论沥青混凝土路面预防性养护措施

申植元

摘要 高速公路服役过程中合理实施预养护，可显著增强道路使用性能，延长运营年限。为有效提升沥青路面养护效果，保证公路安全稳定运营，科学选择预养护措施尤为关键。鉴于此，文章针对沥青混凝土路面预防性养护措施决策进行综合探究，介绍了预养护措施决策程序，从初选、成本分析及多因素评估等角度分析总结了沥青路面预养护措施选定方法，并通过实际工程应用，确定了最优预养护方案，取得了显著的经济和社会效益，具有重要的参考价值。

关键词 高速公路项目；沥青混凝土路面；预防性养护；养护措施决策

中图分类号 U418.6文献标识码 A文章编号 2096-8949（2024）08-0149-03

0 引言

公路项目预养护作为道路维护的重要手段，能显著增强道路运营能力，延长使用年限。预养护与普通大、中修不同，其主要是在公路正常服役期间实施的周期性养护措施，可有效提升道路维护成本效益，改善路面使用功能，保证车辆运行安全性、舒适性[1]。道路开展预养护过程中，科学进行预养措施决策是保证路面养护质量，降低养护成本的关键[2]。因此，为有效提升沥青路面预养护决策水平，该文系统分析了预养护措施选用程序及具体方法，具有十分重要的意义。

1 沥青路面预养护措施决策程序

基于以往公路项目预养护案例，并根据自身多年实践经验，分析得到沥青路面预养护措施决策基本程序，如图1所示。

沥青路面预养护措施决策程序：

（1）通过现场调查检测全面了解道路病害情况，并对其技术状况实施综合评定，主要评定项目为PCI、RQI、SRI、RDI、PSSI等。根据路面技术状况评定结果，判定路面是否需要实施预养护[3]。

（2）根据道路交通等级、技术状况、病害情况、车流量等各方面条件，遴选出合适的沥青路面预养护措施[4]。

（3）通过综合成本分析法，对初选确定的全部预养方案实施成本比较分析，从而得到成本最优预养护措施。

（4）综合养护效果、路用性能、交通影响、环保、气候、耐久性能等各方面条件，对预养护方案实施评价，进而获得更加可行的预养护措施。

2 预养护措施选定方法

2.1 初选阶段

目前，常用的沥青路面预养护方案较多，主要有罩面类、封层类及填缝类三种类型。其中，罩面类具体是指通过对沥青掺和料实施加热后均匀铺设于旧路表面，形成厚度约4 cm的罩面层，从而起到保护旧路面的作用。封层类具体包含微表处、稀浆封层等[5]。而填缝类主要是采用防水性材料，对路面裂缝实施封闭处理，避免道路表面水体下渗对内部结构造成破坏[6]。

工程实践中，针对沥青路面存在的某一种质量病害，可通过多种预养护方案进行处理，并且某一养护方案可适用于多种质量病害养护处理，因此实际养护施工时，应根据道路病害情况、交通等级、车流量及路面技术状况等各方面指标综合确定养护方案[7]。目前，对于不同病害类型具体预养护建议，见表1。

2.2 综合成本分析

预养护方案选择时，不仅应最大限度保证养护效果，还应充分考虑养护成本因素，在确定初选方案后，对各种养护方案成本进行全面分析，从而获得最优预养方案。实际决策时，可结合沥青路面运营时间长短、道路使用功能改善情况、养护成本等各方面因素对养护措施实际效果实施评价，具体可采用路面平整度指标IRI、破损指标PCI、服务能力指标PS等进行评定，充分了解各项指标变化情况，从而有效提升评价结果的准确性。预养护措施服役期限是其综合效益评价最有效的方式[8]。

道路全寿命周期内涉及的费用种类多种多样，主要包含道路残值、燃料费用、保养费用、建设费用、预养护费用及病害修复费用等[9]。在进行预养护方案成本评价时，其影响指标较多，可实施性较低，并且无法有效反映预养护方案的应用效果，同时，难以对各种养护方案间的成本偏差实施比较。预养护措施的根本目的在于提高路面使用性能，防止产生结构性病害，延长道路使用年限，其综合成本形成干预养护施工过程中，因此除养护过程费用外，其余阶段产生的费用均不考虑。此外，各种预养护措施所产生的费用存在显著不同，实际施工中应引起重视[10]。

采用等效年度成本效益对各种预养方案实际成本实施评价，结合以往相关公路项目预养护案例，并根据沥青路面实际技术状况，合理选择养护措施。以r值表征等效年度成本效益，其值为养护总成本C与可用时间t之比，表达式为：

（1）

2.3 多因素分析评估

结合公路工程沥青路面具体状况，对预养护方案实施初选及成本分析后，依旧有多种养护方案可供选择，为确定出最优养护方案，最大限度保证沥青路面养护效果，可采取多因素分析评估方式对各种养护方案实施全方位评估，从而评选出1～2个最优养护方案，并将其视为优选措施。

