瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護時機的確定方法

瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護時機的確定方法研究摘要：瀝青路面面預(yù)防性養(yǎng)護護效益分析是是路面預(yù)養(yǎng)護護技術(shù)的核心心,是比選預(yù)養(yǎng)養(yǎng)護方案和確確定實施時機機的前提，同同時路面預(yù)防防性養(yǎng)護對維維持良好的路路面性能也具具有重要的意意義。預(yù)防性性養(yǎng)護的成功功與否及其效效益與進行預(yù)預(yù)防性養(yǎng)護的的時機密切相相關(guān),本文結(jié)合我我國公路養(yǎng)護護技術(shù)水平,從預(yù)防性養(yǎng)養(yǎng)護的作用出出發(fā),針對瀝青路路面早期損壞壞的特點，應(yīng)應(yīng)用壽命周期期費用法來確確定瀝青路面面養(yǎng)護的最佳佳時機，對瀝瀝青路面采取取稀漿封層技技術(shù)后，采用用預(yù)養(yǎng)護效益益分析中的效效益面積、效效益基線、效效益面積增量量等指標(biāo)進行行計算，最后后通過比較效效果費用比值值得出：當(dāng)路路面壽命為四四年時采取預(yù)預(yù)防性養(yǎng)護措措施的效果費費用比最大，此此時也為采取取稀漿封層作作為預(yù)防性養(yǎng)養(yǎng)護措施的最最佳養(yǎng)護時機機，因此應(yīng)在在第四年采用用稀漿封層措措施對路面進進行養(yǎng)護處理理。Abstracct:Aspphaltpavemmentpprevenntivemainttenanccebennefitanalyysisiistheecoreeoftthepaavemenntpree-consservattionttechnoology,,isttheprremiseeofCComparringaandseelectiingprre-connservaationplanandddetermmininggImpllementtationntimee,simmultanneousllypavvementtprevventivvemaiintenaanceiisalssoofgreattsignnificaanceoonpavvementtperfformannce.TThesuuccesssofpprevenntiveconseervatiionannditssbeneefitsisclloselyyrelaatedttotheeoccaasionofprreventtivemmainteenancee.Thiispapper,CCombinningttheleeveloofhigghwaymainttenanccetecchniquues,sstartiingfrromthherolleofpreveentiveemainntenannce,AAgainsstforrasphhaltppavemeentdaamagecharaacteriisticss,appplyingglifee-cycllecosstmetthodttodetterminnetheebestttimeeofaasphalltpavvementtmainntenannce,uutilizzingttheteechnollogytthatsslurryysealltottheassphalttpaveement,,usinngtheeEffeectiveeareaa,theebaseelineefficciencyy,theeIncreementaalofEffecctiveareaofprreventtivemmainteenanceebeneefitaanalyssisanndothherinndicattorsttocallculattetheeincrrementtalarrea,tthefiinalCConcluusionbycoompariingthheefffectffeesRRatio::Whenntheroadlifeisfoouryeears,theeeffecttfeessRatiioofpreveentiveeconsservattionmmeasurresissmaxiimum,thistimealsoisthhebessttimmeforrtakiingsllurrysealtoassphalttpaveementasprreventtivemmainteenanceemeassures,,sowweshoouldttakesslurryysealltoaasphalltpavvementtastthemeeasureestodealwiththeppavemeentinnthefourtthyeaar.