沥青路面预防性养护研究与应用现状

1、1 预防性养护研究和应用现状预防性养护研究和应用现状路面预防性养护定义路面预防性养护定义1预防性养护应用概况预防性养护应用概况2预防性养护技术经济优势预防性养护技术经济优势3我国推行预防性养护的意义我国推行预防性养护的意义41.1 预防性养护定义预防性养护定义1.1.1 养护的定义养护的定义 公路养护是指交通主管部门或公路管理机构（经营性收费公路为该公路经营企业）为保证公路的安全畅通，并使公路处于良好的技术状态，在公路运营期间按照相关的法律法规、政府规章和技术规范、操作规程对公路、公路用地和公路沿线附属设施开展的保养、维修、水土保持、绿化和管理的各项业务工作。 该定义是广义上的公路养护，而实际

2、工作中还存在一个狭义上的“养护”，即将公路的小修保养称为养护，而将大中修养护称为“维修”，这也是经常使用“维修养护”这个词组的原因。本文中所提“养护”均为广义养护的概念。 1.1 预防性养护定义预防性养护定义 根据公路养护技术规范（JTG H10-2009）将公路养护按照工程性质、规模大小和技术复杂程度分类如下：小修保养：是对管养范围内的公路及其沿线设施经常进行维护保养和修补其轻微损坏部分的作业。例如，沥青路面坑槽修补、沉陷、处理波浪处理等，水泥混凝土路面板块的局部修理。中修工程：是对公路及其沿线设施的一般性损坏部分进行定期的修理加固,以恢复公路原有技术状况的工程。例如，沥青路面整段封层罩面、

3、路面严重病害的处理，水泥混凝土路面严重病害处理。大修工程：是对公路及其沿线设施的较大损坏进行周期性的综合修理，以全面恢复到原技术标准的工程项目。例如，路面补强、重铺或加宽。 1.1 预防性养护定义预防性养护定义改建工程：是对公路及其沿线设施因不适应现有交通量增长和载重需要而提高技术等级指标，显著提高其通行能力的较大工程项目。例如，公路技术等级或路面等级提高。 1.1.2 预防性养护的定义预防性养护的定义 路面预防性养护是指交通主管部门或者公路管理机构（经营性收费公路为该公路经营企业），为了防止路面病害出现或者轻微病害的进一步扩展、延缓路面使用性能的衰减，降低路面全寿命周期费用，在没有发生破损或

4、者只有轻微病害与病害迹象的路面上，采取的基本不扰动路面结构、不改变路面结构强度的路面养护作业。 目的是通过“早养护”实现“少养护”，通过“早投入”实现“少投入”。 1.1 预防性养护定义预防性养护定义1.1.3 预防性养护的外延和内涵预防性养护的外延和内涵v 养护始于开放交通的第一天 氧化和光照作用造成的沥青老化 行车、空隙、损坏造成的路面渗水 安全性 舒适性 损坏的防治1.1 预防性养护定义预防性养护定义1.1.3 预防性养护的外延和内涵预防性养护的外延和内涵v 预防性养护 重要的是观念的转变 主动型的养护，维持和恢复 适当的时机和合适的措施（正确时机、正确路面和正确的技术措施）1.1 预防

5、性养护定义预防性养护定义按照养护性质进行分类：按照养护性质进行分类：（1 1）预防性养护）预防性养护 为了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道路系统的功能状况的一种养护方式。（2 2）矫正性）矫正性养护养护 就是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。 1.1 预防性养护定义预防性养护定义日常养护日常养护性性能能养护养护罩面罩面大修大修年数年数v有计划的有计划的v有针对性的有针对性的v超前的超前的预防性预防性维修性维修性v路面将产生结构性缺陷，也可被认为是一种“恢复性”修补。若

6、未及时养护，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3-10倍的增加。这一阶段称之为矫正性养护阶段。v质量合格道路，在使用寿命75%的时间内性能下降40%，称之为预防性养护阶段。这一阶段路面只是发生功能性损坏如打滑、空隙增大、表面沥青膜剥落等较小的缺陷。v路面结构破坏已经发生，诸如中度和极度车辙，大范围网裂缝或纵向裂缝等，这种破坏发生后路面已不具备行使功能，需要重新修复。 1.1 预防性养护定义预防性养护定义1.1 预防性养护定义预防性养护定义 路面预防性养护在国外又被称作“0-3工程”，因为它采用的工程技术均为如雾封层、碎石封层、微表处、超薄罩面、薄层罩面、就地热再

