高速公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護管理策略研究

張 澄

（江蘇寧滬高速公路股份有限公司，江蘇 無錫 214000）

1 高速公路概況

本次研究的高速公路工程項目是國家G5公路的組成部分，也是連接周邊城市、保證各地緊急網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵道路，根據(jù)現(xiàn)場勘查，該公路為雙向全封閉式道路，道路的設(shè)計時速為80km/h。

為了能更直觀地了解公路路面的病害，施工方采取實地考察的方式，對此高速公路的路面病害進行現(xiàn)場調(diào)查[1]。根據(jù)調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)試點工程中出現(xiàn)的主要病害屬于修復(fù)型病害，但是也有少量的裂紋型病害。對修補型病害的構(gòu)成比例進行分析，相關(guān)內(nèi)容如圖1、圖2所示。

圖1 高速公路中病害的分布情況（上行方向）

圖2 高速公路中病害的分布情況（下行方向）

2 高速公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護管理策略

2.1 高速公路瀝青路面使用性能計算

在對高速公路瀝青路面進行預(yù)防性養(yǎng)護管理前，對其使用性能進行評價，分別從破損程度、平整度、路面結(jié)構(gòu)強度和路面抗滑性能4個方面進行評價。對于不同的使用性能指標來說，其檢查的頻率隨著公路的不同設(shè)計等級變化而有所改變。不同公路等級瀝青路面性能的調(diào)查頻率見表1。

表1 不同公路等級瀝青路面性能的調(diào)查頻率

針對上述案例，對抗滑和強度指標采取1次/1～3年調(diào)查頻率，對破損和平整度采取1次/1年調(diào)查頻率。結(jié)合高速公路破損發(fā)生的原理、破損外在表現(xiàn)等對路面破損進行分析。將破損種類分為裂縫、松散、變形和其他。將高速公路瀝青路面的綜合破損率作為性能指標[2]。高速公路瀝青路面狀況評價指標的計算如公式（1）所示。

式中：DR為高速公路瀝青路面狀況評價指標，即路面破損率；D為需要進行養(yǎng)護段內(nèi)折合路面破損面積；A為養(yǎng)護段總面積；Dij為破壞類型為i，嚴重程度為j的實際破損面積；Kij為破壞類型為i，嚴重程度為j的換算系數(shù)。結(jié)合公式（1）得到路面破損率，按照公式（2）完成路面破損情況指數(shù)PCI計算。

式中：PCI的取值在0～100，如果PCI值越大，就說明高速公路瀝青路面的情況越理想；如果PCI的值越小，就說明高速公路瀝青路面的情況越不理想。

2.2 預(yù)防性養(yǎng)護管理評價體系構(gòu)建

在遵循目標性、全面性、獨立性等原則的基礎(chǔ)上，構(gòu)建預(yù)防性養(yǎng)護管理評價體系。對現(xiàn)有常用的指標體系進行優(yōu)化，增加體系中原本沒有的指標，例如RD、RDI值等車轍指標[3]。RDI值可以通過公式（3）計算。

式中：RDI為車轍指標；RD為車轍的深度；RDα為車 轍深度參數(shù)；RDb為車轍深度上限數(shù)值；α0為模型參數(shù)。在對原有評價體系進行優(yōu)化后，評價體系某些方面發(fā)生改變，具體變化如圖3所示。

圖3 預(yù)防性養(yǎng)護管理評價體系

對性能進行評價是權(quán)重模型中重要的組成部分，其體系會隨著指標的不同而得到不同的結(jié)果[4]。根據(jù)該文高速公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護管理的需要，優(yōu)化后的綜合性能評價如公式（4）所示。

式中：PQI為綜合性能評價指標；wPCI為當量破損面積在PQI中的重要度；wRQT為行駛質(zhì)量在PQI中的重要度。wRID為車轍指數(shù)在PQI中的重要度；wSRI為橫向力系數(shù)在PQI中的重要度；wPSSI為回彈彎沉值在PQI中的重要度。高速公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護質(zhì)量和性能評價需要考慮高速公路的實際情況，不同指標權(quán)重體現(xiàn)了不同評價方式和評價結(jié)果[5]。結(jié)合當前公路養(yǎng)護規(guī)范，該文在原有體系中增加了對車轍的評價指標，得到綜合性能評價指標體系，見表2。