沥青路面预养护方案决策所需考虑的因素较多，主要包括道路自身因素及施工因素两个方面，其中道路自身因素包含道路交通等级、路面病害情况、车流量、道路技术状况、路用性能等；而施工因素则包括材料获取难易程度、行车舒适度、视觉效果等。实际养护方案选择时，由于地域、管养单位、气候条件等各方面差异，所选用的预养护方案也各不相同，为防止各种因素影响预养方案决策准确性。该文采用综合评估系数k评价各因素与预养方案之间的相关性，其表达式如式（2）。通过公式（2）求得各种方案下的k值，以较高k值方案为优选养护方案，k越大则表示此项因素与预养方案之间的相关性越大，表明确定的预养护方案更加可行。

（2）

式中，n——影响因子总数；Cij——i种预养方案，需结合各公路具体状况科学选用，并应根据第j个影响因子标准值综合确定，同时，也可按照相关数据（见表2）确定其值标准；Wj——j影响因子权重，应结合具体状况合理选用或按照数据（见表3）进行取值。

3 工程应用分析

某高速公路项目路面形式采用沥青路面，设计速度为120 km/h。该道路于2015年投入运营，随着道路服役年限的增加，沥青路面产生了诸多病害。于2019年实施路面养护，通过对道路交通量、载重量调查统计发现，该高速公路车流量较大，且普遍存在超载现象，导致路面出现疲劳破坏。主要病害形式为路面开裂，局部位置存在坑槽、拥包、车辙现象，严重影响行车安全。根据该高速公路路面实际病害情况，其预养护方案决策方法如下：

（1）根据路面病害实际调查结果，并按照相关标准要求，科学选用预养护措施，满足预养护条件的路面病害形式主要有纵裂、横裂及龟裂等。

（2）该高速公路车流量达6 606 pcu/d，结合该公路具体状况，并按照表1相关信息，科学实施预养方案初选。其中，对于路面裂缝规则、基层较为完整的部位，可采取封缝措施进行养护处理；同时，对于路面裂缝产生支缝但道路表面未出现差异性沉降部位同样适用。对于龟裂路段可通过薄层罩面、微表处等方案进行处治。实际施工时，应根据路面实际情况，合理选用养护方案。

（3）利用式（1）对各种预养方案综合成本实施计算，详细数据见表4。通过表4能够看出，复合封层成本较高。

（4）对各种预养方案实施多因素评估，根据表2、表3相关数据信息，对各方案实施评估，最终得到微表处、复合封层、薄层罩面评定指标依次为4.01、3.42、3.94，因此，微表处及薄层罩面效益较好。

（5）根据上述分析结果可知：微表处、薄层罩面方案符合实际施工要求，且该两种方案成本较低，具有良好的经济效益，为该高速公路沥青路面最优预养护方案。具体情况见表5。

4 结论

综上所述，该文基于沥青路面预养护措施决策程序，从初选、成本分析及多因素评估等角度分析总结了沥青路面预养护措施选定方法，并通过实际工程应用，确定了最优预养护方案。具体结论如下：

（1）沥青路面预养护方案决策时，应通过路况勘查确定路面病害情况，并对其技术状况实施综合评定，判定是否需要实施预养护；根据道路交通等级、技术状况、病害情况、车流量等各方面条件，遴选出合适的沥青路面预养护措施；采取综合成本分析法，对初选预养方案实施成本比较分析，从而得到成本最优预养护措施。

（2）不同地区需根据道路实际运营状况强化质量检测，根据检测结果对沥青路面实施综合评价，了解病害形式及严重程度，并采取合适的预养措施进行养护处理，结合具体养护效果对该区域道路预养护方案决策效果实施优化总结，从而有效提升预养护措施决策水平，保证道路养护质量。

（3）预养护方案决策是一项综合性工作，具有较强的专业性，实际施工时应综合多方面因素合理选择养护方案，并根据以往实践经验实施合理优化，以有效提升路面养护质量，延长运营年限，提高路面养护综合效益。

参考文献

[1]郝旭阳. 沥青混凝土路面预防性养护措施决策及运用分析[J]. 居舍， 2021（15）： 31-32+38.

[2]闫文辉. 研究公路沥青混凝土路面预防性养护对策选择[J]. 智能城市， 2021（5）： 81-82.

[3]闫平. 浅谈高速公路预防性养护沥青混凝土路面施工技术管理[J]. 低碳世界， 2021（7）： 172-173.

[4]王艳. 基于组合式基层沥青混凝土路面预防性养护技术的研究[J]. 运输经理世界， 2021（23）： 93-95.

[5]田雁南. 基于沥青路面性能衰变模型的预防性养护措施选择[J]. 安徽建筑， 2020（9）： 176+193.

[6]唐忠国. 南宁至友谊关高速公路沥青路面中长期养护决策分析[J]. 西部交通科技， 2018（8）： 34-38.

[7]王艳. 基于组合式基层沥青混凝土路面预防性养护技术的研究[J]. 运输经理世界， 2021（23）： 93-95.

[8]叶飞. 沥青混凝土路面施工技术在公路工程施工中的运用研究[J]. 中国设备工程， 2022（6）： 236-238.

[9]程引南， 王晓雄， 龚国欢， 等. 山区公路沥青路面预防性养护决策智能化系统开发[C]. 中国公路学会养护与管理分会第十一届学术年会论文集. 北京：中国公路学会养护与管理分会， 2021： 86-91.

[10]胡恩海. 高速公路混凝土桥梁预防性养护加固措施[C]. 中国公路学会养护与管理分会第十二届学术年会论文集. 北京：中国公路学会养护与管理分会， 2022： 489-493.