7、生等功能恢复技术，其封层罩面厚度一般不超过3cm，不会显著提高路面结构承载能力。 有一些技术措施处于预防性养护与其他养护技术的边界，比如裂缝修补技术、坑槽修补技术、4cm沥青罩面等，既可以归入预防性养护的范畴，也可以分别归入路面病害矫正和路面翻修。 是否预防性不是由技术措施决定的，是时机决定的 主动、超前的罩面行为：预防性措施主动、超前的罩面行为：预防性措施 被动、适时的罩面行为：维修性措施被动、适时的罩面行为：维修性措施 既改善了表面特性，又改善了结构特性既改善了表面特性，又改善了结构特性1.1 预防性养护定义预防性养护定义 就地就地热再生热再生 3cm 超薄罩面超薄罩面 2cm 微表处微表

8、处 碎石封层碎石封层 1cm铣刨后加铺铣刨后加铺 HMA 雾封层雾封层 0cm 薄层罩面薄层罩面 OGFC SMA-10 3CM现场施工现场施工非非HMA类类拌和厂生产拌和厂生产 HMA类类现场施工补现场施工补充材料类充材料类厚度厚度预防性养护的主要技术措施预防性养护的主要技术措施1.1 预防性养护定义预防性养护定义4321雾状封层雾状封层稀浆封层，微表处稀浆封层，微表处封层，表处封层，表处薄层罩面薄层罩面普通罩面普通罩面预防性预防性修复性修复性厚度厚度1.2 预防性养护应用现状预防性养护应用现状1.2.1 国外预防性养护的应用现状国外预防性养护的应用现状（1 1）预防性养护的应用现状）预防性

9、养护的应用现状 在在19991999年，对美国、加拿大年，对美国、加拿大5050多个州、地区进行了一次预防性养护问卷多个州、地区进行了一次预防性养护问卷调查，获调查，获4141个部门的反馈，结果表明有以下特点：个部门的反馈，结果表明有以下特点：1.2 预防性养护应用现状预防性养护应用现状（1 1）广泛性（技术应用与发展计划方面）广泛性（技术应用与发展计划方面）调查部门全部有预防性养护技术应用85%的部门订立了计划，17个部门有超过10年的预防性养护计划（2 2）差异性（发展程度方面）差异性（发展程度方面）（3 3）混乱性（怎么做方面）混乱性（怎么做方面）2个州铺设了专门的预防性养护试验路；3个

10、州已发展了良好的预防性养护计划，并形成多种指南文件，其他地区则相对滞后。25个在路面尚好时进行（较符合预防性养护理念），22个在路面状态较差时进行，1个部门报告在很差状态时进行预防性养护实施的影响因素很多，包括：预防性养护实施的影响因素很多，包括：1.2 预防性养护应用现状预防性养护应用现状（1 1）理念方面）理念方面 对预防性养护的概念的理解不统一（2 2）资金方面）资金方面 资金短缺，预防性养护和路况最差优先的养护方式之间的矛盾等（3 3）配套组织方面）配套组织方面 执行组织与机构不完善，决策过程与方法不标准等 （4 4）配套技术方面）配套技术方面 规范与指南不具备，技术人员缺乏，设备种类

11、少等（5 5）总结与提高方面）总结与提高方面 延续性不够，缺乏系统总结与改进，科研滞后等将养护分为四大类：将养护分为四大类：v 日常养护日常养护v 预防性养护预防性养护v 维修维修v 重建重建在管理中划分为几个子区域在管理中划分为几个子区域以美国明尼苏达州为例：以美国明尼苏达州为例：1.2 预防性养护应用现状预防性养护应用现状第一步：先确定预防性养护总需求。 获得方式：通过 “路面管理系统”分析得到。1.2 预防性养护应用现状预防性养护应用现状 第二步：根据总需求，分析确定并推荐适宜的预防性养护 年度支出预算。1.2 预防性养护应用现状预防性养护应用现状第三步：在预算框架内，确定预防性养护技术

12、措施。采取方法：选择每种技术的合理比例，再根据费效比选择具体路段。1.2 预防性养护应用现状预防性养护应用现状国外应用的启示：（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或重建时间，延长了路面使用寿命，最终获得更高的经济效益；（2）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；（3）预防性养护发展要有统一的概念和相应的规范、指南、手册等文件来进行指导，并适时总结经验，进行修订；1.2 预防性养护应用现状预防性养护应用现状（4）实施预防性养护是一项长期工作，需做好心理、资金、人员、技

13、术等多方面长期准备与支持；（5）预防性养护可通过现有路况总体评价，确立中长期目标，并给予长期的、规模合理的专项资金支持；（6）要协调相应的职能部门，形成长期、稳定的资金分配、技术指导、效果评价、技术总结与经验推广的整套管理机制；（7）扩大区域间技术交流与合作，扩充预防性养护技术体系，最大限度地发挥预防性养护针对性强的特点。1.2 预防性养护应用现状预防性养护应用现状1.2 预防性养护应用现状预防性养护应用现状1.2.2 国内预防性养护的应用现状国内预防性养护的应用现状对预防性养护的认识和理解对预防性养护对预防性养护的探讨和实践预防性养护的资金状况我国预防性养护的应用小结v 对预防性养护的认识处