表2 綜合性能評價指標體系

2.3 構(gòu)建預(yù)防性養(yǎng)護聯(lián)動機制

一般情況下，高速公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護部門已經(jīng)積累了相當豐富的養(yǎng)護經(jīng)驗。在此基礎(chǔ)上構(gòu)建預(yù)防性養(yǎng)護聯(lián)動機制能夠極大程度地發(fā)揮養(yǎng)護部門的技術(shù)積累和實踐經(jīng)驗。在構(gòu)建預(yù)防性養(yǎng)護聯(lián)動機制的過程中，首先，養(yǎng)護部門需要聯(lián)合項目管理方和業(yè)主方，構(gòu)建具有統(tǒng)一性和協(xié)調(diào)性的管理體系。當進行預(yù)防性養(yǎng)護管理實踐時，由該體系進行統(tǒng)籌規(guī)劃和統(tǒng)一實施。對相關(guān)方、配套人員以及物資等進行統(tǒng)一調(diào)配，促進預(yù)防性養(yǎng)護工作的資源配置，提升協(xié)調(diào)水平。其次，應(yīng)探索預(yù)防性養(yǎng)護聯(lián)動機制在預(yù)防性養(yǎng)護項目試點、實踐和招投標管理方面的作用。以預(yù)防性養(yǎng)護工程作為參照，將其在我國高速公路系統(tǒng)內(nèi)推廣應(yīng)用。同時，高速公路預(yù)防性養(yǎng)護聯(lián)動機制也可以得到相關(guān)各方的支持，將項目招標、項目協(xié)調(diào)以及項目實施等各環(huán)節(jié)都納入預(yù)防性養(yǎng)護聯(lián)動機制的影響范圍內(nèi)，從而在更大的范圍內(nèi)調(diào)集更多的人力、物力，迅速提升整個高速公路的預(yù)防維護水平。

在前期養(yǎng)護單位的巡檢工作中，前期養(yǎng)護單位在進行公路養(yǎng)護管理的過程中，應(yīng)整理路面資料。首先，要按照道路維護的需求開展巡查工作，并制定巡查的數(shù)量和統(tǒng)計工作。一般來說，1次/d，一周為一個工作周期，采用平均法計算，然后上報每月的工作進度，由基層單位上報，養(yǎng)護管理部匯總，在移交的過程中進行數(shù)據(jù)交接。在施工前，必須對圖紙進行會審，并對高速公路的養(yǎng)護方案提出相應(yīng)的改進措施。在施工過程中，監(jiān)理單位要進行監(jiān)督，只有這樣才能發(fā)現(xiàn)施工中的問題，并進行糾正。

為保證全路的正常運行，確保路面條件優(yōu)良，必須做好日常養(yǎng)護工作。盡管目前高速公路已開始進行預(yù)防維修，但是仍無法完全防止路面病害發(fā)生。為此，有必要采用專項養(yǎng)護與預(yù)防養(yǎng)護相結(jié)合的養(yǎng)護模式，以提高高速公路的使用壽命與服務(wù)品質(zhì)。專項工程維修是在不影響交通的情況下，對高速公路進行的維修和加固工作，與常規(guī)的維修工作相比，專項維修不是日常的、頻繁的，但是可以根據(jù)路面狀態(tài)和質(zhì)量的變化，有針對性地進行維修施工。在進行常規(guī)養(yǎng)護工作的同時，對高速公路也要進行預(yù)防性養(yǎng)護工作，這樣才能使養(yǎng)護工作更好地延緩公路的老化，從而維持公路的使用性能。在較高層次的組織和管理支撐下，可以根據(jù)實際情況，靈活地進行預(yù)防性維修和專項維修，從而提高公路路面維修的整體水平。

