预防性养护政策与关键技术研究报告

预防性养护政策与关键技术研究报告预防性养护政策与关键技术研究报告 简本 简本 组长单位 山东省交通厅公路局组长单位 山东省交通厅公路局 成员单位 江苏省公路局成员单位 江苏省公路局 华北高速股份公司华北高速股份公司 浙江省公路局浙江省公路局 河北省公路局河北省公路局 辽宁省高速公路管理局辽宁省高速公路管理局 青海省高速公路管理局青海省高速公路管理局 上海市公路管理处上海市公路管理处 广东省交通集团有限公司广东省交通集团有限公司 2007 年年 9 月月 目目 录录 1 国外预防性养护基本概念国外预防性养护基本概念 1 2 国外预防性养护发展概况国外预防性养护发展概况 1 2 1 国外预防性养护的发展特点 2 2 2 国外预防性养护发展的启示 3 3 我国预防性养护发展概况我国预防性养护发展概况 4 3 1 各地区预防性养护发展概况 4 3 2 我国预防性养护发展总结 7 4 预防性养护相关概念的研究预防性养护相关概念的研究 8 4 1 路面全寿命周期 8 4 2 全寿命周期路面成本 8 4 3 全寿命周期内路面年平均成本 8 4 4 平均车公里路面成本 9 4 5 平均车公里全成本 9 4 6 影响道路使用者费用成本的因素 9 4 7 对降低道路使用者费用成本的保障 9 4 8 预防性养护的目标 10 5 预防性养护决策机制与方法预防性养护决策机制与方法 11 5 1 基本标准 11 5 2 信息来源 11 5 3 决策基本过程 12 5 4 效果检验方法 12 5 5 预防性养护决策机制与方法总结 13 6 预防性养护关键技术预防性养护关键技术 14 6 1 沥青路面预防性养护技术 14 6 2 水泥混凝土路面预防性养护技术 15 6 3 路基 桥涵预防性养护技术 15 7 预防性养护问题与对策预防性养护问题与对策 17 7 1 问题总结 17 7 2 对策研究 17 8 结论和建议结论和建议 22 8 1 基本结论 22 8 2 预防性养护的概念 22 8 3 实施预防性养护的关键技术 23 8 4 实施预防性养护政策与建议 23 1 国外预防性养护基本概念国外预防性养护基本概念 预防性养护是作为一个完整的概念于 20 世纪 80 年代提出 是一种周期性 的强制保养措施 是在路面结构强度充足 仅表面功能衰减的情况下 为恢复 路面表面服务功能而采取的一种养护措施 预防性养护虽然需要投入一定的费 用 但是一种费用效益比最优的养护措施 主要有两个说法 一是让状态良好 的道路系统保持更长时间 延缓未来的破坏 在不增加结构承载能力的前提下 改善系统的功能状况 二是在适当的时间 将适用的措施 应用在适宜的路面 上 预防性养护的核心思想是要求采用最佳成本效益的养护措施 强调养护管 理的计划性 所谓矫正性养护 就是我们传统上的修补路面的局部损害或对某些特定病 害进行的养护作业 适用于路面已经发生局部的结构性破损 但还没有波及全 局的情况 显然这是一种事后 被动的养护方式 其延缓路面失效的效果较差 采取预防性养护在路面使用过程的某个最佳时机 进行若干预防性养护措施干 预 路面状况将一直保持在较高水平 较好延长路面使用寿命 降低了成本与 投入 美国道路业曾对几十万公里不同等级道路进行跟踪 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的 增加 根据 1987 年美国战略公路研究计划 SHRP 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 2 国外预防性养护国外预防性养护发展概况发展概况 预防性养护 Pavement Preventive Maintenance 是维护现有道路系统及其 附属设施 延缓未来病害发展 保持或改善系统未来的功能状况 但并没有增 强结构能力 的一种有成本效益的处治计划策略 从这个角度出发 预防性养 护更多地是一种理念和方法 本报告简本在调研国内部分省 市公路管理部门的基础上 借鉴国外预防 性养护研究成果 目标是了解我国预防性养护的现状 借鉴成功经验 明确预 防性养护实施中的问题 形成预防性养护的实施政策建议 为预防性养护保证 体系的建立提供参考 下面首先对预防性养护的国外发展历史和现状作简要回 顾 2 1 国外预防性养护的发展特点国外预防性养护的发展特点 2 1 1 预防性养护广泛发展且区域间差异明显预防性养护广泛发展且区域间差异明显 美国研究资料表明 其各州的预防性养护开展的层次和水平差异很大 根 据 2004 年国家公路合作研究计划 NCHRP National Cooperative Highway Research Program 的 523 号报告 预防性养护技术应用的时机选择 Optimal Timing of Pavement