高速公路沥青路面中修养护维修对策选择研究

陈丽萍

（湖南省高速公路管理局，湖南长沙 410016）

高速公路沥青路面中修养护维修对策选择研究

陈丽萍

（湖南省高速公路管理局，湖南长沙 410016）

为提高路面使用性能，保证高速公路行车安全，根据现有沥青路面养护管理实际，建立以车辙深度RD和破损状况PCI指标为基础的中修养护可选对策和强制对策，并提出了综合考虑开裂状况、老化程度、渗水系数、交通流量、路面结构的中修养护维修决策树和决策分析流程，为高速公路中修养护维修对策选择提供参考。

公路；沥青路面；中修养护维修；决策树

在环境、交通荷载等因素的共同作用下，沥青路面会出现不同程度的坑槽、裂缝、车辙等病害，严重影响行车舒适性和安全性、路面使用寿命和服务水平，必须及时对其进行养护维修。

影响养护维修对策确定的因素有路网整体现有路况水平、路面使用性能的自然衰减值、资金限制条件、阶段性政策等，公路养护维修对策选择属于多目标、多阶段的决策问题。为充分发挥有限养护资金的使用效率和养护效益，走集约化养护的道路成为高速公路养护管理的重要途径。

1 养护阶段性划分

为了保持路面使用性能，按照沥青路面养护技术特点，路面养护维修技术可分为日常养护、预防性养护、中修和大修四类，在不同阶段采用不同的养护维修策略。通常路面开通的最初几年，整体状况较好，只需进行日常养护维修，如清除路面垃圾、处理路面细微病害；当路面病害继续发展，为减少水分进入路面结构，应考虑采用预防性养护，如微表处、就地热再生、雾封层等；当路面加速破坏时，应考虑进行大中修，如铣刨、路面再生、微表处、超薄磨耗层、改建等（见图1）。

图1 路面养护维修区间示意图

2 沥青路面中修养护维修技术

根据JTGH20-2007《公路技术状况评定标准》，沥青路面破损状况分为11类21种类型。各类病害都有一种或几种养护维修对策可供选择，但每种养护维修对策都存在一定的局限，针对具体项目，养护维修对策的选择要综合考虑路面类型、路况、养护经验、养护可支配经费等因素。湖南省高速公路沥青路面的养护维修对策主要包括铣刨、微表处、超薄磨耗层、沥再生、热再生、罩面等。

6种养护维修技术的应用条件如下：铣刨主要用于旧路面维修加铺，是一种矫正性养护措施，适用于车辙深度RD超过20 mm、严重影响行车安全，路面损坏状况指数PCI评价为中或中以下、表层出现大面积松散、轮迹带疲劳裂缝非常严重、但结构承载力满足要求，路面行驶质量指数RQI评价为中或中以下、路表坑槽较多、严重影响行车质量与外观，路面结构强度指数PSSI评价为中或中以下、表层以下结构层损坏，需进行多层维修的路段。微表处适用于路面破损状况较轻（PCI＞90）、路面有一定的车辙病害（RD为10～25 mm）的路段。沥再生适用于结构强度足够、表面状况尚好，路面病害类型主要为轻微不规则裂缝（裂缝宽度在2 mm以下）的路面。超薄磨耗层适用于路面车辙较轻微（15 mm＜RD＜20 mm）、通车年限较长、路面磨耗较严重的路段。热再生适用于RD＞20 mm，并严重影响行车安全，PCI评价为中或中以下，表层出现大面积松散，轮迹带疲劳裂缝严重，RQI评价为中或中以下，路面平整度较差（RQI＜80）的路段。罩面适用于PCI评价为中或中以下、RQI评价为中或中以下、

路面抗滑能力不足（SFC＜40），但路面结构强度满足要求的路段（见表1）。

表1 不同沥青路面养护对策的适用条件及比较

从表1所示路面养护维修对策的使用效果来看，各种路面养护措施对于路面开裂、车辙、平整度及抗滑的修复效果各不相同，应结合路面病害特点及其使用效果选择路面养护维修方案。

3 中修养护可选对策及强制对策

3.1 中修养护可选对策

在美国，沥青路面以PCI为指标将路面分为75～95、60～75、＜60 3种状况，若PCI为75～95，说明路况优异，进行常规性维修；若PCI为60～75，表明路况良好，采取预防性养护维修；若PCI＜60，说明路况较差或恶劣，进行全面修复。

