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摘要:预防性养护是我国公路发展的必然方向,鉴于当年预防性养护方面的研究较少,给实践带来了不少的困难。所以,如何制定养护决策是当前急需解决的研究课题。本文对公路沥青路面、预防性养护决策评价准则、路面预防性养护技术的类别、公路沥青路面进行预防性养护的意义及路面预防性养护的决策进行了分析和探讨。
关键词:公路 沥青 路面 预防性养护
中图分类号:X734文献标识码: A
随着经济的发展,交通越来越方便,市民的出行越来越便捷,城市居民对交通的使用量也在不断增大,所以对路面养护的需要迫在眉睫,由于沥青路面经久耐用,所以被广泛的用于城市道路的建设中,传统的等损坏后再维修的处理手段既加大了成本,也增加的维修的难度,所以预防性的养护技术被有关部门越来越多的重视起来。
1 公路沥青路面预防性养护决策评价准则
1.1 路面的结构强度
根据《公路技术状况评定标准》里关于路面结构强度指数公式,我们可以很容易的得出,强度指数大于或等于 83 的,公路的等级为“良好”。与此同时,根据《公路沥青路面预防性养护技术规程》,高速公路的路面强度指数应该大于或等于 85。只有在这种情况下,才可以对沥青路面进行预防性养护。本文就是将路面强度指数定位在 85,以此来评价是否可以对公路进行预防性养护。
1.2 路面的抗滑性能
公路的抗滑能力如果小于 40 的话,就应该采取加铺罩面层等措施来增强路面的抗滑能力。这是由《公路沥青路面养护技术规范》明文规定的。通过对我国华东地区几条高速公路沥青路面的分析,我们得出了路面的抗滑性能和交通事故发生率之间的关系。如果路面的抗滑性能低于 45 时,下雨天出交通事故的可能性就会很大,成急剧上升的趋势。华东地区高速公路的沥青路面抗滑标准是 45,这是最小值。可以管控的范围是 45 - 58 之间。参考其他资料,通过相关的分析可以得出,路面抗滑能力应该维持在合理的范围里。一般情况下,就路面抗滑性管控在 50 上下是非常适宜的,既经济又合理。经过慎重的研究,我们认为路面抗滑性能若小于 42 的话,就可以对路面进行预测性养护。但对于数值在 42—48 之间时,这时应该采用的预养护应该是碎石封层和微表处的封层类养护措施。
1.3 车辙的深浅
试验说明,当地的表面积水到达 10 毫米,车的速度是每小时一百公里时,摩擦几乎就不存在了,摩擦系数都趋于零。这个时候其实已经发生着漂滑。在理论上进行分析的话,高速公路的车辙不应该超过 10毫米,这样使为了使安全行驶的车辆避免发生非常危险的漂滑现象。经过同济大学的研究人员与道路工程和汽车工程界的探讨分析,我们得出的结论是: 车辙深度应尽量为 10 毫米到 15 毫米之间。由于我国高速公路的交通运输量比较大,超载现象时常发生,所以,在综合了国内外车辙深度研究的基础上,得出,车辙深度应该在 12 毫米和 25 毫米之间。在这样的区间内,才可以进预防性养护。
1.4 裂缝率
在我国,公路的裂缝比较严重,无论是普通公路还是高速公路。但是,现行的规范里,并没有对此做一个明确的规定,以作为评价标准。现在依据《高速公路沥青路面预防性养护技术与应用》,并结合日本道路养护的规范,我们可以对路面的裂缝进行评价。路面现实的而服务能力主要是综合考虑了裂缝率、车辙的深度以及路面的平整程度。因为我国道路的裂缝比较厉害,因此,综合考虑到这样的实际情况,我们确定了: 当裂缝率大于 3. 5%时,路面就应该采用热拌沥青混凝土罩面养护的方法。当裂缝率在 1. 0%—3. 5%之间时,需要采取雾封层、稀浆封层、微表处等封层类预防性养护的方式。
1.5 国际平整度指数
美国的一份报告中规定,当平整度指数在每千米 1. 6 米和 2. 5 米之间时,路面就需要采取罩面或者封层的养护措施。根据国内的分裂标准,以及我国高速公路实际的养护状况,本文拟将国际平整度指数定位在每千米 2 米到 3. 5 米之间。在这个区间内,高速公路需要进行预防性的养护。
2 路面预防性养护技术的类别