Preventive Maintenance Treatment Applications Arizona 和 Iowa 州已经铺设了专门的预防性养护试验路以评价某些预防性养护技术措施的 性能 Michigan NewYork 和 California 州已发展了良好的预防性养护计划 并 反映在多种指南文件中 在 1999 年 对美国 50 个州 哥伦比亚特区 Puerto Rico 和 6 个加拿大省 份的公路管理部分进行了一次大范围的预防性养护计划与实践的问卷调查 获 得 41 个部门的反馈 结果表明 全部反馈的部门都进行了预防性养护技术的应 用 85 的部门确立了预防性养护计划 2 个部门正在确立 17 个部门报告有 超过 10 年的现场预防性养护计划 2 1 2 预防性养护基本理念长期难以统一预防性养护基本理念长期难以统一 对于预防性养护应用时的旧路面状况问题 25 个部门在路面仍处于较好状 态时进行 22 个州报告在路面处于较差状态时进行 1 个部门报告在路面处于 很差的状态时进行 按照预防性养护的特点 在路况尚好情况下实施是合理的 其他情况下则偏离了预防性养护的主要目标 实施时机把握上的差异表明 对 预防性养护的基本理念的理解还不统一 2 1 3 预防性养护实施影响因素众多预防性养护实施影响因素众多 2001 年 在一项由路面维护基金会 FP2 Foundation for Pavement Preservation 发起的研究中 进行了对公路养护部门的广泛调查 共获得 34 个 有效反馈 调查结论认为 对大多数公路部门而言 预防性养护观念 适当时机采 用适当处治技术 反映了观念 策略和方向上的巨大转变 大多数公路部门面临资金短缺问题 预防性养护和最差优先的养护方式之 间矛盾凸显 在一个最差优先的养护计划中 剩余资金 如果还有 才用于预 防性养护 应对路面功能失效的处治技术将占养护资金的大部分 且效果较差 使总体计划失效 2 2 国外预防性养护发展的启示国外预防性养护发展的启示 根据美国预防性养护发展的历史与现状 可以概括以下基本规律 1 预防性养护基本概念方面 预防性养护基本概念方面 1 预防性养护是一种养护理念 其基本出发点是通过早期养护 延缓路 面的病害发展过程 从而推迟了后期进行维修重建时间 延长了路面使用寿命 最终获得更高的费效比 2 预防性养护与预防性养护技术并不是完全对应的关系 该类技术也可 用于非预防性养护工程 但不能达成预养护目标 2 预防性养护发展的区域性特点 预防性养护发展的区域性特点 1 各区域间预防性养护发展水平很不平衡 但其基本理念在长期的传播 和发展过程中 已广为接受 是大势所趋 2 各管理区域都开展了预防性养护政策与技术的研究与实践工作 3 预防性养护区域内发展的一般要求 预防性养护区域内发展的一般要求 1 预防性养护发展必须有统一的概念 规范 指南 手册等文件来引导 且需根据实践效果及时修订 2 预防性养护是一项长期工作 要提供长期支持 特别是专项资金支持 4 尽量设置领导 指导和协调预防性养护工作的专门机构或机制 负责 资金分配 效果评价 技术总结与推广等工作 还需对技术人员开展不定期培 训 5 要扩大技术合作与交流 扩充预防性养护技术体系 最大限度地发挥 预防性养护的针对性强的特点 3 我国预防性养护发展概况我国预防性养护发展概况 预防性养护与一定的公路发展水平与发展阶段相适应 九十年代后期 随 着高速公路的快速发展 高速公路里程的不断增多 发展高水平的养护技术已 逐步成为养护工作中的重点 进入二十一世纪以来 我国早期建设的高速公路 不少已经进入大 中修阶段 且养护相关观念和技术的国际交流日益频繁 大 型养护设备逐步引进 都促使公路养护 特别是高速公路养护进入了一个新的 纷繁复杂的阶段 预防性养护观念和相关技术逐渐为广大公路工程技术人员所 了解和接受 并在全国各地区进行了不同程度的尝试 并取得了一定的实际效 果 3 1 各地区预防性养护发展各地区预防性养护发展概况概况 上海市上海市 到 20 世纪 90 年代中后期 上海逐渐引进了 预防性养护 的理念和技术 当时使用的预防性养护措施有稀浆封层 微表处等 2003 年 上海市公路管理处联合同济大学 专门成立了公路沥青路面预防 性养护技术研究课题组 对预防性养护技术的一些关键问题进行了研究 于 2004 年 7 月 2004 年 10 月间先后完成了 4 条试验路的施工 并对其进行了跟踪 观测和分析 该课题已于 2005 年 10 月通过鉴定 2006 年 1 月 上海市公路管理处组织编写了 上海市公路沥青路面预养护 技术规程 SZ G D01 2007 于 2007 年 1 月 17 日由上海市市政工程管理局 批准颁发 2007 年 2 月 1 日起正式实施 2006 年 7 月 上海市公路管理处将预防性养护模块纳入到原有的公路路面 