道路養(yǎng)護(hù)綜述

1、我國(guó)大量的瀝青路面已經(jīng)或即將進(jìn)入養(yǎng)護(hù)維修高峰期在八十年代中期，隨著國(guó)外公路發(fā)達(dá)國(guó)家新建公路速度趨于平緩，公路養(yǎng)護(hù)工作己被擺 在了非常重要的位置。在許多發(fā)達(dá)國(guó)家中用于路面養(yǎng)護(hù)維修工作的費(fèi)用常常要占到總的道路 事業(yè)費(fèi)的30-50%。如美國(guó)每年要花費(fèi)150億美元維護(hù)本國(guó)400萬(wàn)km公路網(wǎng);法國(guó)國(guó)營(yíng)及A 級(jí)道路中國(guó)道網(wǎng)29700kln，用于國(guó)道養(yǎng)護(hù)的機(jī)械、車輛就達(dá)6萬(wàn)多臺(tái)。為了適應(yīng)路面養(yǎng)護(hù)工 作的需要，許多發(fā)達(dá)國(guó)家都將改進(jìn)和提高路面養(yǎng)護(hù)維修技術(shù)和相關(guān)設(shè)備列為公路科技進(jìn)步的 一項(xiàng)研究重點(diǎn)，并投入了大量的資金和精力。1987年由美國(guó)國(guó)會(huì)通過(guò)了一項(xiàng)為期5年的研 究計(jì)劃一一美國(guó)公路戰(zhàn)略研究計(jì)劃(SHRP)，其

2、投資總額為1.5億美元，目的是:改善其國(guó)家 道路的使用性能和耐久性，使道路使用者及其維護(hù)者更加安全。在SH即計(jì)劃6個(gè)項(xiàng)目中的 第4項(xiàng)對(duì)路面養(yǎng)護(hù)維修技術(shù)進(jìn)行了深入、細(xì)致的研究1201。國(guó)外公路發(fā)達(dá)國(guó)家己經(jīng)認(rèn)識(shí)到 了進(jìn)行養(yǎng)護(hù)維修新技術(shù)研究的重要性，著手進(jìn)行了大量的研究工作，并取得了許多革新性的 成果。從國(guó)內(nèi)情況來(lái)看，隨著公路等級(jí)的不斷提高，特別是高速公路通車?yán)锍虜?shù)的迅速增加， 對(duì)瀝青路面的養(yǎng)護(hù)維修工作提出了新的、更高的要求。加快我國(guó)瀝青路面養(yǎng)護(hù)維修新技術(shù)的 研究，必須盡快提到日程上來(lái)。隨著改革開(kāi)放的不斷深入和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，公路建設(shè) 作為我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重點(diǎn)項(xiàng)目，近十幾年來(lái)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。截止

3、1999年底，全國(guó)公路 通車?yán)锍碳哼_(dá)到135.2萬(wàn)km，二級(jí)以上高等級(jí)公路為16.9萬(wàn)km，其中高速公路從無(wú)到有， 己突破11600km?！鞍宋濉逼陂g，全國(guó)公路里程增加了 11萬(wàn)恤，“九五”期間新增公路里程 仍保持在11萬(wàn)km，“十五”目標(biāo)為新增公路16萬(wàn)km。由于瀝青路面具有足夠的力學(xué)強(qiáng)度 和一定的彈性、塑性變形能力，有高度的減振性，行車平穩(wěn)舒適、噪聲低，且不揚(yáng)塵等特點(diǎn)， 已修和待建的高等級(jí)公路大部分為瀝青路面。特別是高速公路，90%以上為瀝青路面。公路 是暴露在大自然的帶狀工程結(jié)構(gòu)物，它長(zhǎng)期經(jīng)受著日曬、雨雪、酷熱、嚴(yán)寒和凍融，并承受 著頻繁交通瞬時(shí)動(dòng)荷載的反復(fù)作用。高等級(jí)公路的入了養(yǎng)護(hù)維修