高速公路的沥青路面预防性养护措施包含着多种类别。同时,每一种,类别都有自己独特的特点。根据目前比较常用的养护措施,可以将之分成四大类: 局部的修补、裂缝修补、表面封层以及罩面。
2.1 局部修补
路面的局部缺陷是由于施工不当或者设计不当造成的,如果不及时的进行修补,路面的破损程度就会变得更加的严重。对于局部修补,一般使用热拌沥青和冷拌沥青两种方式。热拌沥青的施工条件虽然比较苛刻,但效果较好; 冷拌沥青工艺简单,但是修补完成后使用的寿命比较短。
2.2 裂缝修补
沥青路面产生裂缝的话不仅影响公路的美观,而且还会使雨水进入沥青的下面,最终导致路面的承载能力下降,进而导致公路的使用寿命大大的缩短。通常情况下,沥青路面的裂缝都比较小,修补起来也比较容易。对于小裂缝,一般采取沥青结合料的方式进行修补。一般在4—5 月份进行效果最好。
2.3 表面封层
表面封层主要用来延缓沥青的老化。使得路面的抗滑能力得以恢复,延长道路的使用寿命。目前最为常用的表面封层技术主要分以下四种: 稀浆封层、雾封层、微表处和石屑封层。
2.4 罩面技术
罩面技术使一种处于“传统磨耗层”和“厚表面处置”之间的技术。在法国,30%的道路路面使用的是罩面技术。薄层罩面可以有效的防止地面水渗入沥青下面,降低路面的噪音并且减少水汽和雾,从而提高道路的抗滑性能。另外,使用薄层罩面还可以提高道路的平整度。罩面技术分为表面磨耗层和粘结防水层。前者可以提高路面的抗滑能力,增强平整度; 后者可以防止雨水等地上水的下渗,在一定程度上可以延缓道路路面的裂缝。
3 使用性能评价标准的建立
在我国,目前的情况下,还没有明确的公路预防性养护规范。所以,只能根据一些专家的研究成果,并结合我国的实际,总结出沥青路面的预防性养护标准。如下表所示:
4 公路沥青路面进行预防性养护的意义
4.1 减少对公路正常运行的妨碍
路面养护的后期,由于公路已经不能行车,需要对公路进行重新铺设。在施工中,必然会妨碍正常车辆的通行。而预防性养护则具有施工速度快、灵活简单的优点,可以在短时期内进行修复,不会对公路的正常运行造成干扰。
4.2 维持经济效益
预防性的养护可以提前评估路面的破损情况,并及时的采取措施防止路面进一步受损。这样在很大程度上大大节省了重新建设的资金,降低了公路养护的预算,收到了良好的经济效益。
4.3 尽量延长使用寿命
公路的修建是个大工程,所以在投入大量的资金后,如果放任它不管,会造成很大的资源浪费。而在道路的使用期内对沥青路面进行预防性养护,可以抑制破损的发展,尽量减少对公路进行大修的次数,延长公路的使用寿命。
5 路面预防性养护的决策分析
依据公路路面的实际情况,然后再根据预防性养护决策的评价标准,本文欲使用预防性养护决策的模型进行预防性养护的规划。公路沥青路面的预防性养护模型可以参照上文中第三部分的表格。在表格中,主要有强度指数、国际平整指数、车辙深浅、抗滑性能、裂缝率五个指标。这些指标的分类如下:第一指标: 结构强度指数( PSSI)第二指标: 国际平整指数( IRI)第三指标: 车辙深浅( RD)第四指标: 抗滑性能( SFC)第五指标: 裂缝率( CR)通过以上的分析,我们可以得出,抗滑性能和车辙深浅表示着在路面上行驶的安全性。而裂縫率和车辙深浅则表示着路面的破损程度有多大。
6 当前研究中遇到的难题
我国对于公路路面的预防性养护真正开始并得到重视是在 2004年之后。所以,当前多数养护性的措施主要停留在试验的阶段,同时,还很缺乏预防性养护使用性能的数据。因此,预防性养护还未普遍的应用于我国各级公路的养护中去。在这样的情况下,如果要计算预防性养护所产生的效益,难度是非常大的。
7 结语
本文简要的总结了各类不同的预防性养护措施,主要有局部修补、表面封层、裂缝修补、罩面技术。进而根据以往的研究成果,总结出了预防性养护决策的模型。这个模型和评价原则是一致的。最后介绍了预防性养护的决策以及在当前的研究中存在的难题。因此,本文的研究对于各个交通管理部门对沥青路面进行量化分析具有很重要的参考作用。另外,本研究可以为公路沥青路面的预防性养护决策提供理论上的依据,从而在实践上更具有指导性。
参考文献
[1]曾峰.沥青路面预防性养护决策方法的研究与技术应用[D].哈尔滨工业大学,2009.