14、于初级阶段 近年来，开始对预防性养护的理念予以关注，开始研究预防性养护的施工技术，并在全国各地进行了不同程度的尝试，已取得了一定的实际效果。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，但总体上说，对预防性养护的认识仍处于初级阶段。v 传统养护模式的惯性 传统养护模式是道路不坏不修，在投资政策上是坏路优先。v 传统养护方式与预防性养护的交叉 传统养护方式与预防性养护的工程分类有区别又有交叉，容易混扰。1.2 预防性养护应用现状预防性养护应用现状1. 对预防性养护的认识和理解1.2 预防性养护应用现状预防性养护应用现状1.2.2 国内预防性养护的应用现状国内预防性养护的应用现状

15、对预防性养护的认识和理解对预防性养护对预防性养护的探讨和实践预防性养护的资金状况我国预防性养护的应用小结v 在20世纪90年代中后期，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；v 2003年，上海市公路管理处联合同济大学对预防性养护技术的一些关键问题进行研究，于2004年铺筑了4条试验路，并对其进行了跟踪观测和分析；v 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防性养护技术规程，于2007年2月1日起正式实施；v 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进行辅助决策。v 目前

16、沥青路面的预防措施有：稀浆封层、微表处、碎石封层、复合封层、薄层罩面、灌缝或封缝、雾封层和沥青再生剂等8种。上海市：上海市：1.2 预防性养护应用现状预防性养护应用现状v 2001年将乳化沥青稀浆封层技术应用研究项目列入江苏省交通科技计划，作为预防性养护的重点推广技术；v 组织编制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；v 2002年以来，江苏省将稀浆封层预防性养护技术的推广工作纳入养护工作计划和考核目标，全省平均每年实施300多公里。江苏省：江苏省：1.2 预防性养护应用现状预防性养护应用现状v 2003年，开始铺筑薄层罩面试验段；v 2003- 2004年，铺筑碎石封

17、层试验段；v 在试验段的基础上，总结经验，改进工艺，逐步在全省推广预防性养护技术。陕西省：陕西省：1.2 预防性养护应用现状预防性养护应用现状v 1993-2000年，京津塘高速公路常用的预防性养护技术一般有裂缝填缝维修、表层铣刨加铺（挖补）；v 2000年，开始引入就地热再生技术；v 2001年以来，京津塘高速公路使用最多的预防性养护技术是就地热再生技术，几年来，已累计维修路面136.9万平方米。华北高速：华北高速：1.2 预防性养护应用现状预防性养护应用现状v 2000年，开始引进智能化、高性能沥青洒布和碎石撒铺设备，并研究、推广沥青碎石封层预防性养护技术；v 2002年，大量配备使用高性

18、能的灌缝设备和高质量的灌缝材料，每年全省沥青路面灌缝量平均在200万延米左右，起到了明显的预防性养护作用。以德州以德州为例，为例，20042004年至年至20062006年路面灌缝数量年均增加年路面灌缝数量年均增加7.97.9万延米，而路面挖补数量年万延米，而路面挖补数量年均下降均下降3.63.6万平方米，总体上路面养护投资年均节省万平方米，总体上路面养护投资年均节省109.6109.6万元；万元；v 2005年，开始提出全方位多层次预防性养护新理念，并用于指导公路养护工作；v 目前，用于预防性养护的主要技术有：灌缝贴封、沥青碎石封层、就地热修补、稀浆封层、微表处、薄层罩面、复合罩面等。山东省

19、：山东省：1.2 预防性养护应用现状预防性养护应用现状1.2 预防性养护应用现状预防性养护应用现状1.2.2 国内预防性养护的应用现状国内预防性养护的应用现状对预防性养护的认识和理解对预防性养护对预防性养护的探讨和实践预防性养护的资金状况我国预防性养护的应用小结v 上海市上海市（市管公路）由上表可以看出，上海市投入预防性养护的资金有逐年递增的趋势。由上表可以看出，上海市投入预防性养护的资金有逐年递增的趋势。1.2 预防性养护应用现状预防性养护应用现状v 江苏省江苏省江苏省采用的预防性养护技术主要为稀浆封层技术，每年投入资金相对稳定。江苏省采用的预防性养护技术主要为稀浆封层技术，每年投入资金相对