4、期，有些路面的破損已相當(dāng) 嚴(yán)重。近幾年大量修建的瀝青路面，由于各種原因使許多瀝青路面出現(xiàn)早期破損，而提早進(jìn) 入養(yǎng)護(hù)維修期，其中某些路面第一年修建第二年便出現(xiàn)破損，需要維修;而有些路面甚至出 現(xiàn)當(dāng)年修建當(dāng)年維修。大量的瀝青路面己經(jīng)或即將進(jìn)入養(yǎng)護(hù)維修期，這可以歸納為以下幾方 面原因：從瀝青路面壽命周期來(lái)看，前期修建的許多路面經(jīng)過(guò)數(shù)年的使用，有了較大的磨損和損壞， 為了保持路面原有與公路等級(jí)相適應(yīng)的服務(wù)水平，己經(jīng)到它的養(yǎng)護(hù)維修期。而這幾年大量修 建的瀝青路面再要不了多久也將進(jìn)入養(yǎng)護(hù)維修期。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，交通流量、客運(yùn)量大幅度提高，負(fù)載增加，超載問(wèn)題嚴(yán) 重，行車速度提高，其結(jié)果直接導(dǎo)致瀝

5、青路面的磨損和損壞速度加快，大量的瀝青路面提前 進(jìn)入養(yǎng)護(hù)維修期。由于對(duì)瀝青路面，特別是對(duì)高等級(jí)瀝青混凝土路面的施工技術(shù)及施工設(shè)備使用方法還未 完全很好掌握，以及對(duì)瀝青路面修筑材料的選擇和使用還不很準(zhǔn)確和完善，造成瀝青路面的 修筑質(zhì)量不穩(wěn)定，出現(xiàn)了較多的薄弱環(huán)節(jié)，致使不少新建路面開(kāi)通后不久便產(chǎn)生局部破損， 過(guò)早的使瀝青路面進(jìn)入養(yǎng)護(hù)維修期。瀝青路面施工工期不按道路工程本身的規(guī)律來(lái)確定，往往是還未開(kāi)工，竣工日期己定， 致使施工組織設(shè)計(jì)失去控制工期及優(yōu)化的作用。配套工程缺乏總體網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)某些公用事業(yè)管 線施工進(jìn)度失控時(shí)就壓縮道路的施工期，從而造成道路的施工質(zhì)量下降，導(dǎo)致瀝青路面出現(xiàn) 過(guò)早的破損，進(jìn)入養(yǎng)護(hù)

6、維修期。在我國(guó)交通部19%年頒布并實(shí)施的公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范中“公路養(yǎng)護(hù)的技術(shù)政策和 措施”的第8條，明文規(guī)定:“大力推廣和發(fā)展公路養(yǎng)護(hù)機(jī)械化”。為了大力推廣和發(fā)展公路 養(yǎng)護(hù)機(jī)械，必須使養(yǎng)護(hù)機(jī)械的技術(shù)水平不斷提高，為此要不斷加強(qiáng)對(duì)養(yǎng)護(hù)維修新材料和新工 藝的深入研究，特別是加強(qiáng)新材料、新工藝和新設(shè)備的綜合研究，將會(huì)取得事半功倍的效果。 所以，關(guān)于瀝青路面養(yǎng)護(hù)維修新技術(shù)的研究工作應(yīng)盡早展開(kāi)，刻不容緩。作為經(jīng)濟(jì)強(qiáng)省與交通大省，江蘇省的高速公路與干線公路的路面以瀝青路面占絕大多 數(shù)，公路路網(wǎng)密度與道路服務(wù)水平均居國(guó)內(nèi)前列。目前江蘇省瀝青路面的總體使用狀況良好， 2009年其公路養(yǎng)護(hù)里程達(dá)到13.8萬(wàn)公里，