管理系统 利用系统的决策树模型和辅助决策 表 3 1 是上海市公路部门各区使用的沥青路面预防性养护措施情况 表表 3 1 沥青路面常用预养护措施沥青路面常用预养护措施 公路养护管理单位养护措施 市管署3 5cmTHMO 罩面 稀浆封层 高速署沥再生 稀浆封层 微表处 金山区公路管理署3 细 THMO 罩面 稀浆封层 松江区公路管理署3 细 THMO 罩面 稀浆封层 嘉定区公路管理署4cm 铣刨罩面 宝山区公路管理署喷洒乳化沥青 稀浆封层 3cm 细粒式 THMO 闵行区公路管理署稀浆封层 3cmTHMO 罩面 浦东新区公路管理署加罩面层 热再生 稀浆封层 奉贤区公路管理署 3 5cmTHMO 罩面 稀浆封层 现场热再生 铣刨 3cm 加罩 3cmTHMO 南汇区公路管理署稀浆封层 崇明县公路管理署稀浆封层 坑槽修补 灌缝 目前沥青路面的预养护措施有 稀浆封层 微表处 碎石封层 复合封层 THMO 灌缝或封缝 雾封层和沥青再生剂等 8 种 水泥路面的预防性养护措施主要有金刚石研磨法 裂缝填封 接缝重灌缝 部分深度修补 全深修补 板底压浆等 5 种 上海市路基常用预防性养护主要有 注浆加固一种 江苏省江苏省 2001 年 乳化沥青稀浆封层技术应用研究 项目列入当年江苏省交通科技 研究计划 编号 01T003 经过近 2 年努力 从原材料 稀浆混合料质量控制 施工工艺 施工质量检查与验收等各个方面 对该技术的施工实践作出了一系 列的科学性总结 为其推广应用提供了重要的指导作用 在此基础上 形成了 乳化沥青稀浆封层技术应用指南 和 乳化沥青稀浆封层施工技术规程 进 一步推动乳化沥青稀浆封层在全省的推广应用 自 1998 年以来 在全省各地累 计实施了近 1800 万平米稀浆封层 自 2002 年以来 江苏省对于稀浆封层预防性养护 每市均设定了目标 全 省平均每年实施 300 多公里 实施效果良好 路面稀浆封层技术在全省范围得 到了进一步的推广应用 目前公路预防性养护继路面养护工作中取得良好效果 之后 在桥涵 路基方面的应用也在不断的实践和发展之中 陕西省陕西省 陕西省先后于 2003 年在榆林铺筑薄层罩面试验段 2003 年西安在周马路 铺筑碎石封层试验段 2004 年西安铺筑碎石封层试验段 并在试验段的基础上 总结经验 改进工艺 逐步在我省推广预防性养护施工新工艺 华北高速华北高速 京津塘高速公路连接京 津 冀两市一省 1988 年开工建设 1990 年北京 亚运会部分路段试通车 到 1993 年全线建成通车 至 2006 年底 全线平均日 交通量已达到 30000 辆 日 开通初期至 2000 年 因京津塘高速公路修建质量较高 并且各管理处养护 全面 及时到位 京津塘高速公路全线预防性工程量较小 随着路龄的增长 预防性养护工作量也越来越大 京津塘高速公路目前常用预防性养护技术一般有裂缝填封维修 表层铣刨 加铺 挖补 和就地热再生等技术 在京津塘高速公路开通初期 京津塘高速公路应用最多的预防性养护技术 就是路面表面层挖补技术 主要原因是天津段约有 58 公里软土路基沉降路段 特别是桥头引道和构造物路段 近几年 部分行车道出现网裂和轻微车辙 也 经常使用表层挖补技术来处理局部行车道病害 目前 京津塘高速公路使用最多的预防性养护技术是路面就地热再生技术 2000 年华北高速公路股份有限公司引入就地热再生技术 2001 年即在京津塘高 速公路天津塘沽段进行试验性养护维修施工 并取得了成功 几年来 京津塘 高速公路运用就地热再生技术累计维修路面 136 9 万平方米 山东省山东省 九十年代早期 采用沥青洒布车洒布沥青 然后人工抛洒预拌碎石进行碎 石封层施工 其后 稀浆封层 同步碎石封层 灌缝等技术广泛应用 从九十年代后期 展开的科研涉及 抗滑表层技术 路面施工养护专项技 术及改性沥青应用技术 乳化沥青 稀浆封层 旧桥检测加固 公路水毁治理 等养护新技术等 但由于养护经费的紧缺 预防性养护新技术的发展仍相对缓 慢 近年来 随着技术种类的丰富和发展 基本的预防性养护技术体系基本形 成 目前 预防性养护基本观念已为广大公路养护技术人员广泛接受 相应的 工程应用也不断展开 并具有以下基本特点 1 预防性养护的基本思路除了在公路路面养护工程中体现外 在桥梁 路 基等方面也有发展 2 公路路基路面的预防性养护 已逐步扩展到对路肩 边沟 绿化 排水 设施等多项辅助设施领域 3 预防性养护与新技术 新工艺的推广应用相结合 可应用的预防性养护 措施不断增多 系统的预防性养护综合方案逐步显现 预防性养护技术从高等级公路开始 逐步在普通国省干线公路养护工作中 得到进一步的推广和应用 裂缝填封 微表处 稀浆封层 铣刨加铺 薄层罩 面等技术广泛应用 3 2 我国预防性养护发展总结我国预防性养护发展总结 对比国内外预防性养护发展历史与现状 不难发现 