干線公路瀝青路面預防性養(yǎng)護實施效果評價體系構建研究

摘 要：干線公路瀝青路面養(yǎng)護工作的有效開展，是保障路用性能、提升交通安全運行水平、延長道路壽命的根本性措施。當前公路交通事業(yè)快速發(fā)展、道路運行承載量不斷增加的背景下，采取有效的預防性養(yǎng)護措施，已經(jīng)成為養(yǎng)護作業(yè)的基本形式。本文在概述瀝青路面主要病害類型及預防性養(yǎng)護措施基礎上，說明瀝青路面預防性養(yǎng)護實施效果評價體系，并以此為參照提出瀝青路面預防性養(yǎng)護實施決策流程優(yōu)化方式，以此為公路養(yǎng)護作業(yè)提供參考，為推動公路養(yǎng)護事業(yè)高質量發(fā)展起到應有促進作用。

關鍵詞：干線公路 瀝青路面 預防性養(yǎng)護 實施效果 評價

干線公路是我國公路路網(wǎng)結構的核心組成部分，具有建設等級多、交通水平差異大、環(huán)境影響因素復雜等特征，病害發(fā)生差異性也明顯加大。當前公路養(yǎng)護理念不斷變革背景下，預防性養(yǎng)護已經(jīng)成為養(yǎng)護作業(yè)的基本形式，同時在養(yǎng)護作業(yè)完成后，科學合理做好養(yǎng)護效果評價，不僅能夠實現(xiàn)對養(yǎng)護工作效益進行全面評估，還能夠為后續(xù)養(yǎng)護項目實施決策提供參考，以此推動養(yǎng)護管理活動創(chuàng)新發(fā)展，為提升公路路面養(yǎng)護水平起到應有支撐作用。

1 瀝青路面主要病害類型及預防性養(yǎng)護措施

1.1 瀝青路面主要病害類型

公路瀝青路面病害發(fā)生是客觀存在的，受溫度、降水、交通荷載及突發(fā)性因素影響，都會導致不同類型病害發(fā)生，對路面路用性能產(chǎn)生影響，甚至導致安全事故發(fā)生。依照病害破損類型，通常將病害分為裂縫、變形、松散及其他損壞等幾種，不同病害所需要采用的預防性養(yǎng)護措施也有所不同[1]。例如在重載交通較多，環(huán)境溫度較低或溫差較大的地區(qū)，裂縫病害占比較高；在交通承載量較大、運行溫度較高的地區(qū)，裂縫與車轍病害占比相對較高，龜裂病害較為顯著，呈現(xiàn)多種病害同時發(fā)生特征；如路面施工中瀝青用量配比較高，則極為容易導致路面出現(xiàn)泛油現(xiàn)象，在降水和反復碾壓作用下發(fā)展成為坑槽類病害[2]。針對不同類型病害采取合適的預防性養(yǎng)護措施，已經(jīng)成為公路養(yǎng)護作業(yè)的基本形式。

1.2 瀝青路面預防性養(yǎng)護措施

公路瀝青路面預防性養(yǎng)護措施適用性與否，對養(yǎng)護作業(yè)效果、道路通行安全水平和養(yǎng)護成本控制都有直接影響。在我國公路養(yǎng)護事業(yè)高速發(fā)展背景下，已經(jīng)形成覆蓋各種強度水平的預養(yǎng)護措施體系，技術應用形式基本能夠滿足各個地區(qū)干線公路瀝青路面預防性養(yǎng)護工作開展要求。預防性措施體系如表1所示。

2 瀝青路面預防性養(yǎng)護實施效果評價體系

2.1 瀝青路面使用性能的影響因素

在干線公路瀝青路面預防性養(yǎng)護作業(yè)中，要實現(xiàn)對養(yǎng)護實施效果的準確評價，首先要明確路面使用性能的影響因素，并結合實際情況選擇合適預防性養(yǎng)護措施。結合養(yǎng)護作業(yè)實際經(jīng)驗和相關理論研究，使用性能主要受如下因素影響：（1）路面結構，如路面厚度和模量，所能承受交通荷載及應對環(huán)境變化能力，可以利用性能衰變或下降模型針對具體路段不同結構的路面進行精準評估。（2）交通荷載，是最為關鍵的影響因素，會直接導致路面結構能力降低和路面破損現(xiàn)象。（3）環(huán)境因素，主要是受溫度和濕度差異影響。例如在長期高溫狀態(tài)下行車荷載過大，極為容易導致車轍病害發(fā)生；例如在降雨量較大、排水不暢情形下，極為容易出現(xiàn)多種形式病害，進而導致路面結構破壞。（4）施工質量，主要是體現(xiàn)在竣工前期，施工質量較高則初期病害發(fā)生較晚，反之則會在較短時間內出現(xiàn)病害現(xiàn)象。（5）養(yǎng)護水平，道路運行中是否能夠及時采取有效的養(yǎng)護措施，也會影響路面使用性能。