7、公路養(yǎng)護(hù)比例達(dá)到96.1%，國(guó)、省道優(yōu)良路率分 別達(dá)到96.7%、96.6%，路面實(shí)際服役年限也更長(zhǎng)?，F(xiàn)階段江蘇省公路瀝青路面的病害多出 現(xiàn)在面層、瀝青面層的病害則以裂縫、局部坑塘及車轍等為主，如何快速、高效地修復(fù)此類 病害是各級(jí)公路養(yǎng)護(hù)管理部門未來(lái)幾年內(nèi)所面臨的主要問(wèn)題。路面破損類型我國(guó)瀝青路面破損分類(公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范JTJ073.22001)裂縫類:龜裂；不規(guī)則裂縫；縱裂；橫裂松散類:坑槽；麻面；脫皮；啃邊；松散變形類：沉陷；車轍；搓板；波浪；擁包其他類:泛油；磨光；修補(bǔ)損壞；凍脹、翻漿美國(guó)SHRP瀝青路面破損分類裂縫:龜裂；塊裂；路面端部裂縫；縱裂；橫裂；反射裂縫路面的坑槽和修

8、補(bǔ):坑槽；修補(bǔ)不良表面變形：車轍；擁包表面損壞：泛油；磨光；剝落和老化其它損壞：路肩損壞；主車道與路肩接縫處開(kāi)裂；泛水和冒泥現(xiàn)象路面使用品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)與方法準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)路面使用性能是確定養(yǎng)護(hù)需求，是制定養(yǎng)護(hù)策略重要的前提條件。對(duì)路面使 用性能評(píng)價(jià)的研究已經(jīng)開(kāi)展了很多年，早在1962年，AASHO試驗(yàn)路的報(bào)告中就曾提出過(guò) 采用現(xiàn)時(shí)服務(wù)能力指數(shù)PSI(Present Serviceability Index)指標(biāo)評(píng)價(jià)路面服務(wù)能力的方法。我國(guó) 2008年2月出版的公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)中采用路面破損、平整度、車轍、抗滑性能 和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度五項(xiàng)指標(biāo)對(duì)路面使用性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。與以往的公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范和 高速

9、公路養(yǎng)護(hù)質(zhì)量檢評(píng)方法不同的是，該標(biāo)準(zhǔn)將路面車轍列為獨(dú)立的評(píng)價(jià)指標(biāo)，并將路 面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度作為抽樣評(píng)定指標(biāo)。路面狀況檢測(cè)車、激光平整度儀、落錘式彎沉儀、抗滑性能檢測(cè)車以及路面雷達(dá)等快速無(wú)損檢測(cè)手段可以提供大量的細(xì)致詳實(shí)數(shù)據(jù)。一些現(xiàn)代數(shù)學(xué)方 法，如BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊算法，被用以從微觀的角度分析檢測(cè)數(shù)據(jù)，評(píng)價(jià)路面使用性能。 這些數(shù)學(xué)方法不需要精確的數(shù)學(xué)模型，具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力和可靠的精確度。指標(biāo)平整度破損強(qiáng)度抗滑性能調(diào)查內(nèi)容IRIDRLsSEC 或 BPN評(píng)價(jià)指標(biāo)RQIPCISSISEC 或 BPN綜合指標(biāo)PQI常見(jiàn)病害維修方法裂縫（1）縱橫向裂縫縫寬在6以內(nèi)的，宜將縫隙刷掃干凈，并用壓縮空氣吹去塵

10、土后，采用熱瀝青或乳化 瀝青灌縫撒料法封堵;縫寬在6以上的，應(yīng)剔除縫內(nèi)雜物和松動(dòng)的縫隙邊緣，或沿裂縫開(kāi)槽 后用壓縮空氣吹凈，采用砂粒式或細(xì)粒式熱拌瀝青混合料填充、搗實(shí)，并用烙鐵封口，隨即 撒砂、掃勻。在高溫季節(jié)全部或大部分可愈合的裂縫，可不加處理。（2）土基、路面基層的病害或強(qiáng)度不足引起的裂縫類破損，首先應(yīng)處理土基或基層， 然后再修復(fù)路面。（3）灌縫和填縫（SHRP）（略）坑槽通常瀝青路面坑槽修補(bǔ)的施工工藝為:測(cè)定破壞部分的范圍和深度，按“圓洞方補(bǔ)”原 則，劃出大致與路中心線平行或垂直的挖槽修補(bǔ)輪廓線（正方形或長(zhǎng)方形）。開(kāi)槽應(yīng)開(kāi)鑿到穩(wěn) 定部分，槽壁要垂直，并將槽底、槽壁清除干凈。在干凈的槽底、

