道路预防性养护的应用(修改)

1、沥青混凝土路面预防性养护的探索与应用随着国民经济的快速发展，我市公路建设得到迅速发展，公路网结构日趋完善，公路等级逐年提高，公路使用功能得到充分发挥。但是，一个多年来一直困扰我们的问题始终没有从根本上解决，那就是道路的使用年限始终达不到设计年限15年。道路发生毁坏的现象，究其原因，有施工的问题，有车辆超载的问题，有设计与实际不完全相符的问题，有养护的问题等等。近年来，随着各部门的努力，车辆超载问题得到了一定的抑制，道路设计与施工精细化程度也是逐年提高，这些方面从一定程度上保证了道路的使用功能。另外，我们从加强对道路的预防性养护从而延长道路使用寿命的角度也进行了一些探索和尝试，取得了较好的成果。

2、一、预防性养护的概念 公路路面养护一般分为日常养护、矫正性养护、预防性养护等。通常意义上的养护都是指被动式的矫正性养护，即哪里路面出现破损，就优先进行维修。而预防性养护是一种在路面状况良好的情况下采取的对现有道路系统进行有计划的、基于费用一效益的养护策略。公路预防性养护的实质就是早期预防性养护，一般是全面的、整体的。其作用在于通过一些前置的措施方法，使道路及其构造物内部和外部的病害隐患与不利条件得到遏制、改善，保证其在正常的运营条件下，实现或延长设计使用寿命。在大规模建设时期，及时养护已有路网，对于保持道路完好率、防治早期破坏、控制养护成本尤为关键。围绕建设与养护、维修与预防的关系，我们认为，

3、随着路网的不断完善，只有长期保持良好的路面使用性能，公路建设的巨额投资才能充分发挥其投资效益，而长期保持路面良好的技术状况必须有一个强有力的养护维修支持系统来保障，从这一意义上来说，养护维修实际上是公路建设的一种继续。在路面养护和维修的关系上，长期以来人们总是习惯于等到路面开始出现损坏后，才想起要对它进行维修，而对于路面还处于良好状态下进行预防性养护的意义则往往认识不足。预防性养护实质上是一种周期性的强制保养措施，它并不考虑路面是否已经有了某种损坏。预防性养护最佳实施时机应该是在路面尚处于良好状况，或者只有某些病害先兆时进行。虽然预防性养护需要投入某些费用，但它是一种费用-效益比非常良好的养护

4、措施。美国科氏路面解决方案中提到，美国道路业曾通过对几十万公里不同等级道路的跟踪，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，这一阶段称之为矫正性养护阶段。并通过调查统计得出每投入1元预防性养护资金可节约3-l0元矫正性养护资金的结论。预防性养护实际上是对道路的又一次成本投资，成本属于整个寿命周期成本的一部分，成本发生的时间段为整个运营期。我们应该在道路使用全寿命周期内综合分析道路使用各阶段的成本投入，

5、合理投资，获取最大收益，即以最小的投入获取最长时间的使用功能。二、预防性养护的现状目前，预防性养护在国内还存在以下问题：（1）思想认识不够，仍然实行“坏路先养”的原则，没有真正建立起预防性养护的理念，不能做到有针对性地采取合理的养护措施，往往错过最佳养护时机。（2）预防性资金投入不足。（3）没有全面建立起路面管理系统，路况检测设备和手段落后或数量不足，不能及时采集和更新数据库，不能为养护决策提供科学的依据。（4）预防性养护技术研究和标准研究工作滞后，不能满足公路养护的实际需求，预防性养护技术相对单一，机械化施工能力不强。（5）预防性养护的体制和保证机制工作尚待完善。 由于各种因素的制约，预防性

6、养护始终未能引起足够的重视，人们对其的认识也仅仅在于表面，没有系统的进行全面分析和研究，预防性养护也始终未能进行系统的应用。 三、我市道路预防性养护的应用 近年来，沈阳公路在沥青路面预防性养护方面开展了多项调查和研究，对沥青路面预防性养护理论、方法、工艺、设备等都有了更为深入的认识。同时，根据研究数据也做了一些新的尝试，取得了很好的效果。我们认为，在沥青路面早期使用期间的不同阶段，应采取不同的养护措施，以解决不同的问题，达到延长路面使用寿命的目的。（一）、通车12年阶段随着道路建成通车，沥青在车量荷载、高温、不良气候等影响下逐渐老化，引起沥青面层脆性和硬化程度增加。如能对沥青路面进行早期的预防