20、稳定。1.2 预防性养护应用现状预防性养护应用现状v 山东省山东省由上图可以看出，山东省投入预防性养护的资金亦有稳步提高的趋势。由上图可以看出，山东省投入预防性养护的资金亦有稳步提高的趋势。1.2 预防性养护应用现状预防性养护应用现状v 华北高速 由上表可以看出，华北高速投入预防性养护的资金有递增的趋势。由上表可以看出，华北高速投入预防性养护的资金有递增的趋势。1.2 预防性养护应用现状预防性养护应用现状v 增长性。我国代表性地区、高速公路的预防性养护投资总体上呈增长趋势；v 波动性。预防性养护投资占全部养护投资总额的比例逐年变化幅度很大，比如2005年受全国公路大检查的影响比例就很高；v 差

21、异性。由于各地对预防性养护的概念认识不一，对预防性养护投资的界定差异很大，造成统计口径不一致。1.2 预防性养护应用现状预防性养护应用现状1.2 预防性养护应用现状预防性养护应用现状1.2.2 国内预防性养护的应用现状国内预防性养护的应用现状对预防性养护的认识和理解对预防性养护对预防性养护的探讨和实践预防性养护的资金状况我国预防性养护的应用小结v 当前，我们对预防性养护的概念、关键技术和相关政策还缺乏全面、系统的认识，还未形成系统的、科学的预防性养护决策体系；v 预防性养护技术措施的应用种类要少于国外，且各地区间应用效果差异明显；v 各地区预防性养护资金占养护投资总额的比例虽有起伏，但投资绝对

22、值在总体上是逐年增加的；v 多数情况下，预防性养护资金仍混于养护资金总额中，很少有专门的预防性养护资金计划，更缺少长期预防性养护投入的规划。1.2 预防性养护应用现状预防性养护应用现状1.3 预防性养护技术经济优势预防性养护技术经济优势1.3预防性养护技术经济优势预防性养护技术经济优势1.3.2 1.3.2 降低全寿命周期养护费用降低全寿命周期养护费用1.3.1 1.3.1 延缓路面寿命，减缓路面状况衰变延缓路面寿命，减缓路面状况衰变 1.3.3 1.3.3 改善路面功能，提高路面服务水平改善路面功能，提高路面服务水平1.3.1 1.3.1 延缓路面寿命，减缓路面状况衰变延缓路面寿命，减缓路面

23、状况衰变1.3 预防性养护技术经济优势预防性养护技术经济优势 美国对几十万公里不同等级道路进行跟踪调查，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，在使用寿命使用寿命75%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。1.3 预防性养护技术经济优势预防性养护技术经济优势美国明尼苏达州交通厅的研究结果美国明尼苏达州交通厅的研究结果1.3.21.3.2降低全寿命周期养护费用降低全寿命周期养护费用1.3 预防性养护技术经济优势预防性养护技术经济优势1987年，

24、美国SHRP 计划中对养护费用效益的研究结论：整个路面寿命周期内进行3-4次的预防性养护可延长使用寿命1015年， 节约养护费用4550（如下图所示） 。1.3 预防性养护技术经济优势预防性养护技术经济优势进行3-4次的预防性养护可延长使用寿命1015年1. 路面全寿命周期；2. 全寿命周期路面成本；3. 全寿命周期内路面年平均成本；4. 平均车公里路面成本；5. 平均车公里全成本；6. 全方位多层次的预防性养护。7. 预防性养护的目标1.3.2 1.3.2 降低全寿命周期养护费用降低全寿命周期养护费用1.3 预防性养护技术经济优势预防性养护技术经济优势v 路面寿命周期可分为设计寿命和实际使用

25、寿命。v 路面全寿命周期是指路面的实际使用寿命。v 路面的实际使用寿命是指路面从建成投入使用到下一次路面整体结构性 补强大修或重建之间的时间段。v 路面全寿命周期用“T” （单位：年）表示。1.1.路路面全寿命周期：面全寿命周期：1.3 预防性养护技术经济优势预防性养护技术经济优势v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）。v建设费用是指路面的实际建设投资，用“J” （万元/公里）表示。v养护费用是指路面在“T”（年）内的日常保养、小修工程、中修工程费用的总和，用“Y”表示。 则： A=J+Y Y=T*R+T*X+n*Z Y=T（R+X

26、）+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） 2.2.全全寿命周期路面成本：寿命周期路面成本：1.3 预防性养护技术经济优势预防性养护技术经济优势 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：R 年平均日常保养费用（万元/年公

27、里) X 年平均小修工程费用（万元/年公里） J路面的实际建设投资（万元/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） T路面全寿命周期（年） 3.3.全全寿命周期内路面年平均成本寿命周期内路面年平均成本 ：1.3 预防性养护技术经济优势预防性养护技术经济优势 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,换算为小客车,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）均换算为小客车4