關(guān)鍵詞：瀝青路路面；預(yù)防性性養(yǎng)護；養(yǎng)護護時機；壽命命周期Keywordd:AsphhaltPPavemeentPPrevenntiveMainteenanceeMainttenancceTimeLiifeCyycle0引言路面預(yù)防性養(yǎng)護護對維持良好好的路面性能能具有重要的的意義。為改改善路面使用用性能,延長路面使使用壽命,延遲昂貴的的路面大修和和重建,預(yù)防性養(yǎng)護護起到了重要要的作用。目目前,國內(nèi)外對預(yù)預(yù)防性養(yǎng)護時時機進行了多多方面的研究究,提出了一些些較實用的確確定方法,主要有:基于路況(PCI)或時間的方方法、行駛質(zhì)質(zhì)量指數(shù)和破破壞指數(shù)法、決決策樹法、排排序法、效益益費用評估法法、生命周期期評估法和基基于老化的方方法等。由于于路面使用性性能的影響因因素多,各指標(biāo)之間間存在內(nèi)在聯(lián)聯(lián)系,而且之間的的相互關(guān)系復(fù)復(fù)雜多變,使得上述各各種預(yù)防性養(yǎng)養(yǎng)護時機確定定方法,有時很難取取得令人滿意意的結(jié)果。預(yù)防性養(yǎng)護是一一種社會效益益和經(jīng)濟效益益均很好的養(yǎng)養(yǎng)護方法,其有效性和和經(jīng)濟性在很很大程度上取取決于采取預(yù)預(yù)防性養(yǎng)護措措施的時機。半半剛性基層瀝瀝青路面預(yù)防防性養(yǎng)護是一一項系統(tǒng)工程程,其核心是建建立一個有效效的決策系統(tǒng)統(tǒng),解決在一定定的路段、一一定的時間、采采取一定的養(yǎng)養(yǎng)護措施的瀝瀝青路面預(yù)防防性養(yǎng)護問題題。預(yù)防性養(yǎng)養(yǎng)護的經(jīng)濟性性和有效性在在很大程度上上取決于采取取預(yù)防性養(yǎng)護護措施的時機機,而對于預(yù)防防性養(yǎng)護時機機的確定,又是預(yù)防性性養(yǎng)護的重點點和難點。本本文針對瀝青青路面早期損損壞的特點，應(yīng)應(yīng)用壽命周期期費用法來確確定瀝青路面面養(yǎng)護的最佳佳時機，最后后通過比較效效果費用比值值得出：當(dāng)路路面壽命為四四年時采取預(yù)預(yù)防性養(yǎng)護措措施的效果費費用比最大，此此時也為采取取稀漿封層作作為預(yù)防性養(yǎng)養(yǎng)護措施的最最佳養(yǎng)護時機機。1瀝青路面預(yù)預(yù)防性養(yǎng)護時時機指標(biāo)預(yù)防性養(yǎng)護是指指在路面狀況況良好的情況況下,對現(xiàn)有道路路系統(tǒng)進行有有計劃的、基基于費用效益益分析的一種種養(yǎng)護策略,它在不提高高路面結(jié)構(gòu)承承載能力的前前提下,可有效延遲遲路面損壞,維持或改善善路面現(xiàn)有通通車條件,達到推遲路路面大修、延延長使用壽命命等目的。由由于路面使用用性能具有多多方面的屬性性，用單項指指標(biāo)難以對它它進行全面評評價。在路面面預(yù)防性養(yǎng)護護時機的確定定中,每個指標(biāo)所所起的作用是是不同的。1.1路面狀況況指數(shù)路面破損現(xiàn)象是是各種因素作作用于路面結(jié)結(jié)構(gòu)的結(jié)果,反映了路面面結(jié)構(gòu)的完整整性,也是衡量路路面服務(wù)潛力力的最重要因因素之一。