7、性养护，便可延长沥青的使用性能，继而延长路面的柔韧性和弹性，预防和延缓沥青路面的过早破坏，避免过早的对道路进行大修或重建，同时降低了沥青路面的维修费用。我们引进了“沥青再生剂”，其功能就是通过在沥青路面表面涂刷“沥青再生剂”，可不改变沥青表面结构就能起到降低路表面硬化程度的作用，从而预防或延缓沥青路面的过早毁坏。同时，应用“沥青再生剂”进行预防性养护，可以保留路面的几何形状和厚度，对交通的中断要小于其他技术措施，亦不会降低路面抗滑性能。我们对“沥青再生剂”从室内试验及试验路试验检测等方面做了大量工作，经过对数据统计分析，研究结果达到了预期效果。1、室内试验研究成果我们通过进行基质沥青还原性试验

8、和原路沥青还原性试验，验证了沥青再生剂的再生性质；我们做了“掺量与性能试验”、“老化时间与性能试验”及“定掺量与不同老化时间沥青性能试验”，从不同角度研究沥青再生剂性能、沥青老化程度及沥青再生效果之间的关系，将三者的关系进行量化，得出了以下初步结论：（1）沥青再生剂对已老化的沥青有再生作用（2）沥青再生剂的理论掺量应在24之间，掺量过少，再生效果有限，掺量过大，沥青会变得较软，相当于把沥青降级，从而影响了沥青混凝土的热稳定性。 （3）在掺量一定的条件下沥青再生剂对老化时间过长的沥青再生效率下降，即其对应用2-3年的路面中的沥青再生效果最为明显。（4）沥青再生剂有较好的抗老化能力，掺入沥青再生剂

9、的沥青经过试验仪器老化后，其大多数指标仍在新沥青标准范围内。 2、试验路研究成果依据室内试验结果，我们选择沈抚高速公路K9+450-K11+000段进行试验路研究。试验主要研究涂刷沥青再生剂前后沥青路面的使用性能指标即渗水系数、磨擦系数及构造深度的变化情况，以及旧路沥青的性能指标变化情况。研究结论如下：（1）沥青再生剂有较好的渗透能力，在对使用8个月左右路段钻芯取样后观测结果表明，沥青再生剂渗透到路面下8mm左右。（2）沥青再生剂有较好的路用性能，从检测结果看，沥青路面洒布沥青再生剂后，沥青路面的摩擦系数明显降低，行车噪音大大减低，说明原来旧路面中老化沥青已有一定程度的激活和再生，弹性有了一定

10、的恢复；构造深度降低幅度很小，说明沥青再生剂已经逐渐渗透到面层中，同时表面沥青有了明显的软化和再生；旧路有渗水现象的部位经洒布沥青再生剂后，其渗水系数都为零，说明沥青再生剂对于微小裂缝有密封作用。 （3）沥青再生剂有较好防水、防油性能，在对沥青再生剂试验路段坐防水、防油试验并观测结果表明，经处理的沥青面层表面更加密实，微小裂缝能够自动密封，水和油污很难侵入面层内部。（4）通过抽提试验提取经沥青再生剂理的沥青混合料中的沥青，检测其三大指标，与旧路老化沥青性能指标进行对比。经沥青再生剂渗入再生的旧路面沥青针入度提高了25，延度提高了33并符合新沥青延度标准，软化点变化不明显，提高了2。（5）沥青再

11、生剂对旧路网裂、坑槽等较重病害效果很小。 依据试验结果，我们在不同等级道路以及桥面铺装上做了一些应用，实际效果是洒布沥青再生剂路段的病害明显少于相邻路段，效果还是比较明显的。但同时，我们也应看到，沥青再生剂洒布的时机尚需进一步的研究，洒布过早，沥青性能指标显著降级；洒布过晚，沥青再生明显，但对已发生的较大病害无能为力。 （二）、通车34年阶段 随着车辆荷载的重复作用，沥青面层内部已产生微小变形，沥青有了较多损耗，路面出现微小裂缝、小坑槽或脱皮现象。该阶段，路面基层完好，面层已产生较为明显的病害，此时再洒布沥青再生剂已不能解决病害，应该采取措施对沥青面层结构层进行修补处理，以避免面层病害最终扩大