28、.4.平平均车公里路面成本：均车公里路面成本：1.3 预防性养护技术经济优势预防性养护技术经济优势交通量调查车型划分及车辆折算系数交通量调查车型划分及车辆折算系数车型折算系数荷载及功率备注机动车汽车小型载货汽车1.0载质量2吨中型载货汽车1.52吨载质量7吨包括吊车大型载货汽车2.07吨14吨拖挂车3.0包括半挂车、平板拖车集装箱车3.0小型客车1.0额定座位 19座大型客车1.5额定座位19座摩托车1.0包括轻骑、载货摩托车及载货（客）机动三轮车等拖拉机4.0非机动车畜力车4.0人力车1.0包括人力三轮车、手推车自行车0.2包括助动车1.3 预防性养护技术经济优势预防性养护技术经济优势 路面

29、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)。5.5.平平均车公里全成本：均车公里全成本：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。1.3 预防性养护技术经济优势预防性养护技术经济优势v 以道路全寿命周期成

30、本理论为指导，不断拓展预防性养护的外延，丰富其内涵，构建涵盖路基路面、桥涵隧道以及防护工程在内的全方位和事前、事中、事后多层次控制的预防性养护体系。v 在道路全寿命使用周期内，支出的全成本费用最少，取得的综合效益（包括道路管理者和使用者）最大是最理想的结果。6.6.全方位多层次的预防性养护全方位多层次的预防性养护: :1.3 预防性养护技术经济优势预防性养护技术经济优势 7.7.预防性养护的目标根据不同的层次和需求预防性养护的目标根据不同的层次和需求大体可分为三类：大体可分为三类： （1） 期望目标 （2） 成本目标 （3） 保障目标。1.3 预防性养护技术经济优势预防性养护技术经济优势 （1

31、 1）期望目标）期望目标 预防性养护的期望目标也就是最理想的目标： 在道路全寿命周期内道路管理者与道路使用者的全成本费用最低。 我们可用道路管理者与道路使用者平均车公里全成本“q” （元/辆公里) 最低来实现。 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)。 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

32、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。1.3 预防性养护技术经济优势预防性养护技术经济优势（2 2）成本目标）成本目标 在保证道路使用者费用成本最低的前提下，再来研究我们关心的全寿命周期的道路成本目标，成本目标可分三个层次：1. 全寿命周期路面成本“A”最低； A=J+T（R+X）+nZ（万元/公里）2. 全寿命周期内路面年平均成本“B”最低； B=R+X+（J+nZ）/T（万元/年公里）3. 平均车公里路面成本“b”(元/辆公里)最低； b=B/H(元/辆公里) 1.3 预防性养护技术经济优势预防性养护技术经济优势例：某条干线二级公路，基础资料为：路面宽度1

33、2米，路面造价为120元/平方米，则: 每公里路面造价 J=12*1000*120=144 （万元/公里）； 年平均日常保养费用 R=1.0 （万元/年公里)； 年平均小修工程费用 X=1.5 （万元/年公里）； 一次路面中修工程的平均费用 Z=24（万元/公里）； 在全寿命周期内路面中修工程次数 n分别设定为n1=0、n2=1、n3=2； 路面全寿命周期 T分别为T1=8、T2=12、T3=15 （年）； 路段年平均交通量均换算为小客车 H设定第一年6000辆/平均日交通量、年增长率r=10%，则H1=311.2、H2=387.5、H3=460.4（年万辆）。平均车公里路面成本举例平均车公里

34、路面成本举例：1.3 预防性养护技术经济优势预防性养护技术经济优势则平均车公里路面成本分别为： b1=1.0+1.5+(144+0)/8/311.2=0.06587(元/辆公里); b2=1.0+1.5+(144+24)/12/387.5=0.04258(元/辆公里); (b2-b1)/b1*100%=-35.4% b3=1.0+1.5+(144+48)/15/460.4=0.03323(元/辆公里). (b3-b1)/b1*100%=-49.6% (b3-b2)/b2*100%=-21.7% 结论：如果预防性养护时机恰当，措施得当，则路面成本节省约50%，也就是说，路面资金的使用效率可提高一

35、倍。平均车公里路面成本举例：平均车公里路面成本举例： b=R+X+（J+nZ）/T/H (元/辆公里)1.3 预防性养护技术经济优势预防性养护技术经济优势（3 3）保障目标）保障目标 为了实现上述道路管理者和道路使用者的成本费用最低，必须设定以 下两个保障目标： 路面全寿命周期“T”尽可能延长（最低要达到其设计年限）； 路面在使用周期内尽可能保持较高的路况质量（PCI70）。1.4 我国推行预防性养护的意义我国推行预防性养护的意义1.4 我国推行预防性养护的意义我国推行预防性养护的意义（1）我国严峻气候条件的必然要求 我国地处全球季风气候最典型、最强烈的地区。与同纬度的全球其他地区相比，我国东

