高速公路路基路面全寿命周期的养护方法研究

高俊

【摘要】随着国内城市化进程的推进，高速公路建设规模持续增大，路基路面病害与养护问题愈发严重，对于现有病害所采取的常规性事后养护已然无法解决实际需求，此种养护模式下会错过最佳养护时期，甚至还会使得养护成本的提高。对此，本文提出了以全寿命周期为基础的预防性养护方法。

【关键词】高速公路;路基路面;全寿命周期;养护方法           【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.34.083

高速公路的养护成本投入主要是由建设质量、使用时间长短、交通流量等因素所决定的，而且其在整个公路工程的运行管理成本之中占有的比例相对较高，是公路经营管理成本的关键构成部分。如果能够选择在最佳养护时机开展养护工作，并且采取合理的养护措施，可以很大程度上减少公路等效年均养护成本，让养护资金的分配更为合理，同时也让高速公路的使用性能、安全性大幅提高。

1、高速公路养护特点

高速公路养护管理工作主要具备下述特征：

（1）养护工作具有时效性与长期性。其中，时效性主要是指因为高速公路的交通压力比较大，许多病害的形成存在一定的突发性，若是没有及时对小型病害加以处理，则有可能迅速转变成大型病害;长期性则是指，因为高速公路的部分病害存在潜伏期，若是没有长时间持续坚持做好养护工作，路基路面便容易出现不可逆转的损坏;

（2）养护工作的程序性和开展方式的机动性。开展方式的机动性表现为，因为高速公路车流量非常大，并且路面受损位置不太确定，面对此种情况，养护人员应当在尽量减少对交通带来影响的前提下做好养护工作;养护程序性则是在养护管理工作中必须要严格依照工作流程开展各项操作，不然容易导致公路的二次受损[1];

（3）养护技术专业性。这主要表现为，高速公路的养护管理不论是从检测还是到施工，每一环节均要依靠专业化工具以及专业的工程技术人员。

（4）养护工作的复杂性。其复杂性主要表现在，我国疆域辽阔，自然地貌丰富多样，为了更好的适应各个地区的地质条件，在进行高速公路建设时通常也会用到不同类型的材质结构，养护工作必须要做到因地制宜方可取得较佳的养护效果。

综合养护管理工作的上述特征，我国高速公路项目在开展养护工作时必须要谨遵以下要点：注重日常养护工作，对于路面病害应当要“尽早发觉、尽早防范、尽早处理”，对于路面的小型病害需在日常养护中加以处理，进而起到有效延长道路使用年限的作用，并合理减少养护成本;对养护工作流程以及市场环境予以规范化控制，组建一支具有较高专业性且经验丰富的养护技术人员，并配置充足、先进的养护设备。

2、高速公路路基路面全寿命周期养护概述

2.1预防性养护

所谓的预防性养护也就是在路基路面结构强度尚可，而只是表面功能发生退化的情况下，采用合理的方式使得表面功能得以恢复的养护方法，通过实施预防性养护，能够让公路项目使用寿命大幅提高。预防性养护是高速公路路基路面养护中十分重要的一种方式，其目的在于始终维持路基路面系统具有良好的性能，对现有损坏部位进行修复使之得以缓解，在不變更结构承载力的基础上让公路功能得以提升。合理的预防性养护可以充分控制公路病害的进一步恶化。根据有关统计资料显示，在高速公路全寿命周期的最后五年内，花费在路基路面修补、热拌、冷拌等养护工作中的费用是整个使用周期中全部养护费用的十分之六[2]。

因为我国高速公路建设事业起步相对比较晚，当前，相关的理论知识与实践经验依然存在不足，而在国内公路养护工作的发展历程中，行业内的专家学者对于预防性养护慢慢演变出了广义与狭义两大角度的不同看法：从广义层面看，预防性养护是实施于路基路面尚未发生结构性病害之前，为了维持正常的使用性能，防范日后病害的发展，而且最大程度上延长公路使用寿命，在不提高与变更公路结构承载性能的基础上对于即将形成的病害，实施路基维护、路面修复、桥涵加固、附属设施维修等一系列措施，以此来优化路基路面的系统性功能;从狭义角度来看，预防性养护是在路基路面没有或是刚形成轻微病害不久同时引起功能性破坏之前，为了缓解病害发展，在适宜时机而且不提高结构承载性能的基础上，采用合理的方式来让公路功能得到优化，使其使用年限得以延长。

2.2路基周期性路面维修

路基结构稳定性能存在周期性的特点，所以需要在充分了解路基路面周期性的前提下，把它运用在公路维修标准之中。

设每年为365天，那么路基路面维修周期则是：

在此式子之中，P代表路基路面的维修周期，tg则是路基路面结构系数;td是路面承受压力平均时长;x是两次路面压力作用间隔时长。

在确定了维修周期之后，则要将其运用在路面维修标准之中，结合全寿命周期理论，在构建周期性维修标准之时，应当充分分析路基路面结构、稳定程度、综合指标等参数。技术人员需要详细记录维修养护时间，从而在周期性循环之中，合理选取维修日期开展维修工作。基于全寿命周期理论所构建而成的周期性维修标准，可以有效降低路基路面内部结构出现裂缝的几率，而且更好的维持路基路面结构的稳定性，使得整体维修工作的质量以及效果显著提升。