[2]杨航.高速公路沥青路面预防性养护决策研究[J].交通标准化,2011( 21) .
[3]徐强.沥青路面预防性养护措施应用决策[J].筑路机械与施工机械化,2009( 02) .
关键词:公路 沥青 路面 预防性养护
中图分类号:X734文献标识码: A
随着经济的发展,交通越来越方便,市民的出行越来越便捷,城市居民对交通的使用量也在不断增大,所以对路面养护的需要迫在眉睫,由于沥青路面经久耐用,所以被广泛的用于城市道路的建设中,传统的等损坏后再维修的处理手段既加大了成本,也增加的维修的难度,所以预防性的养护技术被有关部门越来越多的重视起来。
1 公路沥青路面预防性养护决策评价准则
1.1 路面的结构强度
根据《公路技术状况评定标准》里关于路面结构强度指数公式,我们可以很容易的得出,强度指数大于或等于 83 的,公路的等级为“良好”。与此同时,根据《公路沥青路面预防性养护技术规程》,高速公路的路面强度指数应该大于或等于 85。只有在这种情况下,才可以对沥青路面进行预防性养护。本文就是将路面强度指数定位在 85,以此来评价是否可以对公路进行预防性养护。
1.2 路面的抗滑性能
公路的抗滑能力如果小于 40 的话,就应该采取加铺罩面层等措施来增强路面的抗滑能力。这是由《公路沥青路面养护技术规范》明文规定的。通过对我国华东地区几条高速公路沥青路面的分析,我们得出了路面的抗滑性能和交通事故发生率之间的关系。如果路面的抗滑性能低于 45 时,下雨天出交通事故的可能性就会很大,成急剧上升的趋势。华东地区高速公路的沥青路面抗滑标准是 45,这是最小值。可以管控的范围是 45 - 58 之间。参考其他资料,通过相关的分析可以得出,路面抗滑能力应该维持在合理的范围里。一般情况下,就路面抗滑性管控在 50 上下是非常适宜的,既经济又合理。经过慎重的研究,我们认为路面抗滑性能若小于 42 的话,就可以对路面进行预测性养护。但对于数值在 42—48 之间时,这时应该采用的预养护应该是碎石封层和微表处的封层类养护措施。
1.3 车辙的深浅
试验说明,当地的表面积水到达 10 毫米,车的速度是每小时一百公里时,摩擦几乎就不存在了,摩擦系数都趋于零。这个时候其实已经发生着漂滑。在理论上进行分析的话,高速公路的车辙不应该超过 10毫米,这样使为了使安全行驶的车辆避免发生非常危险的漂滑现象。经过同济大学的研究人员与道路工程和汽车工程界的探讨分析,我们得出的结论是: 车辙深度应尽量为 10 毫米到 15 毫米之间。由于我国高速公路的交通运输量比较大,超载现象时常发生,所以,在综合了国内外车辙深度研究的基础上,得出,车辙深度应该在 12 毫米和 25 毫米之间。在这样的区间内,才可以进预防性养护。
1.4 裂缝率
在我国,公路的裂缝比较严重,无论是普通公路还是高速公路。但是,现行的规范里,并没有对此做一个明确的规定,以作为评价标准。现在依据《高速公路沥青路面预防性养护技术与应用》,并结合日本道路养护的规范,我们可以对路面的裂缝进行评价。路面现实的而服务能力主要是综合考虑了裂缝率、车辙的深度以及路面的平整程度。因为我国道路的裂缝比较厉害,因此,综合考虑到这样的实际情况,我们确定了: 当裂缝率大于 3. 5%时,路面就应该采用热拌沥青混凝土罩面养护的方法。当裂缝率在 1. 0%—3. 5%之间时,需要采取雾封层、稀浆封层、微表处等封层类预防性养护的方式。