36、寒冷夏炎热，昼夜温差大、季节温差大，夏季路面温度经常在60以上，超过沥青软化点；冬季路面温度经常在0左右，一次大风降温就可以使温度降低810 道路结构的性能和耐久性受到气候条件的显著影响，夏季高温是造成沥青路面车辙的主要外因，冬季低温、气温骤降以及气温反复升级是造成沥青路面横向裂缝的重要原因。水进入路面结构是造成路面坑槽、松散等病害的重要原因。（2）超预期交通量的必然要求 超载运输在我国是普遍存在的现象，超载程度十分严重。按照“采用轴载比的48次方进行不同荷载疲劳损伤效应换算”这一普遍接受的法则，超载对公路沥青路面的破坏是惊人的。车辆轴载超过路面标准设计轴载100kN的一倍，超载车通过一次，相

37、当于标准轴载的车辆通行20次。1.4 我国推行预防性养护的意义我国推行预防性养护的意义 （3）我国沥青路面结构形式的必然要求 路面在使用过程中，路用性能会随时间的推移不断衰减。不同路面结构其性能衰变曲线是不同的。我国的路面性能衰变曲线为“先快后慢型”，即路面在使用初期性能下降很快。这样的路面性能衰变特点，同样要求将养护工作提前，适时进行预防性养护。1.4 我国推行预防性养护的意义我国推行预防性养护的意义d da ab0 02 24 46 68 81010121214140 0101020203030404050506060707080809090100100y/aPCIc c（4）科学合理使用

38、养护经费的必然要求 按照交通运输部的测算公布，满足我国公路网正常养护需要，每年至少需要1000亿元的养护资金，而目前全国养路费中真正用于公路维修和养护的资金约为500亿元，公路养护的资金缺口很大。因此，迫切需要通过预防性养护，提高养护经费的使用效率和投入产出比。1.4 我国推行预防性养护的意义我国推行预防性养护的意义预防性养护技术关键预防性养护技术关键 预防性养护的关键是如何根据路况、交通量、养 护目标、资金情况和其他综合因素来选择合适的 预防性养护时机及合理的预防性养护技术。 预防性养护技术大都是一些较成熟的技术，大家 也在经常使用，关键是要使用先进的专用设备和 高质量的材料。 技术方案选定

39、后，关键是如何组织实施来保证 预防性养护工程的施工质量。2 沥青路面预防性养护决策沥青路面预防性养护决策路面技术状况评价指标路面技术状况评价指标1预防性养护时机预防性养护时机2预防性养护对策选择预防性养护对策选择3预防性养护决策机制2 沥青路面预防性养护决策沥青路面预防性养护决策2.1 路面状况评价指标路面状况评价指标2.1路面技术状况评价指标路面技术状况评价指标路面使用性能（路面使用性能（PQIPQI）:公路技术状况评定标准（JTG H20- 2007）中规定，公路技术状况用公路技术状况指数 MQI 和相应分项指标表示。其中，沥青路面使用性能评价包 含路面损坏、平整度、车辙、抗滑性能和结构强

40、度五项 技术内容，采用路面使用性能指数 PQI 表示 2.1.1 评价指标评价指标 功能性裂缝率 松散率 行驶质量指数 抗滑性能指数 车辙深度指数 2.1 路面状况评价指标路面状况评价指标 路面损坏状况指数2.1 路面状况评价指标路面状况评价指标路面损坏状况指数： 路面损坏用路面损坏状况指数（PCI）评价 1a0=100aPCIDR01=100iiiiADRA式中：DR路面破损率，为各种损坏的折合损坏面积之和与路面 调查面积之百分比（%） Ai第i类路面损坏的面积（） A 调查的路面面积（调查长度与有效路面宽度之积） （） i第i类路面损坏的权重 a0沥青路面取15.00 a1沥青路面取0.4

41、12 i0包含损坏程度（轻、中、重）的损坏类型总数，沥青路面取21 i 考虑损坏程度（轻、中、重）的第类路面损坏类型功能性裂缝率功能性裂缝率 沥青路面开裂是道路界普遍关心的问题，至今仍然是各国沥青路面最普遍的损坏现象之一。对于我国高速公路普遍采用半刚性基层沥青路面结构，难以杜绝裂缝的出现。 功能性裂缝率：功能性裂缝面积（包括龟裂、块状裂缝等非结构性裂缝 的面积）与实测路面面积之比。 式中：CR功能性裂缝率，； CA功能性裂缝总面积，m2； A测试段路面面积，m2；ACRCA2.1 路面状况评价指标路面状况评价指标松散松散 包括表面老化/氧化、贫油、松散、坑槽修补不良几种病害，以破损面积占总调查