在在目前大多路路面管理系統(tǒng)統(tǒng)中也將其作作為主要的路路面采集數(shù)據(jù)據(jù),因此,應(yīng)將路面狀狀況指數(shù)PCI作為確定預(yù)預(yù)防性養(yǎng)護實實施時機的路路面使用性能能評價指標(biāo)。1.2行駛質(zhì)量量指數(shù)路面的行駛質(zhì)量量采用行駛質(zhì)質(zhì)量指數(shù)(RQI)作為評價指指標(biāo),是反映路面面在行駛質(zhì)量量方面所提供供服務(wù)能力的的主要指標(biāo)。行行駛質(zhì)量指數(shù)數(shù)由國際平整整度指數(shù)(IRI)采用式(1)進行計算。從從路面狀況的的角度分析,影響路面行行駛質(zhì)量的主主要因素是路路面平整度,平整度是路路面行駛舒適適性、經(jīng)濟性性與安全性最最普通和最重重要的標(biāo)志。也也是路面管理理系統(tǒng)主要采采集的路面數(shù)數(shù)據(jù)。因此,平整度成為為度量路面使使用性能的一一項重要指標(biāo)標(biāo)。1.3抗滑系系數(shù)路面的一個重要要功能就是保保證使用者的的安全,而路面抗滑滑性能是影響響行車安全的的主要因素,當(dāng)路面的抗抗滑性能低于于某一限度時時,可通過經(jīng)濟濟、有效的預(yù)預(yù)防性養(yǎng)護措措施來恢復(fù)路路面的抗滑性性能,隨著人們對對安全的重視視程度提高,保證道路使使用者的安全全是至關(guān)重要要的工作。因因此,有必要將路路面的抗滑性性能作為確定定預(yù)防性養(yǎng)護護時機的一個個指標(biāo)。路面面抗滑性能一一般采用抗滑滑系數(shù)作為評評價指標(biāo),路面抗滑系系數(shù)以橫向力力系數(shù)(SFC)表示。1.4車轍車轍主要發(fā)生在在路面投入使使用的前期。車車轍的出現(xiàn)不不僅影響行車車的舒適性,也影響行車車的安全性。車車轍達到一定定深度后,車轍內(nèi)的積積水不容易排排除,一方面降低低路面的抗滑滑性能,容易引發(fā)交交通事故;另一方面積積水向下滲入入路面,如果不能及及時排除,在行車荷載載和凍融循環(huán)環(huán)的作用下,極易引發(fā)其其他病害的產(chǎn)產(chǎn)生?，F(xiàn)有養(yǎng)養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范范將車轍只作作為一種路面面破損形式,不足以反映映車轍對行駛駛舒適性和行行車安全性的的重要性。因因此,有必要將車車轍作為確定定預(yù)防性養(yǎng)護護時機的指標(biāo)標(biāo)之一。但作作為預(yù)防性養(yǎng)養(yǎng)護措施來處處理的車轍有有一定的深度度限制,當(dāng)超過這個個界限時,就不宜用預(yù)預(yù)防性養(yǎng)護措措施來處理了了。要確定路面預(yù)防防性養(yǎng)護的最最佳時機，首首先要選擇路路面使用性能能的評價指標(biāo)標(biāo)，而對瀝青青路面使用性性能的影響因因素不是單一一的，因為路路面使用性能能具有多方面面的屬性，本本文采用綜合合指數(shù)PQI來進行分析析。2瀝青路面預(yù)預(yù)防性養(yǎng)護時時機分析方法法2.1壽命周周期法隨著特重交通和和重交通道路路比例的增加加，半剛性瀝瀝青路面在沒沒有達到設(shè)計計年限便發(fā)生生結(jié)構(gòu)性破壞壞。在路面管管理系統(tǒng)經(jīng)濟濟分析中,一般認(rèn)為壽壽命周期費用用分析是比較較合理的經(jīng)濟濟分析方式。通通過壽命周期期分析方法，提提出半剛性瀝瀝青路面最合合適的養(yǎng)護時時機，使所需需養(yǎng)護維修費費用最少，為為道路使用者者提供良好的的通行環(huán)境。本本文針對瀝青青路面早期損損壞的特點，應(yīng)應(yīng)用壽命周期期費用法來確確定瀝青路面面養(yǎng)護的最佳佳時機。2.2預(yù)養(yǎng)護效效益的估算若已知表征路面面性能的指標(biāo)標(biāo),如路面平整整度指數(shù)IRI、橫向力系系數(shù)SFC、路面狀況況指數(shù)PCI等衰變規(guī)律,則指標(biāo)衰變變曲線與上下下效益基線圍圍成的面積稱稱之為該指標(biāo)標(biāo)的效益面積積。