1 国内外预防性养护的发展过程 程度与速度等 在不同地区间都呈现 出明显的差异性 2 总体上 国内预防性养护技术措施的应用种类要少于国外 美国为例 国内各地区间差异也很明显 3 预防性养护的资金和组织机制是预防性养护的基础 即使可用的相关 技术种类少 也能一定程度上达到预防性养护目标 4 基于各地区不同的原始路况水平 预防性养护资金占投资总额比例虽 有起伏 但投资绝对值在总体上是逐年增加的 5 多数情况下 预防性养护资金划拨仍混于养护资金总额中 受其他类 型养护资金需求的影响较大 很少有专门的预防性养护资金计划 也没有长期 的预防性养护投入规模控制 6 预防性养护投入增加 并实施一定时间后 路况的总体水平都有显著 的提升 在预防性养护投资延续一定时间 路面总体路况趋于相对稳定后 需 要的投资规模有可能也趋于稳定 4 预防性养护相关概念的研究预防性养护相关概念的研究 4 1 路面全寿命周期路面全寿命周期 路面全寿命周期是指路面从建成投入使用到下一次路面结构性整体补强大 修或重建之间的时间段 我们用 T 单位 年 表示 4 2 全寿命周期路面成本全寿命周期路面成本 全寿命周期路面成本是指在路面全寿命周期内的路面建设费用和养护费用 的总和 用 A 表示 万元 公里 用公式表示如下 A J Y Y T R T X n Z Y T R X nZ 万元 公里 A J T R X nZ 万元 公里 式中 J 路面实际建设投资 万元 公里 T 路面全寿命周期 年 R 年平均日常保养费用 万元 年公里 X 年平均小修工程费用 万元 年公里 n 在全寿命周期内路面中修工程次数 Z 一次路面中修工程的平均费用 万元 公里 4 3 全寿命周期内路面年平均成本全寿命周期内路面年平均成本 全寿命周期内路面年平均成本用 B 表示 万元 年公里 可由下式表示 B A T B J T R X nZ T B R X J nZ T 万元 年公里 式中字母意义同上 4 4 平均车公里路面成本平均车公里路面成本 平均车公里路面成本是指全寿命周期内路面年平均成本 B 万元 年公里 除以该路段的年平均交通量 H 换算为中型卡车 单位为 年万辆 得到的每辆 车行驶每公里的路面成本 用 b 表示 b B H 元 辆公里 式中 B 全寿命周期内路面年平均成本 万元 年公里 H 路段年平均交通量 年万辆 均换算为中型卡车 4 5 平均车公里全成本平均车公里全成本 道路使用全成本应为道路管理者的建设 养护成本与道路使用者的车辆 时间等费用成本之和 平均车公里全成本用 q 元 辆公里 表示 q b c 元 辆公里 式中 b 道路管理者的平均车公里路面成本 元 辆公里 c 道路使用者的平均车公里费用成本 元 辆公里 4 6 影响道路使用者费用成本的因素影响道路使用者费用成本的因素 1 路面状况指数 PCI 的高低对车辆油耗 另部件磨损 行车速度等的影 响 2 路面维修时对车辆油耗 行车速度 交通事故的影响 3 道路封闭施工对车辆绕行的影响 4 7 对降低道路使用者费用成本的保障对降低道路使用者费用成本的保障 对于道路使用者费用成本的研究 已有许多研究成果 本课题不再展开叙 述 但在进行平均车公里路面成本分析时 必须对降低道路使用者费用成本作 出保障 如 PCI 值在良级以上 中修以下养护作业不封闭交通 养护作业区 做好交通安全管理等 从而保障道路使用者费用成本处于较低的水平 否则 单纯强调道路管理者的建设 养护成本最低是没有意义的 4 8 预防性养护的目标预防性养护的目标 有了以上概念的提出 结合我省提出的预防性养护概念 我们可以进一步 给出预防性养护的目标 具体如下 道路管理者与道路使用者平均车公里全成本 q 元 辆公里 最低 道路管理者全寿命周期内路面年平均成本 B 万元 年公里 最低 道路管理者平均车公里路面成本 b 元 辆公里 最低 路面全寿命周期内年平均养护费用 s 最低 s Y T s T R X nZ T s R X nZ T 在求解以上公式时 要满足如下两个条件 1 路面全寿命周期 T 尽可能延长 最低要达到其设计年限 2 路面在使用周期内尽可能保持较高的路况质量 PCI 70 有了以上目标的量化 为下一步预防性养护提供了具体操作的依据 5 预防性养护决策机制与方法预防性养护决策机制与方法 本章通过对调研资料的分析 得出了国内代表性地区预防性养护相关的决 策机制和方法 通过对比分析 明确目前机制与方法中的不足 提出相应的改 进建议 5 1 基本标准基本标准 方法一 目前我国还没有统一的预防性养护的基本标准 决策依据 针对 沥青路面 将保持路面 PQI 指数处于良好 保持路面 PCI 指数处于中以上 保 持路面 RQI 指数处于良好以上 保持路面 SFC 或 BPN 指数处于中以上 保持 路面 SSI 指数处于良好以上作为预防性养护的目标 针对水泥混凝土路面 