42、总面积的百分比计算。 式中：LR松散率，% LA松散面积，m2 A测试段路面面积，m2ALLRA2.1 路面状况评价指标路面状况评价指标 平整度平整度 路面行驶舒适性、经济性和安全性最重要的标志。由于路面不平整引起的车辆振动，对车辆磨损、燃油消耗、行驶舒适、表面损坏和交通安全等产生直接影响。 IRI011100RQIaea2.1 路面状况评价指标路面状况评价指标 路面抗滑路面抗滑 路面抗滑性能是影响行车安全的主要因素，一般采用路面抗滑性能指数（SRI）作为评价指标。路面抗滑系数以横向力系数SFC表示。 minSFC0minSRI1SRI100SRI1aea2.1 路面状况评价指标路面状况评价指

43、标 车辙车辙 随着重载交通的快速增长和渠化作用的加剧，车辙已经逐渐成为我国高速公路路面损坏的主要形式之一。 根据对我国部分省市高速公路路面损坏类型的现状调查，裂缝占路面损坏的比例经常超过60%，其次就是路面车辙损坏，车辙损坏有时会高达30%。 )RDRD(0)RDRDRD()RDRD(60)RDRD(RD100RDI10bbaaaaa2.1 路面状况评价指标路面状况评价指标 2.1.2 非适应性路况判别非适应性路况判别 不适合预养护的公路技术状况包括以下不适合预养护的公路技术状况包括以下6 6项：项： (1)结构性裂缝：路面有超过10%的中等程度或2%严重程度的龟裂；路面的横 向裂缝或纵向裂缝

44、较宽或较严重，无法有效填封； (2)修补：路面有严重或大量修补，中等、严重程度的修补率15%以上； (3)变形：路面沥青结合料变形，出现大量推移、拥包等现象； (4)车辙：由于沥青混合料不稳定而产生的严重车辙； (5)排水：路基路面的排水条件不良，结构内部长期积水难以迅速排除 (6)路基：路基强度不足，未能提供足够的承载力。 2.1 路面状况评价指标路面状况评价指标2.2 预防性养护时机预防性养护时机目前确定路面预防性养护的最佳时机主要有两类方法：（1）以路面技术状况为基础，当路面技术状况下降到设定的标准时，则要进行预防性养护。该类方法称为路面状况触发法，包括行驶质量指数和破坏指数法、基于时间

45、或路况的方法、决策树、决策矩阵法等。（2）对养护措施进行效益分析，费用效益最大的时间即为最佳预防性养护时间，称为最佳费用效益法，如费用效益评估法、排序法、生命周期费用评估法等。预防性养护措施预防性养护应用的路况平整度车辙纵、横向裂缝松散泛油疲劳裂缝低高低高低高低高低高低高封缝石屑封层稀浆封层微表处薄层罩面决策支持矩阵用于预防性养护措施选取图例：可应用预防性养护需研究才可以应用预防性养护不用预防性养护措施2.2 预防性养护时机预防性养护时机决策矩阵法：决策矩阵法：151520202525303040404040151530304040404040404040DIDI3mm3mmRDRD5454D

46、IDI25mm25mmDIDIRDRD54548080RQIRQI808025mm25mm25mm25mm裂缝裂缝处理处理超薄层超薄层沥青罩沥青罩面面单层单层石屑石屑封层封层两层两层石屑石屑封层封层非结构非结构性沥青性沥青罩面罩面 单层单层微表处微表处 多层多层微表处微表处表面铣刨表面铣刨非结构性非结构性沥青罩面沥青罩面表面铣刨表面铣刨非结构性非结构性沥青罩面沥青罩面25mm25mm不宜采取预防性养护不宜采取预防性养护预防性养护决策树2.2 预防性养护时机预防性养护时机决策树法：决策树法：开始开始重点路线或重重点路线或重 交通量路段交通量路段重点路线或重重点路线或重 交通量路段交通量路段路面结

47、构强度路面结构强度大修措施大修措施R5R5大修措施大修措施R4R4大修措施大修措施R3R31 1 大修措施大修措施R1R12 2 大修措施大修措施R2R23 3 临时维持临时维持足够足够不足不足是是是是否否否否2.2 预防性养护时机预防性养护时机决策矩阵、决策树法：决策矩阵、决策树法：开始开始重点路线或重重点路线或重 交通量路段交通量路段路面结路面结构强度构强度热油洒铺罩面热油洒铺罩面是是重点路线或重重点路线或重 交通量路段交通量路段临时修复临时修复RQIRQI5555RQIRQI55551 1 稀浆封层稀浆封层2 2 热拌罩面热拌罩面热拌罩面热拌罩面1 1 热油洒铺热油洒铺2 2 稀浆封层稀

