东北寒冷地区市政道路预防性养护适应性研究

张家宇，王 彬

(1.辽宁省交通高等专科学校，辽宁 沈阳 110000；2.沈阳祥荣市政建设工程有限公司，辽宁 沈阳 110000)

养护工程

东北寒冷地区市政道路预防性养护适应性研究

张家宇1，王 彬2

(1.辽宁省交通高等专科学校，辽宁 沈阳 110000；2.沈阳祥荣市政建设工程有限公司，辽宁 沈阳 110000)

针对东北寒冷地区的气候特点和路面结构特点，分析市政道路沥青混凝土路面的技术状况评价指标体系，从纵向和横向两个维度对市政道路沥青混凝土路面的预防性养护措施开展适应性评价，并依据沈阳市西滨河路市政道路养护维修项目进行实体评价。

市政道路；预防性养护；适应性

1 沥青混凝土路面技术状况评价

《公路技术状况评定标准》(JTG H20-2007)将沥青路面技术评价指标分为路面损坏、平整度、抗滑性能、路面车辙和结构强度等5项指标，构成完整的沥青路面技术状况评价指标体系，如表1所示。

表1 沥青路面技术状况评价指标体系

以沥青路面损坏为例进行详细分析，沥青路面损坏主要包括龟裂、块状、纵裂、横裂、坑槽、松散、沉陷、车辙、波浪拥包、泛油、修补等11类21项，主要采取人工调查方式或者路况快速检测系统(CiCS)调查。如果采用人工调查方式，需要填写《沥青路面损坏调查表》，并依据下列公式计算出路面综合破损率DR：

DR=∑∑Dij×Kij/A

(1)

式中：A为调查路段的路面总面积，m2；Dij为第i类损坏、第j类严重程度的实际破损面积，m2；Kij为第i类损坏、第j类严重程度的换算系数。

路面综合破损率是路面损坏的调查指标，为了便于评价和比较，我们还要将调查指标转化为评价指标，依据下列公式计算路面状况指数PCI：

PCI = 100―15DR0.412

(2)

依据路面状况指数PCI的得分值(0—100之间)，我们就可以得到路面损坏属于优、良、中、次、差的哪一个等级，在《公路技术状况评定标准》(JTG H20-2007)中规定了PCI分值与评价等级的关系，如表2所示：

表2 公路技术状况评定标准

按照以上过程，我们可以分别获得平整度、抗滑性能、路面车辙和结构强度的分数和评价等级，经过计算获得路面使用性能指数PQI，从而获得公路技术状况指数MQI，为研究预防性养护技术措施的适应性提供科学依据。

2 预防性养护措施适应性评价

适应性的概念最早出自达尔文的进化论，是指生物体与环境表现相适合的现象，后来逐渐被应用到社会科学和自然科学的各个领域。在工程领域的适应性评价主要是研究某一项工程措施在各种外部条件和内在因素的影响下能够产生正确、科学、有效的工程预期效果的能力。根据国内外经验，在市政道路经常使用的沥青路面预防性养护措施包括灌缝、雾封层、碎石封层、稀浆封层、微表处、薄层罩面和沥青再生技术等，这些措施能否产生预期的养护效果，与东北寒冷地区气候对养护作业的影响和市政道路大交通量对养护作业的干扰等外部条件有关，也与措施本身的技术要求、实现难度、养护费用和使用年限等内在因素有关。

2.1 养护措施对影响因素的适应性评价

首先就单一预防性养护措施在不同外部条件和内在因素影响下的适应性进行纵向分析，这里以薄层罩面技术在气候条件下的适应性评价为例。薄层罩面技术在应用过程中对气候条件有一些适应性要求，比如当气温低于10 ℃或者下雨导致路面潮湿对原有路面或铣刨后的路面喷洒粘层油的工序无法实施，城市快速路、主干道薄层沥青混凝土摊铺的施工最低温度为10 ℃，城市次干道的施工最低温度5 ℃，应该尽量避免在最低温度以下的环境中进行施工，同时在有雨雪、霜降、大风等天气都不宜施工。沈阳地区属于温带季风气候，对沈阳地区2011年至2014年三年期间的气候资料进行研究分析，从温度条件上看，沈阳地区从5月7日开始平均最低气温高于10 ℃，从9月25日开始平均最低气温低于10 ℃，在此时间段内适合开展薄层罩面施工，考虑施工温度的适应性工期为141 d。从降水条件上看，沈阳地区夏季炎热多雨， 7、8月份的降水占全年总降水量的60%左右，在上述141天内降水平均天数为53 d，同时考虑施工温度和降水条件等气候影响下的薄层罩面技术的适应性工期为88 d。