2.2 短期效果評價

預防性養(yǎng)護實施短期效果評價目的是為了更好地跟蹤觀測預防性養(yǎng)護路段的路用性能，通過對養(yǎng)護工程項目的管理決策、實施效果、技術適用性、經(jīng)濟效益等進行綜合性評估，檢驗養(yǎng)護措施的施工質量和效果，分析所采取的養(yǎng)護措施是否合理，并為其他養(yǎng)護工程方案的選擇和制定提供參照，以構建適應本單位地區(qū)干線公路瀝青路面預防性養(yǎng)護作業(yè)體系。短期效果評價通常是以養(yǎng)護作業(yè)后3個月為時間范圍，采用有效截面方式進行評價[3]。選擇符合預防性養(yǎng)護措施實施條件的路面作為有效截面，利用散點圖分析法，將實施效果分為養(yǎng)護后路面病害進一步發(fā)展、短期效果不明顯、路面病害有效改善三種水平，利用現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)及分析結果，通過散點分布特征能夠實現(xiàn)對養(yǎng)護作業(yè)短期效果的精準評價。

以某地區(qū)預防性養(yǎng)護工程實施情況為例，在平整度處治效果層面，通過分析可以看出，薄層罩面養(yǎng)護措施在短期內效果最好，尤其是在處治前路面平整度較高時，處治后效果更為顯著。稀漿封層和石屑封層等措施對路面平整度的改善效果不夠顯著，甚至出現(xiàn)在除治后有進一步惡化的現(xiàn)象[4]。在車轍的短期效果分析中，薄層罩面措施的處置效果較好，其次是石屑封層措施，其余措施對車轍的短期處置效果不足?？v向裂縫是干線公路瀝青路面較為常見的病害類型，且受施工設計、路面荷載、路基不均勻沉降等多種因素影響，在路面水害或凍害作用下，還會不斷加劇演變成坑槽及路面結構破壞等嚴重病害。在縱向裂縫處治短期效果評價中發(fā)現(xiàn)，薄層罩面和稀漿封層措施都能夠達到較好的短期處治效果，稀漿封層效果相對較好，但封縫處治方式效果較差，甚至會出現(xiàn)裂縫長度進一步增加現(xiàn)象。在橫向裂縫處治短期效果評價中發(fā)現(xiàn)，薄層罩面、石屑封層和稀漿封層均能夠達到良好的短期改善效果，但縫縫處治方式效果不夠明顯。從上述分析可以看出，薄層罩面在瀝青公路瀝青路面的各種類型病害處治中，短期內均能夠達到較好的處治效果，其他措施在某一類病害處治中會出現(xiàn)效果欠佳現(xiàn)象。

2.3 長期效果評價

公路瀝青路面預防性養(yǎng)護的有效實施，對路面性能的改善作用，能夠達到3-15年左右，不同技術措施所能夠達到效果存在較大差異，因此還需要對預防性養(yǎng)護效果進行長期性評價。從路面平整度的長期改善效果來看，薄層罩面處治方式受原路面性能影響較小，處治效果較好，稀漿封層和封縫則受原路面性能影響顯著，會出現(xiàn)效果偏差較大現(xiàn)象；石屑封層的處治效果最差。在對車轍病害的改善中，薄層罩面封層技術應用效果較好，其他幾種措施所能夠達到的效果都較為有限。在縱向裂縫的長期改善效果評價中，薄層罩面和稀漿封層都能夠達到良好效果，石屑封層和縫封措施效果相對較差[5]。在橫向裂縫的長期改善效果評價中，石屑封層能夠達到最佳效果，薄層罩面和稀漿封層效果也較為顯著，但封縫處理方式效果較差。從整體上而言，薄層罩面在各類病害中的長期處治效果最佳，其他幾種方式在路面平整度或車轍處治方面，都存在一定的不足。