48、浆封层3 3 热拌罩面热拌罩面1 1 热油洒铺热油洒铺2 2 热拌罩面热拌罩面否否不足不足足够足够是是否否是是是是否否否否2.2 预防性养护时机预防性养护时机决策矩阵、决策树法：决策矩阵、决策树法：序号序号 养护时机养护时机 预防性养护措施类型预防性养护措施类型 1PCI85 微表处微表处 22.5cm沥青混合料罩面沥青混合料罩面 34cm沥青混合料罩面沥青混合料罩面 46cm沥青混合料罩面沥青混合料罩面 5PCI80 微表处微表处62.5cm沥青混合料罩面沥青混合料罩面 74cm沥青混合料罩面沥青混合料罩面 86cm沥青混合料罩面沥青混合料罩面9PCI75 2.5cm沥青混合料罩面沥青混合料

49、罩面 104cm沥青混合料罩面沥青混合料罩面 116cm沥青混合料罩面沥青混合料罩面2.2 预防性养护时机预防性养护时机n养护时机上，预防性养护的时机倾向于较早，养护措施大多在PCI为85分时实施，半刚性基层路面普遍倾向于在PCI为85分时实施预防性养护，而柔性基层路面在PCI下降到80分和75分时实施预防性养护的可能性有所增加。n由于养护时机较早，使得预防性养护措施实施的周期较短，大多集中在35年之间，通常第一次养护的时间比较长，而随着路面的衰变，养护周期逐渐缩短并趋于稳定，交通量越大的路面，预防性养护的周期越短，基层材料的类型对预防性养护周期的影响不大。2.2 预防性养护时机预防性养护时机

50、当仅考虑养护的投资、而不考虑用户费用时，一般并不选择具有较大提前量的养护措施；当考虑用户费用时，尤其是交通量较大时，一般应选择具有较大提前量的养护措施，即预防性养护措施。总体而言，当路面PCI=85-90分时是实施预防性养护较好的时机。 预防性养护措施的采取不应局限于微表处，罩面等传统的常规养护措施根据养护的时机也是可供选择的预防性养护措施。各种养护措施在费用和使用寿命等方面均有其优缺点，多种养护措施的灵活搭配往往比单一预防性养护措施更具优越性。 2.2 预防性养护时机预防性养护时机2.3 预防性养护对策选择预防性养护对策选择灌封贴缝雾封层路面再生剂热修补碎石封层2.3.1 常用的预防性养护对

51、策常用的预防性养护对策稀浆封层微表处（超）薄层罩面复合式罩面就地热再生2.3 预防性养护对策选择预防性养护对策选择灌封灌封适用条件：原路面基层和 横断面良好，仅表面出现 纵、横向裂缝。使用年限：一般23年开槽开槽清理清理加热加热灌缝灌缝2.3 预防性养护对策选择预防性养护对策选择贴缝贴缝适用条件：原路面基层和横断面良好，仅表面出现纵、横向裂缝，伴随裂缝处有较多细微的扩展裂缝。预处理：清理干净裂缝内杂物。使用年限：一般23年将路面、基层裂缝清理干净，并将裂缝两侧20cm范围内的路面同时清理干净。用宽刷蘸取专用胶粘剂延裂缝均匀涂刷，以裂缝为中心线两侧各涂刷8cm以上。一般涂胶面积比贴缝带宽度多出1

52、公分。剪取长度略长于裂缝长度的一段贴缝带，揭去隔离纸，有聚丙烯织物的一面朝上，以裂（接）缝为中心线将贴缝带平整的贴在路面上。然后用滚筒用力碾压将贴缝带烫贴至路面，以确保贴缝带同路面结合为一体，不能有气泡，皱褶。 如遇不规则的裂（接）缝，可用剪刀将贴缝带切断，按裂（接）缝的走向跟踪粘贴。但在贴缝带的结合处，要形成80-100mm的重叠。修补完成效果2.3 预防性养护对策选择预防性养护对策选择雾封层雾封层适用条件：原路面基层和横断面良好，路面出现轻度的纵、横向疲劳开裂，局部有轻度松散现象，路面渗水加大。预处理：对裂缝进行处理，松散部位清除修补。使用年限：一般24年处理前处理前处理后处理后 2.3 预防性养护对策选择预防性养护对策选择路面再生剂路面再生剂适用条件：原路面仅仅表面出现沥青老化而引起的开裂、透水严重等病害。预处理：涂刷路段要清理干净。使用年限：一般23年2.3 预防性养护对策选择预防性养护对策选择热修补热修补适用条件：原路面基层和横断面良好，路面出现坑槽。达到热接缝、热界面、热再生的目的。预处理：清理坑槽内的杂物。使用年限：一般25年设定加热流程加热耙松再生补充新料压实养护后开放交通2.3 预防性养护对策选择预防性养护对策选择碎石封层碎石封层路面清扫路面清扫粘结剂、石料洒布粘结剂、石料洒布胶轮压路机碾压胶轮压路机碾压适用条件：原路面基层