沥青路面预防性养护后评价体系研究

王志超

（辽阳市交通运输综合行政执法队，辽宁 辽阳 111000）

0 引言

公路建设项目后评价是指公路通车运营2～3年后，用系统工程的方法，对建设项目决策、设计、施工和运营各阶段工作及其变化的成因，进行全面的跟踪、调查、分析和评价[1]。关于预防性养护和矫正性养护的效益费用比较，美国曾通过对10多万公里不同等级道路的研究，发现这些道路的使用性能和寿命有一个共同的变化特征：一条质量合格的道路，在使用寿命75%的时间内性能下降40%，这一阶段称之为预防性养护阶段；如不能及时养护，在随后12%的使用寿命时间内，性能再次下降40%，从而造成养护成本大幅度增加，这一阶段称之为改正性养护阶段。根据1987年美国启动战略性公路研究项目（SHRP）中养护效益费用研究，在整个路面寿命周期内进行3～4次的预防性养护可以延长使用寿命10～15年，节约养护费用45%～50%。由此可知，预防性养护在延缓路面使用性能恶化速率、延长其使用寿命和节约寿命周期内养护费用等方面具有重要意义。鉴于预防性养护的优点，研究其实施后评价很有必要，本文将结合预防性养护的特点并与公路建设项目进行比较，对预防性养护过程及社会环境后评价的内容进行具体评述，并分析过程及社会环境后评价的评价指标。

1 预防性养护过程后评价

1.1 前期工作状况评价

实施预防性养护之前，总结高速公路各路况指标的数值，包括微观指标和宏观指标，然后与预防性养护之后的相应指标进行对比。微观指标指预防性养护实施路面的外观病害变化，具体指裂缝、车辙、拥包、泛油、松散等方面，宏观指标指对预防性养护道路的路面损坏状况指数（PCI）、路面结构强度系数（PSSI）、路面行驶质量指数（RQI）、路面抗滑性能指数（SRI）等。

1.2 项目实施情况评价

项目实施阶段是项目财力和物力集中投放与耗用过程，对项目能否发挥投资效益有着十分重要的意义。高速公路预防性养护项目实施情况评价主要包括以下几个方面内容：

（1）施工体系设计的评价

对于新建道路项目，其施工体系设计包括很多方面，具体包括总体、路线、路基路面、桥梁涵洞、隧道、互通式立交、交通工程设施等方面的设计[2]等。然而，预防性养护施工体系的设计与公路初期建设有一定的区别，在实施预防性养护之前，道路一般已经运营了数年，所以无须对公路路线、路基路面等方面进行设计，而是要依据预防性养护自身的要求进行设计，预防性养护的施工体系设计如表1所示。

表1 预防性养护的施工体系设计内容Tab.1 The construction system design content of preventive maintenance

（2）项目实施情况的评价

对于公路初期建设，项目实施情况包括施工单位的选择、施工管理体系的组织模式、施工过程、施工质量控制、施工进度[2]等，预防性养护中同样需要对这些内容进行评价，但两者在每项内容中都有差别，公路初期建设的规模要比预防性养护大，施工周期要比预防性养护长，因而施工过程要比预防性养护复杂。对于预防性养护项目，主管部门应在保证施工质量的前提下，尽量缩短项目施工周期，尽早开放交通，避免造成交通堵塞。

1.3 运营情况和评价

在预防性养护实施前后对高速公路的运营状况进行评价更能反映出公路预防性养护项目实施的正确性，这区别于公路初期建设项目只能对公路建成之后的运营状况进行评价。评价内容主要包括预防性养护前后的运营交通量、交通量增长率、车速、交通量构成变化、车流密度、行车舒适度等运行参数的调查情况。

2 预防性养护社会后评价

对于一般的投资项目，其社会后评价应该按照社会评价的框架体系（表2）进行评价，社会评价包括社会影响分析、互适性分析、社会风险分析三个方面[3]。社会影响分析是指投资项目对国家、地区以及项目所在社区等三个层面的影响，它涉及社会环境领域、社会经济领域、生态环境领域和自然资源领域四个方面。互适性分析主要是指项目被当地的社会环境、人文条件所接受的程度，以及当地政府、居民支持项目发展的程度，最终看项目与当地社会环境的相互适应性关系。项目的社会风险分析是指对影响项目顺利实施的各种因素进行分析，选择对项目影响最大的因素进行分析，分析产生这种因素的社会环境和条件，以及这种因素可能导致的后果。

表2 投资项目进行社会评价的框架体系Tab.2 The frame system of social evaluation about investment projects

考虑预防性养护项目与一般投资项目及公路建设项目的区别和联系，并结合预防性养护项目自身的特点，其社会评价的内容主要包括以下方面：

（1）对当地人民生活和工作的影响。主要表现在实施预防性养护之后，道路不会过早地出现损坏，而预防性养护一般施工期短，开发交通早，当地人们在一定时期内出行会更加快捷方便，行车更加舒适顺畅，也会节约行车时间等。如果不实施预防性养护而到后期实施大中修，可能会更长时间地中断交通，最终会更大程度地影响人们的出行，还有可能给相关道路带来交通阻塞的问题。

（2）对交通安全状况的影响。在实施预防性养护之后，使得道路状况能够更长时间的保持良好状态，道路的抗滑性能会有明显的提高，与未实施预防性养护相比，道路交通事故会有所减少，交通安全性提高，从而使社会由于事故所产生的经济损失减少，具体表现为人员伤亡的减少和财产损失及人员家庭痛苦的减少。