2.2 影响因素对养护措施的适应性评价

其次以单一外部条件和内在因素影响下对各项不同的预防性养护措施的适应性进行横向分析，这里以使用年限对各项预防性养护措施的适应性评价为例。灌缝是处理沥青路面裂缝的一种简单有效的手段，包括普通热沥青或改性乳化沥青灌缝、高分子聚合物灌封胶灌缝和沥青混合料灌缝等几种形式，由于无法处理好灌缝料与原有路面结构的粘结性能，这种措施的使用年限仅仅为1～2年，甚至出现了“年年裂缝、年年灌缝”的情况。雾封层与碎石封层是在原有沥青路面基础上撒布一层沥青或“沥青+碎石”，这两种措施对提高路面强度帮助不大，使用年限为2～3年。稀浆封层与微表处是将乳化沥青、粗细集料、填料、水和添加剂等按照设计配比拌和成稀浆混合料摊铺到原有沥青路面上，相比雾封层与碎石封层在性能上有所提高，使用年限为2～4年。薄层罩面和沥青再生技术相当于为原有路面重新加铺了上面层，路面性能得到了最大限度的恢复，使用年限为3～5年。

针对以上从两个维度的预防性养护措施的适应性评价，可以最终形成某地区市政道路预防性养护措施的适应性评价体系，建立适应性评价矩阵，针对某一拟开展养护的市政道路的具体情况确定最具适应性的预防性养护对策。

3 工程实体评价

沈阳市西滨河路(三经街至青年大街段)道路长度758.30 m，路宽19.00 m，为机动车与非机动车混行的城市交通次干路。随着城市交通流量的日益增加和东北寒冷地区的气候影响，该路段沥青路面的病害发展呈加速增长态势，出现了大量龟裂、坑槽、沉陷、波浪、拥包等情况，路面整体强度不足。应用本文章研究成果开展预防性养护的适应性研究分析，确定采用薄层罩面技术进行预防性养护，具体技术措施为对原有沥青路面铣刨4 cm，上面层采用4 cm细粒式SBS改性沥青混凝土(AC -13C型)，下面层采用5 cm中粒式沥青混凝土(AC -20F型)。施工工期选择在降雨较少且气温适宜的9月上旬，同时严格控制各项关键施工技术控制点。该道路经过预防性养护后，各项路面技术状况得到明显提升，如表3所示。

表3 沥青路面预防性养护前后技术

4 结 语

在对东北寒冷地区市政道路预防性养护适应性分析的基础上，形成适应性评价体系，建立适应性评价矩阵，可以有效弥补现有市政道路预防性养护对策确定的不足，极大提高市政道路的科学养护能力和水平。

[1] 住房和城乡建设部．2014年城乡建设统计公报[J]．城乡建设，2015，(8)：8-13.

[2] 徐剑，黄颂昌．沥青路面预防性养护理念与技术[M]．北京：人民交通出版社，2011.

[3] 高彦雷．沥青路面修复技术研究及工程应用[D]．广州：华南理工大学，2012.

Study on the Adaptability of Municipal Road Preventive Maintenance in the Cold Area of Northeast China

ZHANG Jia-yu1，WANG Bin2

(1.Liaoning Province College of Communications；2.Shenyang XiangRong Municipal Construction Engineering Co., Ltd.，Shengyang，Liaoning 110000，China)

According to the characteristics of the climate and the road structures in the cold area in the northeast, this essay analyses the technical evaluation index system on the municipal road with asphalt concrete pavement applied, which also measures the preventive maintenance of the municipal road paved asphalt concrete for evaluation of adaptability from a vertical and transverse angle. In fact, this evaluation system has been put into the municipal road maintenance and renovation project of Binhe West Road in Shenyang City.

municipal road; preventive maintenance; adaptability

2016-06-07

张家宇(1974-)，男，黑龙江海伦人，副教授，主要从事公路养护技术的教学与研究。

U418.6

C

1008-3383(2017)03-0181-02