将 保持路面 PCI 指数处于中以上 保持路面 DBL 指数处于良好以上 保持路面 RQI 指数处于良好以上 保持路面抗滑能力处于中以上作为预防性养护的目标 采用路面及桥梁管理系统的路段信息并结合日常及年度养护检查结果制定 预防性养护路段方案 对于高速公路 针对沥青路面的预防性养护目标中 选择将四种指数 PCI RQI SFC 或 BPN SSI 都保持处于良好作为预防性养护的基本目标 针对水泥路面的预防性养护目标中 选择将四种指数 PCI RQI SFC 或 BPN SSI 都保持处于良好作为预防性养护的基本目标 方法二 通过进一步的研究 按照第四章中的指标进行量化和测算 提出 更加合理与先进的决策方法和依据 5 2 信息来源信息来源 信息来源方面 公路及桥梁管理系统报告作为制订预防性养护方案的信息 来源 并结合日常养护检查制订最后方案 在预防性路段信息获取方面 较多单位还是将路面及桥梁管理系统的分析 报告作为主要信息来源 并补充日常养护与检查的结果得出 部分单位还没有 充分利用管理系统的分析报告 当前路面状况 是 否 不适合预养护 适合预养护 沥青路面预养护对策库遴选 费用效益分析 公路等级 交通量 路面主导损坏类型和严重程度 预养护措施的典型寿命 预养护措施的平均费用 项目级综合评判 行驶舒适性 交通中断 耐久性 施工质量 可获得的材料 噪音 抗滑性 美观 满足预养护的路况标准 最合适预养护措施 费用效益良好的预养护措施 所有适用的预养护措施 图图 4 1 我国沥青路面预养护对策选择流程图我国沥青路面预养护对策选择流程图 5 3 决策基本过程决策基本过程 我国目前代表性地区沥青路面预防性养护政策决策流程一般过程如图 4 1 所示 相应水泥路面的决策过程基本相同 5 4 效果检验方法效果检验方法 对预防性养护效果的检验与评价主要依据日常指标检测 在预防性养护实 施前后 都要进行日常的路面使用性能指标检测与评定 通过实施预防性养护 前后的指标对比与变化趋势 并通过与非预防性养护路段的对比 评价预防性 养护的效果 在实施前 选取需要进行预防性养护的路段进行各项路用指标检 测 并对其行车舒适性 使用耐久性等各项性能进行综合评定 发现其不足之 处 对该路段实施预防性养护作业并经过一段使用后 再次对其各项指标进行 检测 观察指标的增长情况以及各项路用性能的恢复情况 并与未实施预防性 养护措施的同等病害路段进行横向比较 观测各项指标差距 以检验预防性养 护的效果 5 5 预防性养护决策机制与方法总结预防性养护决策机制与方法总结 目前 全国各地区在预防性养护实践过程中 因完整的体系与过程未真正 实现 还存在不少问题 也体现在决策机制与方法中 1 全国各区域预防性养护基本上没有明确的养护目标 或沿用养护规范 的 PCI PQI 标准 2 预防性养护的决策基本信息都来源于每年的常规公路检测项目 大部 分区域没有专门针对预防性养护决策 效果评价的专门分析过程 3 大部分区域在决定实施的预防性养护具体措施时 依据的是本地已有 的预防性养护技术 可能存在措施选用不完全合理的情况 4 大部分地区预防性养护措施的最终决策受限于资金 并在决策过程中 与一般养护方式相同 并且与非预防性养护混合在一起 可能造成预防性养护 实施规模的限制和不连续性 5 在预防性养护决策中 很难体现区域内路网级别 路网中哪个路段 路段级别 路段选择什么预防性养护措施 两个层次的预防性养护决策模式 6 预防性养护监管 效果检验过程中得出的经验或教训大多缺乏统一的 反馈与总结模式 6 预防性养护关键技术预防性养护关键技术 因篇幅限制 这里只介绍根据国内多个省市汇总 并参考国外资料确定的 预防性养护技术种类 使用条件及使用年限等情况 6 1 沥青路面预防性养护技术沥青路面预防性养护技术 表表 5 1 沥青路面预防性养护技术适用性沥青路面预防性养护技术适用性 序号技术种类适用条件预处理使用年限 1灌缝 封缝 原路面基层和横断面良好 柔性基层沥 青路面建成后 2 4 年 复合路面 下卧 层为水泥混凝土层 表面病害可能包 括 直的纵 横向原始裂缝 伴随裂缝 处的轻微扩展裂缝和松散 状态良好的 补丁或没有修补 无1 2 2雾封层 原路面基层和横断面良好 轻度纵 横 向裂缝 轻度松散 填缝2 3 3碎石封层 原路面基层和横断面良好 表面可见病 害为轻微松散 中度纵 横向裂缝伴随 缝处轻度松散 轻到中度磨光 少量状 态良好的修补 无论单层 双 层封层 需对 裂缝先进行填 缝处理 2 3 4稀浆封层 原路面基层良好 横断面均匀 表面病 害包括 轻到中度车辙 表面不规则 轻 到中度的松散 包括 填缝 唧泥处处治 大的坑槽部位 的修补等 2 4 5微表处 原路面基层良好 横断面均匀 表面病 害包括 中度纵 横向裂缝 车辙 少 量表面不规则 抗滑能力低 轻到中度 的松散 包括 填缝 