2.3综合性路基路面维修标准

基于全寿命周期理论，在进行路基路面维修工作时应当具备综合性。随着使用年限的提高，高速公路路基路面的综合性能会慢慢衰弱，所以需要在充分结合路基路面安全性、结构强度、防滑性能、相对强度等内容的分析，选取可以确保每项性能指标都能满足养护需求的维修标准。在全寿命周期理论下，所决定的综合性维修指标有全面地将路基路面每项因素考虑在内，改进路基路面的维修效果。

基于全寿命周期的综合性维修标准所实际开展相应的维修养护工作时，路基路面压力权重差值会显著减少，从而提高路基结构的稳定程度，具备良好的综合性。因为采取常规维修标准景观也能够顺利完成相应的维修工作，不过在综合指标方面却是难以达标，所以需要采取基于全寿命周期理论的综合性维修标准，要对路基路面相关联的每一影响因素进行充分考虑，进而让路基路面的每项指标达到彼此平衡的状态，从而有效提升路基路面的整体性能与维修效果。

2.4养护时机

在进行高速公路路基路面全寿命周期养护工作中，养护时机的选取对于提高养护作业效果而言十分关键，并且也有最终的养护成本投入息息相关，通过采取全寿命周期成本分析法来决定最为适宜的养护时机。而最合适的养护时机应当是能够以最小成本花费取得最大化养护效益的时间段，需要通过对各个时段养护方案与成本效益的分析研究来计算得出。

2.5全寿命周期养护管理

在结合全寿命周期理论开展养护管理工作时，需要创建同时保障当下与中长期高速公路使用性能的养护计划，也就是需要在使用有限的养护资金成本的基礎上，有公路整体着手，全面分析路基路面运作现况，同时综合目前可采用的预防性养护方法，制定覆盖路基路面全寿命周期的中长期养护方案，同时对于最佳路面决定最佳养护实际，对于“最差”路段则同时结合重新修建、维修改良等多种方式加以养护，从而使得养护资金能够取得最大的养护效益，也让高速公路路面性能得到最大化改进。

3、全寿命周期养护规划要点

（1）路况检测信息（主要涵盖了交通量信息）精度高低将会直接决定养护规划方案的合理性与和形象，所以，对于氧呼吸实行规范化管理控制十分关键。

（2）从当前分析调研结果可知，若是实行规划养护，那么养护效果相较于传统养护模式下的“即坏即修”具有突出性优势，主要表现在下述方面：①能够大幅延长路基路面的使用年限，在规划期限内无需进行大修;②有效管控与减少公路的日常养护成本;③合理减轻养护施工管理的复杂性，尤其是让交通组织工作得以简化;④能够提高路费收入;⑤充分提高交通运输的效率，减小社会交通运输成本，为人们提供更为舒适、安全的交通服务[5]。

（3）在进行养护规划的制定之时，主要是根据目前公路使用情况以及日后路况的准确预估分析来开展的，其结果有可能和将来的具体状况之间存在一定偏差。所以，养护规划应当是一项动态性、重复性的工作任务，需要按照具体路况的变动情况定期对现有规划做出调整。

（4）高速公路全寿命周期内的养护固化主要是服务于宏观与中长期战略方正，而且是不可用其替代年度养护计划与详细的养护方案的。需要按照每年公路交通具体状况，以养护规划的总指导要求为依据，制定来年的养护计划与对应的养护方案。在实施养护规划方案过程中，可按照企业的实际状况与最新公路使用情况的评价结果做出合理调整，不过，调整的范围通常需要在原规划的近一两年之内。

（5）不管是养护规划的调整，又或是养护计划的制定，又或是养护方案的编制，其质量都取决于对高速公路路况的精准评估。所以，需要定期对路基路面实行全面检测（至少需要每年进行一次检测，而且对于重点路面在条件允许时可以以半年为周期进行检测，或是可以设置更短的检测周期）。为了更好的制定下一年度的养护计划，每年的路基路面检测工作可以设置在十月左右结算书。而且为了更为有效的保护路基路面，年度养护计划的实施需要尽可能赶在雨季来临之前开展。日常养护是最为有效但又最为容易被忽略的预防性养护措施，需要加强对此项养护工作的重视程度，充分做好日常养护工作，并对其工作完成质量实行全面监管，方可取得理想的养护效果。

结语：

综合上文可知，以全寿命周期为基础开展的养护工作不仅可以有效预防各种公路病害的形成，使得潜在病害在出现之前能够及时采取合理的措施加以预防，并对各种早期病害做到有效修复处理，彻底扭转了传统养护模式下“跟着病害转”、“哪里坏修哪里”的被动局面，也让我国高速公路的养护管理水平得到提高。

参考文献：

[1]郑健龙，吕松涛，刘超超.长寿命路面的技术体系及关键科学问题与技术前沿[J].科学通报，2020，65（30）：3219-3227.

[2]宋庄庄，朱洪洲.沥青路面全寿命周期节能减排策略案例研究[J].中外公路，2020，40（05）：36-42.

[3]黄学文.从全寿命周期角度看绿色公路[J].中国公路，2018（10）：30-33.