遼寧省高速公路全壽命周期養(yǎng)護(hù)技術(shù)分析

吳永付

(遼寧交投公路科技養(yǎng)護(hù)有限責(zé)任公司 沈陽(yáng)市 110166)

1 遼寧省高速公路養(yǎng)護(hù)現(xiàn)狀

自1990年沈大高速公路建成通車,30年來(lái)遼寧省高速公路養(yǎng)護(hù)管理堅(jiān)持“預(yù)防為主、全面養(yǎng)護(hù)、科學(xué)管理、確保暢通”的工作方針,取得了一定成績(jī),但隨著道路運(yùn)營(yíng)時(shí)間的不斷增加以及企業(yè)本身對(duì)效益的追求,目前遼寧省高速公路養(yǎng)護(hù)項(xiàng)目仍存在以下問題有待進(jìn)一步解決和提升。

(1)道路即將全面進(jìn)入養(yǎng)護(hù)期

2023年遼寧省高速公路通車?yán)锍坛^(guò)4400km,根據(jù)《遼寧省“十四五”綜合交通運(yùn)輸發(fā)展規(guī)劃》,截止到2025年末通車?yán)锍虒⑦_(dá)到4805km,預(yù)計(jì)到2030年通車?yán)锍虒⒊^(guò)5000km,屆時(shí)通車時(shí)間10年以上、15年以上和20年以上的高速公路里程占比將分別達(dá)到76.7%、73.5%、46.2%。

2023年、2025年和2030年遼寧省高速公路運(yùn)營(yíng)年限變化趨勢(shì)如圖1所示。

圖1 遼寧省高速公路運(yùn)營(yíng)年限變化趨勢(shì)

(2)路面檢測(cè)時(shí)機(jī)欠佳

目前遼寧省在每年5～9月開展高速公路路況檢測(cè)工作,極易忽視受冬季降雪影響下,路表水通過(guò)病害進(jìn)入路面內(nèi)部,造成路面破壞。同時(shí),在目前的養(yǎng)護(hù)模式下,養(yǎng)護(hù)單位和檢測(cè)單位是獨(dú)立的,兩者之間不能實(shí)時(shí)溝通,也易造成部分病害無(wú)法及時(shí)被發(fā)現(xiàn),延誤養(yǎng)護(hù)時(shí)機(jī)[1]。

(3)公益服務(wù)屬性與企業(yè)尋求發(fā)展和效益間存在一定矛盾

高速公路作為準(zhǔn)公益性質(zhì)項(xiàng)目,“一省一集團(tuán)”的高速公路管養(yǎng)模式和向高速公路要效益之間存在一定矛盾和不平衡。

(4)管養(yǎng)分離不夠徹底

在遼寧省高速公路養(yǎng)護(hù)模式及流程現(xiàn)狀下,日常養(yǎng)護(hù)工作通過(guò)實(shí)施承包模式已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了市場(chǎng)化管理和管養(yǎng)分離,但在專項(xiàng)養(yǎng)護(hù)工程中還不夠徹底。

(5)專項(xiàng)養(yǎng)護(hù)仍采取計(jì)量支付模式

容易形成養(yǎng)護(hù)施工單位寧大勿小的養(yǎng)護(hù)思路,同樣的車輛、設(shè)備和人員以及安全措施,追求修補(bǔ)的病害越大越好,利潤(rùn)越高越好,從而導(dǎo)致了養(yǎng)護(hù)及時(shí)性無(wú)從談起、預(yù)防養(yǎng)護(hù)無(wú)從談起,前置性的養(yǎng)護(hù)理念并沒有得到有效實(shí)施,同時(shí)也存在新技術(shù)新成果轉(zhuǎn)化過(guò)程長(zhǎng)、轉(zhuǎn)化難度較大等問題。

2 需要解決的問題

基于上述分析,應(yīng)重點(diǎn)對(duì)上述問題予以解決,以保障養(yǎng)護(hù)工作的順利進(jìn)行。

(1)由傳統(tǒng)管理方式向信息化管理轉(zhuǎn)變

建立智能化、信息化和集成化的養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng),建立路面、橋隧等專業(yè)養(yǎng)護(hù)科學(xué)決策輔助管理系統(tǒng),建立全省的養(yǎng)護(hù)信息管理平臺(tái)并能在內(nèi)部各管理層級(jí)有效應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)養(yǎng)護(hù)信息共享,實(shí)現(xiàn)路網(wǎng)級(jí)在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、養(yǎng)護(hù)動(dòng)態(tài)、資金計(jì)劃、養(yǎng)護(hù)統(tǒng)計(jì)工作、應(yīng)急搶險(xiǎn)、路況評(píng)價(jià)、公眾服務(wù)等方面的信息化管理[2]。

(2)提升病害診斷時(shí)機(jī)的時(shí)效性

建議盡可能的在秋季及初冬(未降雪)對(duì)寒區(qū)高速公路路面病害進(jìn)行檢測(cè),同時(shí)提升數(shù)據(jù)信息的有效共享程度,以進(jìn)一步提升病害診斷的時(shí)效性。