唧泥处处治 大的坑槽部位 的修补等 2 4 6 超 薄层 罩面 原路面断面整齐 基层尚好仅有少量轻 微病害 表面病害包括 中度松散 中 度纵 横向裂缝 中度疲劳开裂或中度 块裂 包括 清理和 填缝 修补轻 度基层病害 填补路面表面 空洞 清除粘 结差或泛油的 修补位置 3 5 7就地热再生 下层状况较好 但上层严重松散 纵 横向裂缝结合轻度松散 少量块裂 中 度以下车辙等 无3 5 注 表中所列使用年限是在交通量相对较大路段上 根据国外经验取值 注 表中所列使用年限是在交通量相对较大路段上 根据国外经验取值 6 2 水泥混凝土路面预防性养护技术水泥混凝土路面预防性养护技术 表表 5 2 水泥混凝土路面预防性养护技术适用性水泥混凝土路面预防性养护技术适用性 序号技术种类适用条件预处理使用年限 1接缝重灌缝 病害发展相对缓慢的路面优先考虑 如 独立应用 只针对轻度纵 横向裂缝 且无其它病害 无1 2 2缝隙填封 病害发展相对缓慢的路面优先考虑 如 独立应用 只针对轻度纵 横向裂缝 且无其它病害 无2 3 3压浆 路面表面病害以接缝处错台为主 未出 现中度 重度唧泥 错台量不超过 5 6mm 钻孔2 3 4部分 全深修补路面整体状况尚好 只有局部需要修补 移除板块上部 厚度 1 3 部分 深度 或全厚 度 全深度 的混凝土和钢 筋 2 3 5重布传力杆 只用于状况尚好或较好的路面 没有严 重病害 在接缝或裂缝处只有极少甚至 没有碎裂 裂缝处宽不超过 5mm 错 台不超过 3mm 无2 3 6金刚石研磨 现有路面基层良好 断面均匀 表面病 害包括 接缝和裂缝张开不超过 5mm 轮迹磨耗不超过 5mm 中度到 重度磨光 不超过 1 4 的表面剥落 其它常规维修 方法 2 3 7铣刨和磨削 原路面整体状况较好 但表面不局部不 平整 或表面抗滑性能低 无3 5 注 表中所列使用年限是在交通量相对较大路段上 根据国外经验取值 注 表中所列使用年限是在交通量相对较大路段上 根据国外经验取值 6 3 路基 桥涵预防性养护技术路基 桥涵预防性养护技术 表表 5 3 路基预防性养护技术适用性路基预防性养护技术适用性 序号技术种类适用条件 1植草 边坡稳定 坡长较短 破面冲刷轻微 边坡坡度缓于 1 1 且宜 于草类生长的土质路堤或路堑边坡以及经改良的边坡 经常浸水 或者长期浸水的路堤边坡 种草不宜成活和生长 不宜采用 2浆砌片石 边坡较稳定 坡长较长 破面冲刷 边坡坡度陡于 1 1 经常浸 水或者长期浸水的路堤边坡 3干砌片石边坡稳定 坡长较短 破面冲刷轻微 4注浆加固路基局部轻微塌陷 或出现局部不均匀下沉时 5完善排水设施排水不通畅 路表雨后积水等路段 表表 5 4 桥涵预防性养护技术适用性桥涵预防性养护技术适用性 序号技术种类适用条件预处理 1伸缩缝更换原有伸缩缝失效清除原伸缩缝 2裂缝填封 混凝土表面出现细微裂缝 0 1mm 左右 裂缝边缘清理 3修补表面缺陷混凝土表面麻面 局部孔洞等 缺陷表面清理 凿除 4碳纤维加固混凝土局部抗拉强度不足缺陷处凿除 5粘贴钢板加固 混凝土局部抗拉强度不足 或提高几个 构件间的协同受力效果 对加固构件进 行卸荷 6加大截面加固混凝土局部受压能力不足表面凿毛 7 预防性养护预防性养护问题与问题与对策对策 实践证明 发展预防性养护是一个长期而复杂的过程 期间会遇到的问题 也因各地区情况的差异而不同 很难提出一种普适的标准方法 然而 推广预 防性养护中出现的问题具有一定规律性 可据此提出推广预防性养护的基本要 求 按照这些基本要求 结合前面我国预防性养护发展现状 明确主要问题 结合我国目前养护模式特点 参考国内外经验 提出可能的解决方案与建议 7 1 问题总结问题总结 根据前叙章节的分析可知 目前 我国各地区要实施预防性养护 重点需 要解决以下问题 1 预防性养护与我国常规养护模式间的关系问题 2 预防性养护资金的长期保证问题 3 预防性养护专门运作机构 模式的建立问题 4 预防性养护决策方法与过程的标准化问题 5 预防性养护相关指南 标准 规范等的编制及修订问题 6 预防性养护相关人员的技术培训问题 7 预防性养护相关技术的交流与合作问题 8 预防性养护技术的推广应用问题 9 后续预防性养护技术开发 设备研制与发展问题 7 2 对策研究对策研究 7 2 1 原因分析原因分析 如前所述 预防性养护是一种养护理念及实施这一理念的一整套养护策略 因此 它并不是以预防性养护技术为核心 而是以其实现的一整套政策 体制 模式和运作方式为核心 技术只是最终的实现方式 实际上 在我国以往的养护模式中 也有一些预防性养护的做法 但没有 明确发展相应的养护观念 我国目前的养护体制与模式 与预防性养护相比 最大的差别在于上述观念差异导致的养护策略差异 在小 中修范畴内 一般 情况下 只有路况最差的路段才能得到更优先的养护 