2.4 養(yǎng)護效果的影響因素

從上述分析可以看出，干線公路瀝青路面預防性養(yǎng)護所能夠達到的短期效果和長期效果存在較大差異，同時技術應用成效也受多方面因素影響。綜合分析，養(yǎng)護效果主要受如下幾方面因素影響：（1）工藝優(yōu)勢，在我國干線公路養(yǎng)護作業(yè)要求不斷提升背景下，新型預防性養(yǎng)護工藝也得以快速發(fā)展，不同工藝在不同病害處治中所能夠達到的效果也存在較大差異，因此在預防性養(yǎng)護作業(yè)前做好病害調查是選擇合適處治方式應當關注的重點因素。（2）運行環(huán)境，干線公路是否長期處于高溫、低溫或溫差較大等環(huán)境，也會對預防性養(yǎng)護作業(yè)效果，尤其是長期效果產(chǎn)生顯著影響。（3）處治前路面條件，不同工藝形式在不同病害處治中的短期效果和長期效果可以看出，預防性養(yǎng)護實施成效受處治前路面條件影響較為顯著，部分工藝應用甚至還會導致病害加劇，因此處治前的路面條件，應當作為工藝選擇的先決條件。（4）交通水平，干線公路通常承擔大宗及重載貨物運輸?shù)闹厝?，交通流量相對較高，因此也會對預防性養(yǎng)護長期實施效果產(chǎn)生影響，因此在選擇預防性養(yǎng)護措施時，必須考慮這方面因素的影響。（5）技術應用水平，在預防性養(yǎng)護作業(yè)中，材料配合比試驗是否到位、施工工藝是否符合現(xiàn)場條件、施工人員技術水平、機械設備性能是否優(yōu)異，都會對養(yǎng)護效果產(chǎn)生直接性影響。

3 瀝青路面預防性養(yǎng)護實施決策流程優(yōu)化

在公路養(yǎng)護部門日常工作中，要確保預防性養(yǎng)護實施效果評價的作用充分體現(xiàn)出來，就必須綜合本部門養(yǎng)護工作開展實際，全面整合相關數(shù)據(jù)，定期做好系統(tǒng)性評估，并以此為基礎改進具體路段養(yǎng)護決策流程。在巡查作業(yè)中，應當依照相關標準對瀝青路面損壞、平整度、車轍、抗滑性能、結構強度等技術指標進行全面評價，采用模糊層次分析、灰色理論，結合數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析等方法，準確評估是否需要進行預防性養(yǎng)護，通常情形下，預測時間通常外推5年左右[6]。根據(jù)分析結果初步篩選出需要進行預防性養(yǎng)護的路段后，根據(jù)不同養(yǎng)護措施的優(yōu)勢，確定適養(yǎng)路段所應當采取的預防性養(yǎng)護措施。

在確定具體預防性養(yǎng)護計劃時，除要考慮實施效果的有效性外，還應當重點關注養(yǎng)護作業(yè)整體經(jīng)濟性，遴選出最佳預養(yǎng)時機為下一年的路段。在當前人工智能快速發(fā)展背景下，已經(jīng)出現(xiàn)有利用決策樹或深度學習的決策方法，綜合考慮養(yǎng)護效果及費用兩方面要求，確定下一年度所需要進行養(yǎng)護的具體路段。但是在當前公路養(yǎng)護作業(yè)管理體系下，預防性養(yǎng)護撥付資金通常難以滿足實際需求的資金，因此還需要考慮路段所屬公路等級、交通流量、病害發(fā)生水平特征及對區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的影響等因素，對各個路段預防性養(yǎng)護重要性進行排序，在確保整體費用略小于計劃資金前提下，合理制定下一年度具體養(yǎng)護計劃。在預防性養(yǎng)護作業(yè)完成后，及時做好相應的效果檢測及跟蹤觀測，通過工程技術和管理技術評價，評估具體實施效果，總結工程經(jīng)驗及不足之處，為后續(xù)其他路段預防性養(yǎng)護作業(yè)有效開展提供參考。

4 結語

干線公路瀝青路面預防性養(yǎng)護已經(jīng)成為我國公路工作開展的重要形式，對保障公路運行安全，提升公路運營效益有顯著促進作用。因此對養(yǎng)護部門而言，必須強化對預防性養(yǎng)護實施效果評價的重視力度，構建定性與定量分析相結合的評估體系，從短期和長期兩個角度進行全方位評估，結合經(jīng)濟性要求制定科學的養(yǎng)護計劃，有效提升養(yǎng)護作業(yè)水平，為我國公路事業(yè)高質量發(fā)展提供堅實支撐。

參考文獻：

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