11、槽壁薄刷一層粘結(jié)瀝青， 隨即填鋪備好的瀝青混合料;新填補(bǔ)部分應(yīng)略高于原路面，待行車壓實(shí)穩(wěn)定后保持與原路面 相平。而具體的坑槽修補(bǔ)方法較多，一般有熱補(bǔ)法、噴補(bǔ)法、熱再生法等三種方式。擁包、波浪、搓板、泛油車轍麻面、磨光、松散凍脹和翻漿啃邊、脫皮橋面瀝青鋪裝的養(yǎng)護(hù)和維修。路面使用性能預(yù)測(cè)在路面養(yǎng)護(hù)工作中，路面使用性能預(yù)測(cè)的重要性不言而喻。路面使用性能預(yù)測(cè)最直接的 目的是預(yù)測(cè)路面使用性能的衰減過(guò)程以及預(yù)期使用壽命。國(guó)內(nèi)外學(xué)者在路面使用性能預(yù)測(cè)方 面開(kāi)展過(guò)大量的研究工作，取得了豐碩的研究成果。W.Ronald Hudson等將使用性能預(yù)測(cè)的 建模方法分為整合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)知識(shí)庫(kù)的專家系統(tǒng)、回歸分析、馬爾可夫

12、概率、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、 貝葉斯方法以及計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)法六種方法。目前國(guó)內(nèi)外常用的建模方法是確定型建模方法和概 率型建模方法。確定型模型建模方法又可細(xì)分為力學(xué)法、力學(xué)經(jīng)驗(yàn)法以及回歸分析法三種方 法。力學(xué)法常被用于預(yù)估路面的結(jié)構(gòu)性能，力學(xué)經(jīng)驗(yàn)法常被用于進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，回歸分 析法常被用于路面的養(yǎng)護(hù)工程中。采取捐拖后糞糊強(qiáng)度衰戒曲或預(yù)既性葬護(hù)觸度值掌搖施時(shí)姑構(gòu)強(qiáng)度褻戒曲4大轉(zhuǎn)觸拉食采取捐拖后糞糊強(qiáng)度衰戒曲或預(yù)既性葬護(hù)觸度值掌搖施時(shí)姑構(gòu)強(qiáng)度褻戒曲4大轉(zhuǎn)觸拉食時(shí)間（年）肪能衰威耐線瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)瀝青路面的養(yǎng)護(hù)維修工作一般可分為兩類：預(yù)防性養(yǎng)護(hù)(Preventive Maintenance)和矯正 性養(yǎng)護(hù)

13、(Corrective Maintenance)0瀝青路面的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)是指那些帶有保護(hù)路面和以減緩路 面使用性能惡化速率為目的的作業(yè)，它通常用于沒(méi)有發(fā)生損壞或只有輕微缺陷和病害的路 面。瀝青路面的矯正性養(yǎng)護(hù)是指那些用來(lái)改正某種特定損害的作業(yè)，它通常用于已經(jīng)發(fā)生損 害但還只屬于局部損壞狀態(tài)的路面。瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)的發(fā)展與瀝青和瀝青混凝土技術(shù)的發(fā)展歷程，以及與高速公路 網(wǎng)的建設(shè)歷程密切相關(guān)?？v觀發(fā)達(dá)國(guó)家的路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)發(fā)展史，大致可分為三個(gè)階段。第一階段為20世紀(jì)20年代至80年代初，第二階段為20世紀(jì)80年代初至90年代末， 第三階段為20世紀(jì)90年代末年至現(xiàn)在。第一階段中，隨著瀝青和

