沥青路面预防性养护效益分析

   随着我国改革开放步伐的加大，我国的公路总里程也随之逐年增加，目前我国公路通车总里程已经突破400万公里，其中高速公路8.5万公里(我省高速公路也突破4000公里)。大中型城市之间基本已经形成了高速公路网，连接大中型城市与各个小城镇以及广大乡村公路多为二、三级公路。这些二、三级公路养护的问题也越来越突出。

   一、沥青路面养护技术的分类

   沥青路面养护技术分为三类：

   一是预防性养护，是指在路面状况还比较好时，采取一些必要的技术手段，以使路面功能保持较好的状态，国外应用非常成功的表处、稀浆封层等就是典型的预防性养护技术;

   二是改正性养护，是指在路面已经出现各种病害时，采取相应的养护措施，平时我们对泛油、较大车辙、较宽裂缝等实施的处治措施就属于改正性养护的范围;

   三是紧急养护，是指在紧急情况下进行的养护，如对需要立即进行处理的路面坑槽、塌陷的修补等。

上述三类养护策略之间的区别，主要在于养护时机不同，并没有明确的界线。其中，预防性养护起源于上个世纪80年代，在欧美等发达国家已经深入人心，是一种最为经济有效的养护策针对沥青路面破坏的路面养护对策,一般可以分为修复性养护和预防性养护两种。

   修复性养护是在路面出现损坏后的养护;预防性养护则是在路面病害出现前进行预防养护。本文从技术措施、预防性养护的注意事项和经济效益三个方面来分析预防性养护措施对高等级公路沥青路面的影响。

   二、几种常用的预防性养护措施

   为了降低道路养护成本，提高道路经济效益，很多国家大力发展预防性养护技术措施，推动路面养护水平的提高。目前，国内外普遍采用的预防性养护技术措施有如下几种：

   1)雾封层。当沥青路面尚处于基本完好的状态，但已开始出现轻微疲劳龟裂、贫油的现象，雾封层是这一阶段养护的最有效手段，雾封层可渗入到骨料缝中去，可流入到裂缝中去，对路面“输血”，从而恢复路表沥青粘附力，填补微小裂缝和空隙，防止路表水下渗，可起到恢复路将路面性能维持2～3年时间，推迟了造价更高的养护工程。但雾封层对于填补长期裂缝没有太大效果。

   2)裂缝填封。裂缝填封是一种常规的养护措施。可有效地减缓道路的退化，使路面状况指数PCI下降速率降低，从而使道路的寿命延长。对沥青路面产生的裂缝及时选用性能优越的密封胶进行有效的填封处理相当重要，否则雨季后路面裂缝将迅速发展，并发坑槽、唧浆等一系列路面病害。

   3)薄层罩面。薄层罩面是较传统的预防性养护方法，是在原有路面上加铺一层厚度不超过2.5cm的热沥青混合料，从而有效地防止性能正在下降的路面继续恶化，改善其平整度、恢复它的抗滑阻力，校正路面的轮廓，对路面也有一定的补强作用，但在多数情况下费用和效益对比关系来看较其他预防性养护方法差。

   4)石屑封层。石屑封层是用于保护和延长路面寿命的经济型的养护手段它是将沥青粘结料喷洒在路面上，然后立即铺撤一层大小均匀的石屑，用于增加路面抗滑性，对结构稳固但开始老化并存在一些表面损害的路面起到延长寿命的作用。最普遍地用于低交通量道路。

   5)稀浆封层。稀浆封层技术是一种很好的预防性养护手段，是将稀浆混合料均匀地摊铺在待处理的路面上，经裹复、破乳、析水、蒸发和固化等过程与原路面牢固地结合在一起，形成密实、坚固、耐磨和道路表面封层。够恢复路面的平整度和抗滑性能，修复轻微车辙，快速封闭旧路面的各种裂缝，防止雨水和雪水对路基路面进一步损坏，延长道路的使用寿命。但稀浆封层对于路基变形较大、已严重损坏的路面则不宜使用。

   6)微表处。微表处是在乳化沥青稀浆封层基础上发展起来的，由慢裂快凝的高分子聚合物改性乳化沥青、100%破碎的集料、矿粉、水和添加剂组成稀浆混合料。微表处技术具有良好的防水性，抗滑性能和耐久性比普通的稀浆封层更好，并且成本低、施工简便、路面性能好、开放交通快，一般可延长路面使用寿命3-5年。

   7)同步碎石封层。同步碎石封层，就是用同步碎石封层车将碎石及黏结材料(改性沥青或改性乳化沥青)同步铺洒在路面上，通过自然行车碾压形成单层沥青碎石磨耗层，具有良好的防水性，高度的抗滑性，高耐磨耗和耐久性，可以适用各种沥青结合料，可以在其他养护技术不宜实施的恶劣气候下进行公路作业，可以在低温或高温的地区摊铺。