JTG H20-2007《公路技术状况评定标准》采用PCI、RQI、路面车辙深度指数RDI、路面抗滑性能指数SRI、PSSI五项技术指标反映路面使用性能状况。这些指标间存在一定的联系，如路面破损较严重是由横向裂缝引起的，则路面的平整度也较低；当路面损坏严重时，在水的作用下会影响路面的结构强度。大量检测数据表明，PCI与RQI具有良好的相关性，而与RDI、SRI的相关性较差。对于大多数高速公路，沥青路面的抗滑性能均能满足路面使用要求。基于此，根据高速公路沥青路面的特点，将路面结构强度PSSI＞80、PQI＞80和SRI＞80的路面以车辙深度RD和破损状况PCI两项指标为基础划分等级，RD划分为RD＜15 mm、15 mm≤RD＜20 mm、RD≥20 mm 3个等级，路面破损PCI划分为PCI≥95、90≤PCI＜95、85≤PCI＜90、80≤PCI＜85、PCI＜80 5个等级，则可根据PCI和RD两个指标将沥青路面划分为15类路况，并进行养护维修对策初选（见表2）。

表2 高速公路沥青路面养护维修对策初选

3.2 中修强制对策

上节根据PCI和RD两个指标提出了可选对策，但仅在PSSI＞80、PQI＞80和SRI＞80的路面条件下适用。除可选对策外，从维持高速公路最低服务水平和安全性考虑，可根据养护目标和养护资金情况确定如下强制性措施：

（1）平均PSSI＜80，即高速公路路面结构强度达不到要求时，应采取补强的大修对策，功能性罩面不再适用。

（2）RD＞20 mm为影响高速公路行车安全的车辙界限值，当公路平均车辙深度大于20 mm时，必须以中修可选养护维修对策确定养护维修方案。

（3）SRI＜80为影响高速公路行车安全的抗滑能力界限值，此时必须采取磨耗型罩面。

（4）RQI＜80为影响高速公路行车安全的平整度界限值，此时必须采取改善平整性的罩面措施。

4 中修养护维修决策树分析

4.1 中修养护维修决策树

根据路况进行养护维修对策选择比较粗放。决策树是通过一定的形式（树结构），根据道路等级、路况等影响决策的因素将路网不断进行分枝、细化，综合考虑各种组合条件，在各个分枝的枝末给出各种组合条件下的可能处治对策。路面的主导病害、路况指标及老化程度、渗水系数、交通流量等可作为考虑中修养护维修的影响因素，结合湖南省高速公路沥青路面养护实际，采用决策树方法建立中修养护维修决策树模型（见图2）。

图2 高速公路沥青路面养护维修对策决策树

4.2 养护维修方案的决策树分析

以保证路面性能为目标，通过规划使每个路段得到及时修复，保证各路段达到路面使用性能的预定目标，使养护维修资金最省（见图3）。

图3 高速公路沥青路面养护维修方案决策流程

（1）路面状况检测及路面损坏数量预测。通过全自动激光路面检测设备对高速公路路面性能进行检测，根据检测结果预测路面损坏数量。

（2）确定中修路段。在现有路况水平的基础上进行性能预测，保证各路段达到路面使用性能的预定目标，确定待中修路段。

（3）确定养护可选方案。根据合理的养护需求目标，考虑现有路况条件、养护历史、当地养护经验等因素，运用沥青路面养护维修决策树进行选择。

（4）效果费用比计算。进行效果费用比计算，效果费用比大的养护维修对策优先采用。

（5）确定达到路况目标费用最小方案。根据效果费用比及养护需求目标确定费用最小方案。

5 结语

该文基于高速公路沥青路面的特点，以车辙深度和破损状况两项指标为基础，将沥青路面划分为15类路况，并进行了养护维修对策初选；从维持高速公路最低服务水平和安全性考虑，根据养护目标和养护资金情况确定了强制性措施；考虑路面的主导病害、路况指标及老化程度、渗水系数、交通流量等因素，采用决策树方法建立了中修养护维修决策模型，并制定了养护维修方案决策分析流程。

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2016-07-04