但由此带来的问题是费 效比不高 因为在路况总体水平不是很高的情况下 实施的养护对延缓病害 延长寿命的效果要差一些 从费效比看 最佳时机不在此时 预防性养护不能涵盖所有养护问题 只是路面整个寿命周期养护工作中的 一个阶段 预防性养护与目前养护体系的主要矛盾就在于 我国路况总体水平 一定的情况下 很多路段已经超出了养护的最佳时机 费效比角度 而对这些 路段优先养护 使我国养护资金大量作用在费效比较低的层次上 而这又造成 不少路段错过了最佳养护时机 进入费效比低的养护阶段 并由此进入恶性循 环 7 2 2 转变传统的养护思路转变传统的养护思路是解决存在问题的关键是解决存在问题的关键 7 2 2 1 预防性养护的切入点预防性养护的切入点 要跳出以上的模式 就需要有步骤 有计划地缓步推进预防性养护模式 1 在我国目前的基本区域路况水平下 直接转换为预防性养护是不可能 的 目前养护模式仍将在较长时间内发挥重要作用 2 不推进预防性养护 则始终把握不了费效比最佳的养护时机 使养护 资金的使用效益低下 所以 其切入点只能是逐步过渡 这其中的关键问题是怎样将预防性养护 与现有养护模式融合在一起 从养护任务来看 与预防性养护最接近的养护是 小 中修 因此 我国推进预防性养护主要就是要将预防性养护模式纳入小 中修中 7 2 2 2 预防性养护的转变方法预防性养护的转变方法 向预防性养护的转变重点是按预防性养护模式来实施小 中修 这种转变 具有长期性 需要注意以下问题 1 对比分析目前小 中修养护标准与预防性养护标准的关系 逐步过渡 到以预防性养护标准为主 非预防性养护为辅 2 完善基本路况信息收集方法 满足预防性养护技术要求 3 对小 中修路段 主要按预防性养护模式来确定具体养护措施 4 逐步增大年小 中修养护资金中 预防性养护资金支出的比例 7 2 3 预防性养护资金要有长期保证预防性养护资金要有长期保证 公路养护工作总是受到养护资金制约 而预防性养护具有长期性 因此 在预防性养护推进初期保证其资金非常重要 养护资金逐步转换的基本模式 1 通过最近两 三年内 小 中修中采用预防性养护的资金投入量作为 参考 确定一个年最低预防性养护资金投入量 2 在一个较长周期内 如 5 7 年 的 维持这一基本量 并通过路段 基本信息分析 确定每年的预防性养护资金缺口 3 在周期结束后 根据预防性养护效益总结 路况总体水平的变化情况 等 及总体路况水平 确定基本资金投入量基础上增加的额度 4 通过以上过程 逐步加大预防性养护的资金比例 7 2 4 预防性养护应建立专门的运作机构和模式预防性养护应建立专门的运作机构和模式 运作机构及模式问题是推进预防性养护工作中的一个重点 任何临时性 不完整的运作机构和模式都不能保证预防性养护的长期发展 这些机构主要包 括 区域 如省级 主要管理部门 负责预防性养护的区域内组织 协调 规 划 审批 资金划拨 数据汇总 总结 指令性文件下达等工作 子区域 如地区级 对口管理部门 负责在区域管理部门领导下 对子区 域内预防性养护路段的基本信息收集 计划与方案的初拟与上报 预算 组织 具体工程实施 后续路况信息的收集和分析等 在我国目前的养护体制下 可考虑职能划分和联系人模式 1 将小 中修养护任务相对独立出来 由省级公路局下属养护部门中部 分人员负责 在计划 信息部门建立联系人制度 形成区域主管部门 2 地市公路局按照类似的方法进行组织 3 原路况信息收集部门需在以往数据基础上 根据预防性养护决策需要 改变数据收集种类 频度 满足决策需要 为避免工作量过大 可采用先常规 数据采集 后有针对性地采集 对申报计划中的路段进行重点检测 的方法 7 2 5 预防性养护应制定相关的指南 标准 规范预防性养护应制定相关的指南 标准 规范 建立预防性养护相关指南 标准和规范是推进预防性养护技术标准化 保 证科学决策和实施效果的重要保证 通过这些方式对相关技术进行定义 描述 传播 应用与修订 才能促进技术的推广和改进 1 以本地区已应用的技术为主体 通过总结应用经验 形成规范性文件 2 广泛收集国外的区域性指南 标准和规范文件作为参考 3 参考国内其他有应用经验地区的规范文本 4 对新技术需开展相应的研究 修筑试验路 并进行长期观测和评价 5 在本地区有实践经验后 不断修订和提高 6 加强与本地区科研单位的合作 协同努力 7 2 6 预防性养护应建立标准化的决策方法与过程预防性养护应建立标准化的决策方法与过程 预防性养护决策中的关键矛盾是养护需求与资金有限的矛盾 决策过程实 际上是在一定基本 路况 信息基础上 通过一套数学方法得出的最优化问题 的解 因此需 1 改进本地区预防性养护基本信息与数据的采集工作 2 整理本地区预防性养护相关技术的价格信息 3 建立决策数学方法 4 综合决策的数学方法与其他关键影响因素 如 交通等级 重要程度 工期等 