3 養(yǎng)護管理實施效果與效益分析

3.1 養(yǎng)護管理實施效果

完成養(yǎng)護后，將上文計算得到的PQI作為檢驗養(yǎng)護管理后，瀝青路面質(zhì)量的關(guān)鍵指標。根據(jù)上文分析內(nèi)容可知，PQI由若干個指標構(gòu)成，以PCI為例，進行指標細分，如圖4所示。

圖4 PQI中PCI指標細分

按照上述方式對PQI中的其他指標進行細分，掌握不同指標在評價中的調(diào)查內(nèi)容，明確影響高速公路質(zhì)量、性能的因素，對路面改進前、改進后的各項指標評價結(jié)果與對應(yīng)的優(yōu)良等級進行分析，具體內(nèi)容見表3。

表3 路面改進前、改進后的各項指標評價結(jié)果與對應(yīng)的優(yōu)良等級分析

根據(jù)上述結(jié)果可知，路面改進前對應(yīng)各項指標評價等級為“中等”，路面改進后對應(yīng)的優(yōu)良等級為“優(yōu)等”，說明提出的養(yǎng)護管理措施可以在應(yīng)用中起到提高路面質(zhì)量等級的作用。

3.2 經(jīng)濟效益與社會效益分析

從經(jīng)濟效益方面，分析養(yǎng)護管理措施應(yīng)用的效果。改進預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)不僅可以為公路養(yǎng)護管理提供豐富的施工經(jīng)驗，而且可以提高工程施工方的經(jīng)濟效益。同時，加強公路預(yù)防性養(yǎng)護，也將進一步推動我國公路養(yǎng)護技術(shù)的全面發(fā)展。綜合對該方法的分析可知，提出的養(yǎng)護管理策略能降低公路養(yǎng)護過程中出現(xiàn)大面積病害的概率，有利于節(jié)省公路的養(yǎng)護和管理費用。目前，我國的高速公路正在飛速發(fā)展，很多路段將面臨維修、大修等問題，因此對其進行預(yù)防性維修顯得尤為重要。從國際的高速公路養(yǎng)護實踐來看，不管是發(fā)達國家還是發(fā)展中國家的道路建設(shè)，對應(yīng)的養(yǎng)護施工都是一項巨大的投資，如果在高速公路正常運行期內(nèi)，選擇適當?shù)臅r間對其進行3～4次預(yù)防性養(yǎng)護，可以明顯地提高瀝青路面的通行能力，使其使用壽命達到15年以上，并且可以將總體維護成本降至原來維護方式的一半。因此，對高速公路上的瀝青路面進行預(yù)防性養(yǎng)護，具有十分顯著的經(jīng)濟效益。除了上文提出的經(jīng)濟效益，進行預(yù)防性養(yǎng)護等相關(guān)工作還能為工程方帶來巨大的社會效益：1）預(yù)防性養(yǎng)護管理計劃，不僅能夠保證道路交通狀況較好，還能夠確保道路的暢通，改善區(qū)域的投資環(huán)境，加強區(qū)域間的經(jīng)濟往來。2）有利于改善道路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，保障道路網(wǎng)絡(luò)安全運行，對于提高道路網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性起到了很大的作用，有效地防止道路網(wǎng)絡(luò)的故障和失誤，有利于提高道路網(wǎng)絡(luò)的正常運行能力。綜上所述，預(yù)防性養(yǎng)護管理，無論是對經(jīng)濟效益還是社會效益，都具有顯著效果。

4 結(jié)語

交通對于一國的發(fā)展來說，具有不可代替的作用，在已建成的公路上，每天都有大量的貨物運輸、經(jīng)濟來往等。目前，市場內(nèi)各種交通運輸基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)量和建設(shè)層次不斷提升，尤其是高速公路業(yè)更是在市場發(fā)展過程中得到了嶄新的機遇。隨著高速公路建設(shè)總里程數(shù)的不斷增長，公路網(wǎng)也日益健全，不僅為人民群體生活提供了便利，也對各地的經(jīng)濟發(fā)展、建設(shè)起到了一定支撐。為發(fā)揮預(yù)防性養(yǎng)護在公路中更高的價值與效能，該文進行了此次研究，希望通過該研究，能夠在真正意義上提高高速公路工程的使用年限，帶動城市的對外交往，提高地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展水平。