12、至基层结构，产生路面结构性破坏。该阶段我们常用的养护方法有碎石封层、稀浆封层、及路面现场热再生。 1、路面封层碎石封层及稀浆封层工艺已经比较成熟，其关键处在于使用的时机。许多人认为：当路面经过6-7年，看上去路面很干裂，外观比新修的路面较亮，一些大的骨料已经开始从混合料中脱离（路面松散），一些路面已出现裂缝并继续发展，那么这时候就该应用封层罩面处理了。其实，此时的路面已经损坏程度较重了，面层的破损已经导致基层受到一定程度的损伤，单纯的对面层进行修补不能解决基层的问题。在加拿大有两位公路专家进行的一项研究表明，现在平均75以上的公路，其路面寿命、路面质量已经下降了40；有大约12以上的公路，其路

13、面寿命、路面质量正在下降。一旦路面氧化，出现裂缝，那么水和空气就能够侵蚀路面，路面的破坏就会加剧。这些国外的研究者发现，如果每一个地区在路面出现老化的迹象以前花费1元钱对路面进行修补，那将是非常有效的；如果再晚一些时间修补这些路面，那么将花费4倍或5倍甚至更多的费用。随着交通量不断增加，我们对路面的养护已不再等着去进行修复沥青面层，而要提前进行预防性养护，使路面尽可能达到寿命周期。但是，具体什么时间应用稀浆封层或碎石封层进行预防性养护比较合适呢，尚需要一项系统的研究。根据国外的有关经验，在正常情况下，在路面应用2-4年的范围内，就应该进行预防性养护。从长远来讲，早一点进行预防性养护，综合道路在

14、全寿命周期内的维修投入，这可以节约大量的费用。 沈阳公路从1998年开始应用稀浆封层，2005年开始应用同步碎石封层，进两年我们还在研究应用纤维稀浆封层、纤维改性稀浆封层、纤维碎石封层、橡胶沥青碎石封层以及微表处等工艺。“十一五”期间，在各等级公路上实施封层预防性养护总里程达360余公里，取得了比较理想的成果。“十二五”期间，我们将加大研究和应用投入，系统全面的分析总结，为大面积施行预防性养护做好坚实的基础。 2、沥青路面热再生路面现场热再生工艺近年来也得到了较多的应用。该工艺再生技术施工简单方便，旧路面混合料就地再生利用，不需要搬运废料过程及废弃物堆放场地；施工产生的振动、噪音比其他施工方法

15、小，有利于环保；不受大的交通流量的限制，影响交通及沿途居民的程度小，施工结束就可以开放交通。该工艺也是预防性养护的一种，应用范围是路面基层完好，面层由于外界条件影响产生较为明显病害，道路未产生结构性破坏。旧路面层沥青混凝土通过加热、翻拌、加入新料拌和、摊铺、碾压成型，使得沥青混凝土重新得到密实、稳定，彻底消除原有病害，其效果要比封层好很多，但其造价亦有所增加。沥青路面现场热再生与封层工艺一样，无法解决软弱路基和基层的问题，仅能解决由于沥青及骨料引起的面层病害。根据调查及国内外有关数据显示，在道路行驶状况正常的情况下（如没有超载等），一条新修道路的设计年限一般为15年，一般在使用57年后就进入大

16、修、中修期，且大中修周期一般在3年左右，3年后均会出现不同程度的病害（如裂缝 、车辙等）。据调查，如果在道路使用3-4年左右进行一次就地热再生的养护施工，可保证道路的大中修期推迟5-7年，经济和社会效益不言而喻。 就地热再生也有些方面需要我们进一步研究，如：怎样恢复热再生下老化沥青的性能，再生沥青混凝土与新沥青混凝土的差异的规律和特点，再生沥青路面的检测指标应与新路有所差异等等。我们应对其进行系统的研究，制定严密、合理、操作性强并符合我国实际情况的沥青路面热再生施工及验收规范。 另外，我们还购置的沥青路面工厂热再生设备，对不同状况道路采取不同的再生工艺，达到恢复道路使用功能、节能环保的目的。 四、结束语美国SHRP计划一个重要成果就是指出了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费用方面的重要意义。正确实施预防性养护可保持路面良好的使用性能，延长路面的使用周期，减少寿命周期费用和节约养护维修资金。根据SHRP计划估算，在整个路面寿命周