   三、预防性养护的注意事项

   1、选择恰当的路面

   要识别适合采用预防性养护的路段，需对所有路面进行定期路况调查，及时发现路面轻微破损与病害迹象，分析研究其产生原因，对症采取保护性养护措施，防止微小病害进一步扩大，使路面始终处于良好的服务状态。对预防性养护来说，有必要识别具体的路况且找出需要进行预防性养护的早期信号。

   2、选择恰当的时机

   沥青路面在其寿命周期内可分为三期：

   1)建成投入使用开始，沥青逐渐被氧化、损耗;

   2)沥青路面出现微小裂缝、小坑槽或脱皮现象;

   3)路面出现较大面积裂缝，并贯通形成龟裂，最终出现结构问题。路面预防性养护要求在路面尚处于良好状态时，采取保护性养护措施，把病害消灭在萌芽状态，使路面始终处于良好的服务状态。

   因而，实施路面预防性养护应对路面使用性能进行定期评价，要求各指标达到优良标准。

   3、选择恰当的措施

   选择正确的预防性养护措施主要包括以下4个方面：1)可能的措施;2)对具体路段采用的措施;3)路网中需要进行预防性养护的其他路段及其优先度;4)材料和施工方法的选择。

   四、预防性养护经济效益分析

   研究表明，路面的使用性能不是直线下降的。在使用初期，其服务能力下降较缓慢，但当损坏状况超过某一限值时，路面的服务能力就开始急剧下降，病害急剧增多。若在此之前就采取预防性养护措施，则可及时阻止这种发展趋势，从而使路面维持较好的服务状况，有效地延长路面的寿命，减少平时的改正性养护次数。

   1、对路面性能的影响分析

   改正性养护是等路面损坏到必须维修的程度才采取相应措施，进行路面改正性养护时，路面经常处于较差的服务状况。预防性养护是当路面还处于良好使用状况时，就采取预防性养护措施，及时阻止路面状况的急剧下降，这种举措不仅能获得更长的道路使用寿命，而且在路面使用寿命期间，始终能维持较好的道路服务水平，由此产生良好的社会效益和经济效益。

   2、施工工艺分析

   改正性养护往往要对路面进行大规模翻修才能恢复其结构功能，施工难度和规模都较大，费时费力，对交通的影响也较大。预防性养护施工则比较简单、便捷，如采用微表处和稀浆封层技术，只用一种专用施工机械──改性稀浆封层机，以较少的劳动力(每机配5-7人)，10min便可修复完1000-1500平方米的沥青路面，而且，由于路面始终处于较好性能状态，没有或减少了紧急养护的必要。

   3、费用分析

   通过寿命周期费用分析和实践证明，预防性养护具有最好的经济性。美国亚利桑那州公路部门就以下类型道路养护工程费用曾做过比较：①铺筑完沥青混凝土路面后，不做任何中间的维修与养护，行车20a后进行大翻修;②铺筑完沥青混凝土路面行车10a后，做一次修补性养护，然后再做一次沥青混凝土罩图1预防性养护和改正性养护效果比较示意图面;③按预防性养护的要求，对于已铺的沥青混凝土路面，根据路面检测结果，及时定期地做预防性养护。对三种维修养护方式的经济分析表明，第一种方式的养护工程费用是第三种的163%，第二种方式为第三种方式的155%。显然预防性养护是最经济的。

   4、养护策略分析

   预防性养护是一种主动性的养护策略，它根据路面的状况，有计划地采取预防措施来对道路进行养护，改变了过去在路面损坏后才采取措施的被动养护状况。另外，进行预防性养护，其养护费用可以平摊在各年份内，公路养护管理部门可以有计划地调配资金。

   通过寿命周期费用分析和实践证明，预防性养护具有较好的经济效益。美国SHRP计划的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。根据SHRP计划估算，在路面整个生命周期内进行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%。

   从对路面性能的影响来看，预防性养护比修复性养护有着更大的优势修复性养护是等路面损坏到必须维修的程度后才采取的相应措施。进行路面修复性养护时，路面经常处于较差的服务状况。而预防性养护是在路面还处于良好使用状况时就采取的，能及时阻止路面状况的急剧下降。

   这种措施不仅能获得更长的道路使用寿命，而且在路面使用寿命期间，始终能维持较好的道路服务水平，由此产生良好的社会和经济效益。从施工工艺上来讲，修复性养护往往采取的是对路面进行大规模翻修，施工难度、规模都比较大，费时费力，对交通的影响也较大。

   预防性养护施工则比较简单，快速，如采用微表处技术，只用一种专用施工机械，以较少的劳动力(每机配5人-7人)，10多分钟即可修复完1000平方米-1500平方米的沥青路面。而且，由于路面始终处于较好性能状态，减少了紧急养护的必要。

   预防性养护是一种主动性的养护策略，它根据路面的状况，有计划地采取预防措施来对道路进行养护，改变了过去在路面损坏后才采取措施的被动状况。另外，进行预防性养护，养护费用可以平摊在各年份内，养护管理部门也可以有计划的调配资金。