（3）对环境的影响。在实施预防性养护期间，产生的噪音对附近的居民会有一定的影响，而且沥青挥发也会降低附近的空气质量。所以，项目实施人员在实施过程应注意对周围环境的保护，尽量减少不必要的损失。

3 预防性养护环境后评价

本研究把预防性养护技术与普通大修工程对环境的影响进行比较。

3.1 能源消耗方面

（1）沥青耗能[4]

众多预防性养护措施中使用乳化沥青，施工在常温下进行，且无需对沥青和石料进行加热，可以起到很好的节能环保作用。以微表处为例，微表处措施采用专用设备将具有一定级配的矿料、聚合物改性乳化沥青、填料、水和添加剂等材料，按一定配合比均匀拌和成稀浆混合料并迅速摊铺到路面上，在摊铺后1～2 h内形成可开放交通的薄层结构。而道路大中修则是使用普通热拌沥青混合料进行铺筑。实践证明，两者在实施过程中一般都要消耗一定的能源，但是应用微表处技术所消耗的能量比用普通热拌沥青混合料罩面所消耗的能量少。

在道路大中修的施工过程中，为了使沥青保持较高的温度，需对其进行重复加热。因此，沥青的实际消耗的热能通常远远超过理论值，一般超过十几倍乃至几十倍，本文取平均值25，理论耗能和实际耗能计算结果如表3所示。

表3 普通沥青混合料罩面沥青消耗的能量Tab.3 The wasting energy of common asphalt mixture

对沥青进行乳化时，需对沥青一次加热到120～140℃，取平均值130℃。配制乳化剂水溶液时，需将18℃水升温至70℃。实施乳化沥青微表处措施时，由于热能的损失，实际所需热能约为理论热能的4倍，结果见表4。

表4 微表处沥青混合料沥青消耗的能量Tab.4 The wasting energy of micro-surfacing asphalt mixture

（2）矿料耗能[4]

采用热沥青拌制混合料，矿料需烘干加热，消耗大量热能，计算结果如表5所示。

表5 普通沥青混合料罩面矿料消耗的能量Tab.5 The wasting energy of mine materials about common asphalt mixture

采用微表处沥青混合料时，砂石矿料不但不需烘干加热，而且可以在湿润状态下直接拌和铺筑，可以节省大量能耗。

3.2 对噪音的影响

国内的很多预防性养护工程都是采取橡胶粉薄层罩面措施，橡胶粉薄层罩面与普通热拌沥青混合料罩面相比，其优势在于橡胶粉改性沥青混合料可以降低路面的噪音。表6给出了世界各国使用橡胶粉改性沥青混合料减少噪音的效果[5]。

表6 橡胶粉改性沥青混合料减少噪音效益Tab.6 The benefits of reducing noise about rubber powder asphalt mixture

3.3 释放物质的对比

如果使用热沥青维修养护，加热时大量有害气体进入空气中，污染环境，且危害人体健康。乳化沥青为常温施工，可避免上述问题，从而减少环境污染，改善筑路工作者的工作条件。表7给出了乳化沥青车间与热沥青车间环境监测对比结果[6]。

表7 乳化沥青车间与热沥青车间环境监测对比Tab.7 The contrast of environment monitoring about emulsifying asphalt and heat asphalt workshop

有关资料显示，在众多温室气体中，CO2的比例为55%，浓度为354 mL/m3，在大气中的停留时间为50～200 a，是最重要的温室气体，所以国内外大多数的环境保护课题是针对减少CO2排量进行的。

根据试验，在生产沥青混合料的过程中，温度每升高10℃，每1 t混合料将多产生0.9 kg的CO2排放[7]。而很多预防性养护技术都是在常温下进行的，这会很大程度上降低CO2的排放，同时也会减少其他废气及粉尘的排放。因此，利用预防性养护技术对道路进行养护相较于传统的热拌沥青混合料能够产生更大的社会效益。表8中给出了沥青混合料的生产过程中CO2排放量与温度的关系，表9中给出了热拌沥青混合料其他化学物质的排放量。

表8 沥青混合料的生产过程中CO2排放量与温度的关系Tab.8 The relations of The emissions of CO2 and temperature in the production process of asphalt mixture

表9 热拌沥青混合料其他化学物质的排放量Tab.9 The emissions of the other chemicals about hot mix asphalt mixture

预防性养护技术不仅降低了苯并（a）毗、酚、总烃等物质的排放，更是很大程度上降低了温室气体的排放，这体现了其巨大的社会经济效益。热拌沥青混合料还会排放其他一些化学物质，例如CO、NOX、SO2、NO2等，而预防性养护技术不会排放出相应的物质。

4 结语

本文根据公路建设项目过程后评价体系并结合预防性养护的特点，提出了预防性养护过程后评价体系，完善了高速公路预防性养护理论。提出了预防性养护施工体系评价，确定了施工体系的指标。通过对预防性养护与公路建设项目的区别以及预防性养护自身的特点进行分析，提出了预防性养护社会后评价的主要内容以及指标体系，结果表明实施预防性养护对社会各方面的影响比公路建设项目的程度小，但是从整体上看，很多影响都不可忽略。通过对预防性养护技术与普通罩面技术进行对比，结果表明预防性养护技术会带来巨大的经济效益，既减少了能量的消耗，也降低了化学物质的排放。