交通量等，初步選擇可行的瀝青混凝土路面預防性養(yǎng)護措施[3]。

（3）選用等效年度費用法，比對所有可行的瀝青混凝土路面預防性養(yǎng)護措施費用效益，綜合分析后選擇費用效益最佳的策略[4]。

（4）結合當?shù)亟?jīng)濟情況、路面損害程度、施工質量、材料可獲得性等相關指標，對預防性養(yǎng)護措施進行綜合效益評估，最終確定可行性最佳的預防性養(yǎng)護方案。

2 預防性養(yǎng)護措施的確定方法

2.1 預防性養(yǎng)護措施初期選擇

現(xiàn)階段，瀝青混凝土路面預防性養(yǎng)護措施眾多，包括薄層罩面、表面封層、封縫等[5]。薄層罩面即對瀝青混凝土混合料加熱拌和后覆蓋在原路面區(qū)域形成40 mm厚的薄層結構，以保護原有路面結構。表面封層區(qū)域包括微表處、霧封層、稀漿封層等。封縫即以防水材料對瀝青混凝土路面開裂處填充封閉，防止雨水下滲進一步損害路面結構。

瀝青混凝土路面某一類損害類型可選擇的預防性養(yǎng)護措施眾多，特定防護措施可應用于不同病害類型，對預防性養(yǎng)護措施的選擇應結合路面病害類型、公路等級、交通量、當?shù)亟?jīng)濟情況、材料可獲得性等指標綜合評估，現(xiàn)階段常用的瀝青混凝土路面預防性養(yǎng)護措施如表1所示。

表1 瀝青混凝土路面推薦預防性養(yǎng)護措施

2.2 費用效益分析

預防性養(yǎng)護措施決策，應遵循延長路面壽命和降低維護費用的基本原則，通過費用效益綜合分析，確定最佳的路面預防性養(yǎng)護方案?？赏ㄟ^路面使用年限、路面性能改善程度、方案經(jīng)濟效益等指標對預防性養(yǎng)護措施的效果進行全面評估，具體實施方面可通過國際平整度指數(shù)IRI、路面皮損指數(shù)PCI、道路服務指數(shù)PS等指標綜合衡量，明確不同指標的性能衰減曲線，提高評估科學性。預防性養(yǎng)護措施的可使用年限是方案效益評估最直觀、最簡便的方法。

路面全壽命周期費用類型眾多，包括路面殘值、保養(yǎng)費、燃油消耗費、日常維護費、建設費用、預防性養(yǎng)護費用、大小修養(yǎng)費用等。對預防性養(yǎng)護措施的全壽命周期費用綜合評估，指數(shù)過于繁瑣可操作不強且難以突出預防性養(yǎng)護措施的實際效果，更無法比對不同養(yǎng)護措施之間的費用差異。預防性養(yǎng)護措施的主要目標是路面養(yǎng)護以防患于未然，相關費用主要發(fā)生在預防性養(yǎng)護實施階段，故此對非養(yǎng)護階段涉及的費用可忽略。對不同預防性養(yǎng)護措施，在預防性養(yǎng)護費用方面的差異需重點關注。

以等效年度費用效益這一概念評估不同預防性養(yǎng)護措施的費用標準，根據(jù)當?shù)仡A防性養(yǎng)護措施的實踐經(jīng)驗，來確定具體的養(yǎng)護方案。用r來表示等效年度費用效益值，該指標可用預防性養(yǎng)護措施綜合費用（C）與其使用年限（t）比值來表示，詳見公式（1）所示。

2.3 多因素綜合評判

根據(jù)項目實際情況進行預防性養(yǎng)護措施的初期選擇和費用效益分析后，仍然存在多個措施難以抉擇的，可進行多因素綜合評價，分析不同措施的綜合效益，并最終確定1~2個最佳方案，作為預防性養(yǎng)護措施的待選目標。

對瀝青混凝土路面預防性養(yǎng)護措施決策的影響因素包括路面結構、損害狀況、養(yǎng)護費用、交通量等路面因素，還包括材料可獲取性、行駛舒適性、環(huán)保、美觀等施工因素[6]。道路所在區(qū)域不同，管理部門不同，項目養(yǎng)護措施的選擇會存在很大差異，為避免主觀因素對瀝青混凝土路面預防性養(yǎng)護措施決策的影響，引入綜合評判系數(shù)k來評估相關因素對預防性養(yǎng)護措施的影響，計算公式如（2）所示。綜合計算不同方案的k值后，選定k值較大者作為目標方案，k值越大表明該因素對預防性養(yǎng)護措施的實施影響越大，可行性越高。