當(dāng)采用預(yù)預(yù)養(yǎng)護措施后后,效益面積的的增量稱之為為預(yù)養(yǎng)護效益益面積。效益益計算基線是是計算效益面面積的上下邊邊界,反映在效益益計算指標(biāo)和和時間關(guān)系圖圖上為平行于于時間軸的直直線。效益面積增量為為實施預(yù)防性性養(yǎng)護措施以以后的性能衰衰變曲線與未未采用預(yù)養(yǎng)措措施時的性能能曲線以及上上下效益基線線圍成的面積積。采取預(yù)防防性養(yǎng)護措施施后的效果，用用效益面積增增量與未采取取預(yù)養(yǎng)措施時時效益面積的的比值表示。最最佳預(yù)防性養(yǎng)養(yǎng)護時機是基基于效果費用用比得到的。最最佳時機就是是在費用最小小而效果最大大時，即效果果費用比額E/C最大時是最最佳的養(yǎng)護時時機。2.3預(yù)防性性養(yǎng)護措施稀漿封層是一項項較理想的路路面預(yù)防性養(yǎng)養(yǎng)護技術(shù)，能能減小原路面面的透水性，提提高摩擦系數(shù)數(shù)，適當(dāng)改善善平整度，有有施工快、造造價低、用途途廣、能耗低低、污染少等等優(yōu)點，并具具有施工簡單單、不中斷交交通、提高路路面質(zhì)量較快快的特點，經(jīng)經(jīng)多年的應(yīng)用用技術(shù)比較成成熟，不斷得得到發(fā)展。其其在養(yǎng)護工作作中起著極為為重要的作用用，也可以用用在白色路面面上直接取代代熱瀝青面料料做面層，施施工方法簡便便，可以有效效地提高道路路的使用壽命命，節(jié)省大量量的資金和能能源，明顯地地提高經(jīng)濟效效益和社會效效益。稀漿封層技術(shù)是是將稀漿混合合料均勻地攤攤鋪在待處理理的路面上，經(jīng)經(jīng)裹復(fù)、破乳乳、析水、蒸蒸發(fā)和固化等等過程與原路路面牢固地結(jié)結(jié)合在一起，形形成密實、堅堅固、耐磨和和道路表面封封層。能夠恢恢復(fù)路面的平平整度和抗滑滑性能，修復(fù)復(fù)輕微車轍，快快速封閉舊路路面的各種裂裂縫，防止雨雨水和雪水對對路基路面進進一步損壞，延延長道路的使使用壽命。但但稀漿封層對對于路基變形形較大、已嚴(yán)嚴(yán)重?fù)p壞的路路面則不宜使使用。本文應(yīng)應(yīng)用稀漿封層層技術(shù)對路面面進行預(yù)防性性養(yǎng)護措施。3預(yù)防性養(yǎng)護護時機的確定定應(yīng)用實例3.1預(yù)防性養(yǎng)養(yǎng)護衰變曲線線=1\*GB2⑴未預(yù)防性養(yǎng)護護措施衰變規(guī)規(guī)律用選取的權(quán)重指指標(biāo)計算得河河北省某道路路歷年的PQI值見表1：表1河北省某某路歷年P(guān)QI值Table11PQQIvallueoffarooadovverthheyeaarsinnHebeeiProvvince年份1999年2000年2001年2002年2003年P(guān)QI43.5165541.45439.5335537.9775535.385根據(jù)以上計算得得到的PQI值，用Exceel進行灰色模模型進行預(yù)測測，下列PQI數(shù)據(jù)為2003年隨后10年的預(yù)測值值，見表2：表2河北省某路路PQI預(yù)測值Table22PQIppredicctivevalueeofaaRoaddinHHebeiPProvinnce年份2004年2005年2006年2007年2008年P(guān)QI33.8570032.1824430.5971129.0973327.67744年份2009年2010年2011年2012年2013年P(guān)QI26.3332225.0607723.8560022.7154421.63511由上述數(shù)據(jù)，得得到該路面使使用性能衰變變曲線見圖1：圖1路面性性能衰變曲線線Figure1DDecaycurveeofppavemeentpeerformmance=2\*GB2⑵預(yù)防性養(yǎng)護措措施后衰變規(guī)規(guī)律預(yù)防性養(yǎng)護是應(yīng)應(yīng)用合適的措措施來延遲路路面的損壞，延延長路面的服服務(wù)壽命．