14、瀝青混合料技術(shù)的發(fā)展， 大量的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施被研發(fā)出來(lái)。例如20世紀(jì)20年代于德國(guó)出現(xiàn)的稀漿封層技術(shù)，20 世紀(jì)50年代于南非出現(xiàn)的碎石封層技術(shù)，20世紀(jì)60年代和70年代于德國(guó)出現(xiàn)的SMA技 術(shù)和微表處技術(shù)，以及20世紀(jì)80年代初于法國(guó)出現(xiàn)的薄層罩面技術(shù)。雖然在此階段并沒(méi)有 出現(xiàn)路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的概念，但上述的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施卻逐漸走向成熟并被大量應(yīng)用到實(shí)體 的養(yǎng)護(hù)工程中0第二階段中，大量關(guān)于預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施使用性能的研究項(xiàng)目得到了開(kāi)展。隨著路面管理 系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展，人們需要更深入地理解路面養(yǎng)護(hù)工作的內(nèi)涵。20世紀(jì)70年代后期，加拿大 安大略州開(kāi)展了路面管理系統(tǒng)研究項(xiàng)目，1980年Blum和Phan

15、g結(jié)合此項(xiàng)目正式提出了路面 預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的概念。這是最早的關(guān)于路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)概念的報(bào)導(dǎo)。為更深入地了解預(yù)防性養(yǎng) 護(hù)措施的使用性能，1987年SHRP計(jì)劃開(kāi)展了代號(hào)為SPS-3的柔性路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)試 驗(yàn)路研究項(xiàng)目，用以考察碎石封層、稀漿封層、封縫和薄層罩面措施的短期及長(zhǎng)期應(yīng)用效果。 進(jìn)入20世紀(jì)90年代，為應(yīng)對(duì)越來(lái)越沉重的養(yǎng)護(hù)壓力，美國(guó)的亞利桑那、加利福利亞、喬 治亞、密歇根、蒙大納和賓夕法尼亞等州也開(kāi)大量針對(duì)性較強(qiáng)的關(guān)于路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施應(yīng) 用技術(shù)的研究項(xiàng)目。隨著美國(guó)國(guó)會(huì)1991年、1995年和1997年三個(gè)法案的簽署，預(yù)防性養(yǎng) 護(hù)技術(shù)在路面養(yǎng)護(hù)工作中的重要地位得以最終確定。第三階段中，系統(tǒng)

16、性、可量化的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)決策理論得到了深入地研究。20世紀(jì) 90年代末，隨著大量預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施的應(yīng)用，公路管理部門迫切需要可量化的方法制定預(yù) 防性養(yǎng)護(hù)策略。2001年路面保護(hù)基金會(huì)將預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)的內(nèi)涵定義為：將最合適的措施， 在最合適的時(shí)間，應(yīng)用到最合適的位置上。此后，關(guān)于預(yù)防性養(yǎng)護(hù)策略理論的研究大多圍繞 這三個(gè)最合適開(kāi)展。2001年Gilbert Y.Baladi等對(duì)亞利桑那、蒙大納和賓夕法尼亞三州的預(yù) 防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)應(yīng)用情況進(jìn)行了總結(jié)，認(rèn)為花1美元用于路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，將會(huì)節(jié)省410美 元用于路面大修。2003年S.Labi等探討了預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)的短期和長(zhǎng)期效益理論分析方法。 2004年D.G.Peshkin等研究了養(yǎng)護(hù)措施的最佳應(yīng)用時(shí)機(jī)判斷方法。2006年亞利桑那州開(kāi)發(fā)了 融入預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)模塊的第二代路面管理系統(tǒng)。這些研究的開(kāi)展意味著人們對(duì)預(yù)防性養(yǎng)護(hù) 技術(shù)的認(rèn)識(shí)已由最初的感性層面上升到了深層次的理性層面。截至目前，國(guó)內(nèi)外仍有很多學(xué) 者對(duì)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)決策理論進(jìn)行著深入研