确定路网中的预防性养护路段及其具体采用的预防性养护措施 5 将以上决策过程整合进入已有的路面管理系统软件 可供应用的数学方法很多 折算的年养护费用支出额是可考虑的方法之一 7 2 7 预防性养护相关人员应进行系统规范的技术培训预防性养护相关人员应进行系统规范的技术培训 预防性养护技术新颖 各地推广应用程度不一 开展相关技术人员的培训 是保证预防性养护技术实施成功的关键之一 技术培训的两种较好的模式 1 新的预防性养护的相关讲座与技术研讨会 2 每一版本相关规范 指南和标准出台后的集中学习 7 2 8 加强预防性养护相关技术的交流与合作加强预防性养护相关技术的交流与合作 预防性养护技术交流与合作主要体现在两个方面 一是与国外同行的交流 与合作 一是国内各地区的交流与合作 与国外的交流主要需 1 了解国外预防性养护开展的经验教训 明确发展中应注意的问题 2 了解国外预防性养护新设备 技术与工艺 3 邀请国外专家对本地区预防性养护工作提出建议 与国内交流主要需 1 了解其他地区预防性养护技术应用经验 明确各技术适用的具体条件 交流各地区的区域技术标准文件 2 参观和学习预防性养护成功的具体工程 3 了解其他地区预防性养护运作的体制 模式 供本地区参考 4 组织全国性的预防性养护研讨会 把握预防性养护技术发展方向 7 2 9 加强预防性养护技术的推广加强预防性养护技术的推广应用工作应用工作 每一种预防性养护技术都有相关的设备 材料 工艺 技术的推广应用既 有其共性也有其特异性 如 各地材料供应情况不同 虽是同一种技术 实施 的效果却不尽相同 所以 研究预防性养护技术的地区适用性也很重要 当本地区刚开始应用某种新的预防性养护技术时 应 1 加强对技术应用成功的工程的参观 学习 取得初步的技术资料 2 参考国内外数据 资料 3 试验段工程 制定试验段施工工艺指南 详细的检测与长期观测方案 4 通过检测数据 分析技术应用的效果 5 对该技术在本地区应用提出改进方法 并纳入标准体系 7 2 10 积极进行后续预防性养护技术开发和设备研制积极进行后续预防性养护技术开发和设备研制 我国目前应用的预防性养护设备 技术不少来源于国外 经济上的压力较 大 随着我国公路事业的进一步发展 未来 完全依赖进口的局面亟待改变 对于各地区 在发展预防性养护过程中 需 1 加强与机械制造企业的合作 根据设备使用情况 改进现有设备 2 在养护工作中 总结遇到的养护难题和需求 3 加强与科研单位合作 研究养护需求与设备研制的基本思路 4 加强产 学 研相关协作 开发专利型设备 并研究其使用效果 8 结论和建议结论和建议 8 1 基本结论基本结论 根据国外资料的收集和国内部分省市预防性养护的实践 可以得出以下结 论 1 预防性养护国内外在理解上 把握上 实践上都不统一 2 实施预防性养护可以获得很好的费效比 可以达到事半功倍的效果 3 实施预防性养护时机不同 获得的费效比就会不同 4 工程实践证明实施预防性养护有成熟可靠的技术 并需要有专门的养护 机械来完成 5 预防性养护在我国已经开始实施 并取得了很好的社会效益 全面推行 预防性养护已经具备条件 6 我国预防性养护刚刚起步 在技术 管理 资金保障等多方面还亟需完 善 7 全面推行预防性养护还有大量工作要做 8 2 预防性养护的概念预防性养护的概念 从国内外研究和实践证明 确定一个规范的预防性养护的概念 有利于预 防性养护工作的推广实施 有利于监督考核 有利于促进路网总体水平的提高 也有利于让有限的养护资金发挥最大的效益 获得最好的费效比 为此结合研 究可以给出我国预防性养护的概念 从狭义上讲 预防性养护就是在路面没有发生结构性破坏以前 为了更好 的保持道路路面的良好运营状态 延缓未来的路面破坏 获取道路生命周期内 的最大效益 在不增加结构承载能力的前提下 在适当的时间 采取相应的技 术措施用以改善路面系统的功能状况 提升路面服务水平 从广义上讲 预防性养护就是在道路没有发生结构性破坏以前 为了更好 的保持道路的良好运营状态 延缓道路未来的破坏 获取道路生命周期内的最 大效益 在不增加结构承载能力的前提下 针对道路出现或可能出现的病害 在适当的时机 积极采取路基维护 路面维修 桥涵维修加固 附属设施维护 等相应的综合技术措施 用以改善道路系统的总体功能状况 提升道路服务水 平 二者的主要区别是 狭义的预防性养护概念仅仅局限路面 按照目前的养 护技术规范中划分的养护工程类别 是路面养护工程中除小修保养 大修以外 的养护工程 可以划入路面中修工程的范畴 广义的预防性养护的概念包含了 国外的预防性养护和矫正性养护两个层面的内容 包括了道路设施中的路基 路面 桥涵及附属设施的全部内容 按照目前的养护技术规范中划分的养护工 程类别 是除大修工程以外的包括维修保养 中修工程 从 预防 的角度来 看 小修工程是对小病