河河北省道路應(yīng)應(yīng)用稀漿封層層措施后第3年、第4年、第5年的PQI變化情況見見表．根據(jù)調(diào)調(diào)查情況，用用灰色理論進進行預(yù)測，根根據(jù)預(yù)測值可可以得到實施施微表處措施施后路面性能能衰變規(guī)律，預(yù)預(yù)測值列表如如表3所示．表3應(yīng)用稀漿漿封層后PQI預(yù)測值Table33PQQIpreedictiivevaalueaafterappliicatioonofslurrryseaal應(yīng)用預(yù)養(yǎng)措施時時的路齡微表處后第n年年12345678340.4892239.8738.9405538.06637.1653336.2821135.4164434.57255438.9380038.33937.88637.0947736.5078835.8861135.2731134.66888536.5915536.0539935.28534.1023333.2345532.3244431.43966-根據(jù)以上預(yù)測值值，可以得到到實施稀漿封封層后的路面面衰變規(guī)律（見見圖2-4），據(jù)此可可以計算不同同預(yù)防性養(yǎng)護護實施時機的的效益面積。道道路用戶效益益可以用路面面性能曲線圍圍成的面積來來估計。如果果知道性能指指標(biāo)的衰變曲曲線，把衰變變曲線與上下下效益基線圍圍成的面積稱稱為該指標(biāo)的的效益面積。圖6.2路齡齡為3年時采取措措施Figure6.2takinggmeassureswhenRoadageiis3yyears圖6.3路齡為4年時采取措措施Figure6.3takinggmeassureswhenRoadageiis4yeears圖6.4路齡為5年時采取措措施Figure6.4takinggmeassureswhenRoadageiis5yeears3.3預(yù)防性養(yǎng)養(yǎng)護效益分析析當(dāng)采用預(yù)防性養(yǎng)養(yǎng)護措施以后后，效益面積積的增量稱為為預(yù)養(yǎng)護效益益面積。該路路應(yīng)用稀漿封封層技術(shù)養(yǎng)護護時的計算結(jié)結(jié)果如表4：表4效果費費用比Table44Coostefffectiivenesssrattio采取預(yù)養(yǎng)時間效果（%）費用（萬元/kkm）效益費用比（%%）第3年33.72543.7881.325第4年58.42423.3222.410第5年23.62724.1660.866由表可見，當(dāng)路路面壽命為當(dāng)當(dāng)路面壽命為為四年時采取取預(yù)防性養(yǎng)護護措施的效果果費用比最大大，此時為采采取稀漿封層層作為預(yù)防性性養(yǎng)護措施的的最佳養(yǎng)護時時機。因此應(yīng)應(yīng)在第四年采采用稀漿封層層措施對路面面進行養(yǎng)護處處理。4結(jié)論=1\*GB2⑴本文首先確定定了以經(jīng)濟分分析法為基礎(chǔ)礎(chǔ)的預(yù)防性養(yǎng)養(yǎng)護實時機的的壽命周期法法，并用結(jié)合合路面性能的的綜合評價指指標(biāo)PQI確定了前述述河北省路段段使用稀漿封封層技術(shù)時的的最佳養(yǎng)護時時機。=2\*GB2⑵本文通過比較較分析得到：：路面壽命為為當(dāng)路面壽命命為四年時采采取預(yù)防性養(yǎng)養(yǎng)護措施的效效果費用比最最大，此時為為采取稀漿封封層作為預(yù)防防性養(yǎng)護措施施的最佳養(yǎng)護護時機。因此此應(yīng)在第四年年采用稀漿封封層措施對路路面進行養(yǎng)護護處理。=3\*GB2⑶預(yù)防性養(yǎng)護最最佳時機決策策本質(zhì)上是經(jīng)經(jīng)濟決策和路路面服務(wù)功能能分析的結(jié)合合,體現(xiàn)了投資資和收益期望望的關(guān)系,以最少的資資金投入贏取取最佳的效益益回報,達到經(jīng)濟效效益與社會效效應(yīng)雙贏的目目的。最佳預(yù)預(yù)養(yǎng)護時間可可定義為一個個預(yù)養(yǎng)護對策策可產(chǎn)生最大大效益的實施施時間。=4\