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高速公路预防性养护良好时机和养护对策的选取
发布时间:2021-11-22   浏览:1455次返回

—「 引言 」—

高速公路路面不仅要承受交通荷载的作用,而且要承受周围气候环境的影响,其使用状况会呈现逐年降低的趋势。我国已建的高速公路中80%以上都是沥青路面,对于高速公路沥青路面来说,如果等到路面完全破损无法使用时才修复,一方面严重影响通车,给路面使用者造成不便;另一方面工程庞大、资金配置严重不合理,业主无法承担,并导致资产折旧加速,巨额资产流失。

目前,已有很多公路已进入大、中修期,每年所投入的资金不计其数,这些为数巨大的投资不能完全满足我国公路基础建设的要求,而且还要带来超过1500万吨废弃的旧沥青混合料。根据SHRP计划估算,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%。路面采取预防性养护措施与不采取预防性养护措施相比,对遏制路面性能衰减有很好的效果。

为保证公路建设的可持续发展,积极地引进和推广应用国内外先进的养护材料和养护技术,将预防性养护工作落到实处,是一项具经济效益和社会效益且利国利民的举措。


—「 正文 」—


预防性养护概念



预防性养护,是指在路面状况良好的情况下,采取一些必要的技术手段,使路面功能一直保持较好的状态,如路面出现轻微裂缝,进行沥青灌缝等措施,是一种有计划性的养护。


预防性养护(Pavement Preventive Maintenance,简称 PPM)有两种观点:

❖ 让状态良好的道路系统保持更长时间(Keep Good Roads Good),延缓未来的破坏,不增加结构承载能力的前提下改善系统的功能状况;


❖ 在适当的时间,将合适的措施,应用在适宜的路面上(Apply the Right Treatment at the Right Time on the Right Pavement)。


预防性养护是一种主动的养护方式,即未出现破损就养护,尽管事前要投入一笔资金,但从道路的寿命周期核算,要比等到道路无法正常使用时进行大规模修复划算的多。预防性养护的核心理念是“三个适当的”,即在适当的时间,将适当的措施用到适当的路面上。


预防性养护路段的选取



宏观路况标准


《公路技术状况评定标准》JTG H20-2007中沥青路面状况评价指标主要有路面损坏状况指数PCI、路面行驶质量指数RQI、路面车辙深度指数RDI、路面抗滑指数SRI路面结构强度指数PSSI五项指标。


其中PCI、RQI、RDI、SRI主要反映了路面使用性能特性,PSSI则反映路面结构特性,因此,可将路况指标分为两类即路面使用性能指数和路面结构性能指数。


根据预防性养护定义,只有结构强度良好的路面适合预防性养护,因此,结构性能指数PSSI可作为路面是否适合预防性养护的基础指标,即PSSI作为判定性指标。


对路面实施预防性养护,是期望通过预防性养护来减少或阻止路面损害、提高路面平整度、减轻车辙,提高路面抗滑,改善路面一项或几项使用性能。从而路面功能指数中的一项或几项指标可以作为路面预防性养护的判断性指标。


多项指标的选取则可借鉴价值工程中的强制决定法,针对不同地区不同道路的要求,采取强制决定法判定哪项指标作为判断性指标。其中强制决定法是采用0-1打分法,将各个性能进行一对一的打分,对比时相对重要的性能得1分,不重要要的性能得0分,再合计总分后求得每项性能的性能系数。PCI、RQI、RDI、SRI四项指标性能系数计算见表1。


技术指标

表1:各项指标性能系数计算表


通过强制决定法判定,各项指标中PCI性能系数顶值为0.5,RQI性能系数次之,为0.33,两项指标性能系数明显极为重要,可以作为预防性养护的宏观路况指标。


基于强制决定法的强制判定以及对实际道路性能指标分析,结合我国沥青路面养护习惯,预防性养护宏观路况要求可选择结构强度指数PSSI、路面状况指数PCI、路面行驶质量指数RQI三项指标。鉴于PCI反映路面状况的综合性,在确定沥青路面是否需要预防性养护时,以PCI为判断性指标,以PSSI、RQI为判定性指标,即在PSSI、RQI满足要求的前提下,可以对路面采取预防性养护,具体标准见表2。


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表2:沥青混凝土路面预防性养护宏观路况标准

养护对策的选择



(一)常用预防性养护对策

预防性养护对策是预防性养护计划实施手段的选择和确定的主体,它直接决定了在不同路面状况条件下实施对策的有效性。某种预防性养护对策的选择主要与其技术经济性及路面状况密切相关,直接影响着对策选择的合理性。因此,对常用预防性养护对策的技术性、经济性、适用性的明确界定和系统分析,是预防性养护对策选择的基础。