(3)由“一對(duì)多”管理向“一對(duì)少”管理轉(zhuǎn)變

養(yǎng)護(hù)工作可不再以單一的養(yǎng)護(hù)項(xiàng)目為招標(biāo)對(duì)象,而是以合理區(qū)域覆蓋范圍內(nèi)的高速公路路段養(yǎng)護(hù)為整體,以“路況檢測(cè)+方案設(shè)計(jì)+日常養(yǎng)護(hù)+專項(xiàng)養(yǎng)護(hù)”進(jìn)行全過(guò)程招標(biāo),以路基、路面、橋涵、隧道等進(jìn)行全要素招標(biāo),簽訂時(shí)效在3～8年或更長(zhǎng)的養(yǎng)護(hù)合同。

(4)加強(qiáng)公路養(yǎng)護(hù)領(lǐng)域科研力量,推進(jìn)“科研+養(yǎng)護(hù)”的發(fā)展模式

“科研+養(yǎng)護(hù)”發(fā)展模式是在高度融合科研開發(fā)、試驗(yàn)檢測(cè)、養(yǎng)護(hù)設(shè)計(jì)、材料生產(chǎn)和養(yǎng)護(hù)施工等各環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)上,釋放綜合疊加效能,實(shí)現(xiàn)1+1>2的效果。其中,自主科技創(chuàng)新成果的轉(zhuǎn)化應(yīng)用是貫穿各業(yè)務(wù)板塊的中心主軸,是聯(lián)結(jié)其它環(huán)節(jié)的“粘合劑”。圍繞新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備的轉(zhuǎn)化應(yīng)用,“科研端”和“養(yǎng)護(hù)端”互相依托、互為平臺(tái),形成推動(dòng)高質(zhì)量快速發(fā)展的雙重引擎,具有極強(qiáng)的活力和良好的發(fā)展前景。

3 高速公路全壽命周期養(yǎng)護(hù)技術(shù)

3.1 公路全壽命周期養(yǎng)護(hù)階段

依據(jù)遼寧省高速公路養(yǎng)護(hù)經(jīng)驗(yàn),公路全壽命周期養(yǎng)護(hù)大體可以分成四個(gè)階段,具體如下:

(1)第一階段:路表性能全部滿足使用性能要求,無(wú)路表性能衰減現(xiàn)象。

(2)第二階段:公路處于運(yùn)營(yíng)早期,無(wú)明顯病害,路表性能滿足使用要求,但部分路段開始出現(xiàn)路表使用性能衰減現(xiàn)象,基層及中下面層保持完好,多數(shù)病害未貫穿表面層結(jié)構(gòu),路面病害為細(xì)微裂縫、輕微車轍、松散、泛油、抗滑不良等。

(3)第三階段:公路經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)營(yíng)出現(xiàn)了一般性破壞和功能衰減,但無(wú)整體結(jié)構(gòu)性破壞或部分使用功能嚴(yán)重喪失路段,基層保持完好,面層整體發(fā)生大面積破壞,路面病害包括層間粘結(jié)不良,瀝青面層溫度應(yīng)力裂縫、瀝青面層疲勞裂縫、瀝青面層抗剪強(qiáng)度不足、瀝青面層材料壓密或流動(dòng)變形、水損害等。

(4)第四階段:基層或底基層發(fā)生大面積破壞,反射至瀝青面層,引發(fā)路面的結(jié)構(gòu)性破壞。

3.2 第一、二階段養(yǎng)護(hù)技術(shù)

當(dāng)公路處于第一階段和第二階段時(shí),養(yǎng)護(hù)技術(shù)主線建議以“全過(guò)程預(yù)防性綜合養(yǎng)護(hù)”取代傳統(tǒng)的“日常養(yǎng)護(hù)+中修+大修”的生產(chǎn)科目設(shè)置,同時(shí)加強(qiáng)日常裂縫養(yǎng)護(hù),建議采用技術(shù)如下:

(1)日常裂縫養(yǎng)護(hù)應(yīng)作為工作重點(diǎn),確保材料質(zhì)量達(dá)到表層封水效果,代表技術(shù)為灌縫、貼縫等。

(2)采用的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)在具有延緩路表性能衰減的同時(shí),還應(yīng)具有施工速度快、占道時(shí)間短、綜合單價(jià)低等特點(diǎn),代表技術(shù)為含砂霧封層、還原封層、微表處等,如圖2、圖3所示。

圖2 微表處技術(shù)

圖3 含砂霧封層技術(shù)

(3)當(dāng)?shù)缆诽幱诘诙A段時(shí),采用的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)在具有延緩路表性能衰減的同時(shí),還應(yīng)具備一定路表性能恢復(fù)能力,代表技術(shù)為超薄磨耗層、高粘高彈瀝青薄層罩面等功能性薄層罩面技術(shù)。同時(shí),在進(jìn)行罩面前可使用瀝青加鋪層抗裂貼對(duì)原路表裂縫、松散等進(jìn)行處置,對(duì)于輕微車轍可采用微表處技術(shù)進(jìn)行填補(bǔ)[3],如圖4、圖5所示。