式中，n——影響因素的數(shù)量；Cij——第i種目標預防性養(yǎng)護措施，可根據(jù)不同項目實際情況合理選擇，方案確定需結合第j種影響因素的特征值，也可以根據(jù)表2的內(nèi)容確定候選范圍；Wj——第j種因素的權重系數(shù)，可根據(jù)實際情況確定或根據(jù)表3內(nèi)容選擇。

表2 影響因素的特征屬性值Cij推薦范圍

表3 影響因素的權重系數(shù)Wj的推薦值

3 預防性養(yǎng)護措施決策的工程應用

某瀝青混凝土路段為二級公路，該公路為養(yǎng)護科學決策示范工程，設計時速40 km/h。2019年，該路段進行了工程維修，既往數(shù)據(jù)顯示該路段交通量大，沿途村鎮(zhèn)多且車輛超載問題突出，路面病害明顯?，F(xiàn)場檢測結果顯示，該路段全線病害突出，以裂縫為主，其次為坑槽和修補，詳見表4所示。

表4 路面病害數(shù)量統(tǒng)計

針對該路段路面狀況，瀝青混凝土路面預防性養(yǎng)護決策流程如下：

（1）結合路面病害狀況，依據(jù)預防性養(yǎng)護路況標準選擇合理的預防性養(yǎng)護措施，適宜預防性養(yǎng)護的路段病害類型包括縱向裂縫、橫向裂縫、龜裂等。

（2）該路段交通量為6 606 pcu/d，根據(jù)項目實際情況結合表1內(nèi)容進行預防性養(yǎng)護措施的初期選擇。封縫措施主要用于裂縫輪廓清晰、基層完好的路面，以及支縫發(fā)展但路面表面無明顯沉陷或縱向、橫向裂縫者。路面出現(xiàn)龜裂則可采取薄層罩面、復合封層、微表處等預防性養(yǎng)護措施。不同路面病害類型選用預防性養(yǎng)護措施不同，應根據(jù)實際情況優(yōu)化養(yǎng)護方案。

（3）按照公式（1）進行不同預防性養(yǎng)護措施費用效益的計算，詳情見表5所示。對表5內(nèi)容分析可知，復合封閉層的費用效益最大，微表處等效年度費用效益最小。

表5 費用效益計算表

（4）對不同預防性養(yǎng)護措施進行多因素綜合評判，結合表2和表3內(nèi)容，對不同預防性養(yǎng)護措施進行評分，微表處綜合評判系數(shù)為4.02，復合封層為3.43，薄層罩面為3.95，由此可見，薄層罩面與微表處預防性養(yǎng)護措施的綜合效益好。

（5）綜上分析可知，薄層罩面和微表處處理措施可滿足實踐需求，該兩項預防性養(yǎng)護措施的經(jīng)濟性突出，可作為瀝青混凝土路面預防性養(yǎng)護措施的首選。表6為工程實踐方案。

表6 路段設計實施養(yǎng)護方案

4 結論

綜上所述，現(xiàn)階段瀝青混凝土路面的預防性養(yǎng)護措施數(shù)量眾多，不同措施的養(yǎng)護效果存在差異，預防性養(yǎng)護措施決策應結合路面狀況、病害類型、氣候條件、交通狀況等因素合理選擇。

（1）瀝青混凝土路面基礎狀況不同，可選擇的預防性養(yǎng)護措施存在差異，預防性養(yǎng)護措施決策應結合路面技術狀況、公路等級、養(yǎng)護資金、交通量、氣候條件等因素加以優(yōu)化，通過定性、定量分析，結合評估指標全面評價方案可行性、技術性、經(jīng)濟性。

（2）各地區(qū)應結合瀝青混凝土路面實際情況加強路況檢測，對病害初期路面進行評估，明確病害類型和損害程度，通過預防性養(yǎng)護措施的科學實施加以改善，對該地區(qū)的預防性養(yǎng)護措施實施效果不斷總結，完善預防性養(yǎng)護措施決策的科學性。

（3）預防性養(yǎng)護措施決策是多因素影響和綜合判斷基礎上做出的科學結論，并非與路面病害結構一一對應，需結合多重因素合理選擇預防性養(yǎng)護措施，提高路面養(yǎng)護效果，延長路面使用壽命，降低綜合養(yǎng)護成本支出。