多年来,经过国内外众多公路养护工程的实践,已经有十多种常用的预防性养护对策,主要有同步薄层罩面、稀浆封层、微表处、碎石封层、渗固磨耗层、纤维碎石封层、薄层热拌沥青混凝土罩面CCA抗裂磨耗层长寿命灌缝和封缝下渗再生封层、溶剂型封层等。


(二)常用预防性养护技术简介

❖ 渗固磨耗层

渗固磨耗层是基于下渗再生封层技术,结合特种改性乳化沥青拌合料摊铺的一种全功能预防性养护技术,具有优越的性能和广泛的适用性,并具有很高的性价比。

渗固磨耗层一方面通过预撒布的渗固组分恢复原路面老化沥青的性能,大幅提升基础层的抗疲劳特性、抗裂能力,并有效修复原路面缺油、松散等病害,封闭毛细裂缝,使路面整体更加密实、坚固,并起到增强原路面与磨耗层之间层间的粘结作用。同时通过特种改性乳化沥青拌合料提供1cm厚度的高耐久性磨耗层,以修复路面的早期结构性病害,如网裂、横向裂缝、轻微车辙等。

渗固磨耗层技术作为一种功能性预防性养护技术,同时实现了还原原路面老化沥青、病害修复、增强层间粘结和提供磨耗层四项功能。

❖ CCA抗裂磨耗层

CCA抗裂磨耗层包含长寿命表面裂缝处置、超粘粘层油洒布以及特种高性能改性沥青及薄层混合料的铺装,是一种三位一体的路面养护体系,是优化的水泥路面白加黑技术方案;

CCA抗裂磨耗层的铺装厚度为10-25mm,可以同时解决层间粘结”“飞散剥落反射裂缝三大难题,全寿命周期养护投资综合效益高,使用寿命可达5-8,相比较传统的水泥路白加黑技术路线,在保持等同的路用性能的基础上,其整体资金投入缩减50%以上。

❖ 下渗再生封

下渗再生封层技术采用独特工艺生产,加入高分子材料调制而成的下渗再生剂,可以在短时间内渗入沥青的上面层,通过沥青的向下传导原理,渗入深度可达3-4cm。对贫油,泛白,老化或松散的沥青路面进行一次快速而全面的再生,重建沥青各组分的化学平衡,延缓甚至逆转沥青的老化过程。

❖ 长寿命开槽灌缝

长寿命开槽灌缝方案集成长寿命密封胶、专用开槽灌缝设备和施工工艺,是目前市场占有率高,技术先进的裂缝处置方案。长寿命开槽灌缝可以有效延长灌缝的效果达三倍以上,并将大中修时间延缓一年以上。长寿命灌缝是费效比很高的道路养护手段之一,每投入1元钱,平均可以节约6-8元的大中修费用。

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(三)预防性养护对策选择原则与方法

预防性养护对策选择是为适合实施预防性养护的路面选择恰当的措施的过程。为了保证预防性养护对策的使用效果和技术优势,预防性养护对策选择需要遵循以下原则:

❖ 技术有效性

即预防性养护对策在技术上是满足要求的,能够满足路面状况、交通量等的技术要求,且能充分发挥其应有的预防性养护性能。

❖ 经济节约性

即在满足技术有效性要求的前提下,应尽可能选择经济性更好的预防性养护对策,使得所采取的预防性养护对策相对于其它对策具有更低的养护成本或全寿命周期成本。

❖ 性能服务性

即所采用的预防性养护对策是符合工程特点的,能满足服务的公路用户对预防性养护路面使用性能的特定要求。

依据以上原则,预防性养护对策选择应该包括预防性养护对策库的建立、预防性养护对策的费用效益分析针对具体工程采用价值工程价值系数反馈法的预防性养护对策选择3方面的内容。


预防性养护的意义

预防性养护是相对于传统养护(矫正性养护)而言的,传统养护是指一般在公路设施出现明确病害或已部分丧失服务功能的情况下,再采取相应的功能性或结构性恢复措施。而预防性养护是指公路养护部门在路基、路面桥涵、隧道以及其它公路设施的结构良好或病害、损毁发生初期,即对其进行养护,延缓公路病害、损毁的发生或进一步的扩大从而达到延长公路使用寿命、保持公路完好率,提高公路质量和服务水平降低公路寿命成本,延长中修或大修期限目的的作业方式。

预防性养护则是一种全面的全方位的养护模式,强调的是治早治小、及时主动养护、超前养护动态养护,是一种全新的公路养护理念,是改变传统的养护观念和习惯,在公路路况良好或是病害发生初期,即对其进行养护,不让病害向更深层次发展,从而达到延长公路使用寿命、保持公路完好、提高公路质量、降低公路养护成本的目的。它是预防为主,防治结合的原则及全面、科学、及时、经常性养护的具体体现。


部分内容参考摘自“养护与管理”公众号



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