圖4 超薄磨耗層技術(shù)

圖5 微表處填補(bǔ)車轍技術(shù)

3.3 第三、四階段養(yǎng)護(hù)技術(shù)

當(dāng)公路處于第三階段和第四階段時(shí),基于道路舒適性、安全性、耐久性、可持續(xù)性,主要以防水抗滑、補(bǔ)強(qiáng)、再生為養(yǎng)護(hù)技術(shù)主線,建議采用技術(shù)如下:

(1)日常養(yǎng)護(hù)重點(diǎn)工作除了路面裂縫封閉外,還應(yīng)加強(qiáng)坑槽修補(bǔ)、龜裂和網(wǎng)裂的修復(fù)工作,尤其是修復(fù)后防水處理,可采用技術(shù)為灌縫、貼縫、預(yù)制表處封層,如圖6、圖7所示。

圖6 自粘式貼縫帶技術(shù)

圖7 預(yù)制表處封層技術(shù)

(2)當(dāng)?shù)缆诽幱诘谌A段時(shí),應(yīng)采用必要的修復(fù)性養(yǎng)護(hù)技術(shù),根據(jù)道路應(yīng)用的交通、環(huán)境等條件采用SMA、高模量瀝青混凝土、廠拌熱再生等技術(shù),對(duì)于15～30mm之間的車轍可以采用現(xiàn)場(chǎng)熱再生技術(shù)。

如部分段落存在基層局部病害或承載能力衰減問題,應(yīng)對(duì)基層修復(fù)后再重鋪瀝青面層?；鶎有迯?fù)技術(shù)應(yīng)具有施工速度快、占道時(shí)間短、綜合單價(jià)低、挖除材料少或非開挖等特點(diǎn),代表技術(shù)為基層注漿技術(shù)[4]。

如原路面裂縫病害較為嚴(yán)重,可在基層頂面與重鋪瀝青面層間采用應(yīng)力吸收層技術(shù),代表技術(shù)為碎石封層、纖維封層、瀝青砂等,如圖8所示。

圖8 銑刨料精分離技術(shù)

(3)當(dāng)?shù)缆诽幱诘谒碾A段時(shí),應(yīng)采取及時(shí)有效的結(jié)構(gòu)性修復(fù)養(yǎng)護(hù)技術(shù),對(duì)上基層或底基層進(jìn)行挖除后重建路面結(jié)構(gòu),基層修復(fù)的代表技術(shù)除了全新料新建基層外,還可采用泡沫瀝青、乳化瀝青冷再生結(jié)構(gòu)。

綜上所述,日常養(yǎng)護(hù)應(yīng)加強(qiáng)路表病害的封水養(yǎng)護(hù)效果,盡可能選用快速、機(jī)動(dòng)、靈活的病害養(yǎng)護(hù)方式。在道路運(yùn)營(yíng)初期,應(yīng)以適宜的、快速的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)保證路表使用技術(shù)要求,延緩第三、第四階段的發(fā)生時(shí)間。當(dāng)?shù)缆愤M(jìn)入第三、第四階段,應(yīng)采取及時(shí)有效的修復(fù)養(yǎng)護(hù)技術(shù),在保證路面結(jié)構(gòu)恢復(fù)效果的前提下,盡可能選擇快速、固廢排放少的養(yǎng)護(hù)技術(shù),必要時(shí)可采用大修養(yǎng)護(hù)技術(shù)方案。

4 結(jié)語(yǔ)

道路全壽命周期養(yǎng)護(hù)是一項(xiàng)具有理論和現(xiàn)實(shí)意義的工作,不單是解決現(xiàn)有養(yǎng)護(hù)中存在問題或采用幾項(xiàng)新技術(shù)對(duì)現(xiàn)有養(yǎng)護(hù)技術(shù)進(jìn)行補(bǔ)充,而是首先應(yīng)該從現(xiàn)有的病害診斷和養(yǎng)護(hù)管理模式入手,保證病害診斷數(shù)據(jù)的及時(shí)性和準(zhǔn)確性,加強(qiáng)信息共享平臺(tái)建設(shè),同時(shí)還應(yīng)采用更加先進(jìn)的養(yǎng)護(hù)管理模式,實(shí)現(xiàn)管養(yǎng)分離,激發(fā)科技型養(yǎng)護(hù)企業(yè)的創(chuàng)新能力等。

道路全壽命周期養(yǎng)護(hù)首先在日常養(yǎng)護(hù)中應(yīng)采取快速、有效的路表病害封水處治,其次在壽命周期的第一和第二階段要堅(jiān)持以預(yù)防性養(yǎng)護(hù)為主的延緩路表功能衰減的養(yǎng)護(hù)方案,最后在壽命周期的其它階段要積極推廣固廢排放少或無(wú)固廢排放的及時(shí)有效的恢復(fù)性養(yǎng)護(hù)技術(shù)方案。