1.5 国际平整度指数
美国的一份报告中规定,当平整度指数在每千米 1. 6 米和 2. 5 米之间时,路面就需要采取罩面或者封层的养护措施。根据国内的分裂标准,以及我国高速公路实际的养护状况,本文拟将国际平整度指数定位在每千米 2 米到 3. 5 米之间。在这个区间内,高速公路需要进行预防性的养护。
2 路面预防性养护技术的类别
高速公路的沥青路面预防性养护措施包含着多种类别。同时,每一种,类别都有自己独特的特点。根据目前比较常用的养护措施,可以将之分成四大类: 局部的修补、裂缝修补、表面封层以及罩面。
2.1 局部修补
路面的局部缺陷是由于施工不当或者设计不当造成的,如果不及时的进行修补,路面的破损程度就会变得更加的严重。对于局部修补,一般使用热拌沥青和冷拌沥青两种方式。热拌沥青的施工条件虽然比较苛刻,但效果较好; 冷拌沥青工艺简单,但是修补完成后使用的寿命比较短。
2.2 裂缝修补
沥青路面产生裂缝的话不仅影响公路的美观,而且还会使雨水进入沥青的下面,最终导致路面的承载能力下降,进而导致公路的使用寿命大大的缩短。通常情况下,沥青路面的裂缝都比较小,修补起来也比较容易。对于小裂缝,一般采取沥青结合料的方式进行修补。一般在4—5 月份进行效果最好。
2.3 表面封层
表面封层主要用来延缓沥青的老化。使得路面的抗滑能力得以恢复,延长道路的使用寿命。目前最为常用的表面封层技术主要分以下四种: 稀浆封层、雾封层、微表处和石屑封层。
2.4 罩面技术
罩面技术使一种处于“传统磨耗层”和“厚表面处置”之间的技术。在法国,30%的道路路面使用的是罩面技术。薄层罩面可以有效的防止地面水渗入沥青下面,降低路面的噪音并且减少水汽和雾,从而提高道路的抗滑性能。另外,使用薄层罩面还可以提高道路的平整度。罩面技术分为表面磨耗层和粘结防水层。前者可以提高路面的抗滑能力,增强平整度; 后者可以防止雨水等地上水的下渗,在一定程度上可以延缓道路路面的裂缝。
3 使用性能评价标准的建立
在我国,目前的情况下,还没有明确的公路预防性养护规范。所以,只能根据一些专家的研究成果,并结合我国的实际,总结出沥青路面的预防性养护标准。如下表所示:
4 公路沥青路面进行预防性养护的意义
4.1 减少对公路正常运行的妨碍
路面养护的后期,由于公路已经不能行车,需要对公路进行重新铺设。在施工中,必然会妨碍正常车辆的通行。而预防性养护则具有施工速度快、灵活简单的优点,可以在短时期内进行修复,不会对公路的正常运行造成干扰。
4.2 维持经济效益
预防性的养护可以提前评估路面的破损情况,并及时的采取措施防止路面进一步受损。这样在很大程度上大大节省了重新建设的资金,降低了公路养护的预算,收到了良好的经济效益。
4.3 尽量延长使用寿命
公路的修建是个大工程,所以在投入大量的资金后,如果放任它不管,会造成很大的资源浪费。而在道路的使用期内对沥青路面进行预防性养护,可以抑制破损的发展,尽量减少对公路进行大修的次数,延长公路的使用寿命。
5 路面预防性养护的决策分析
依据公路路面的实际情况,然后再根据预防性养护决策的评价标准,本文欲使用预防性养护决策的模型进行预防性养护的规划。公路沥青路面的预防性养护模型可以参照上文中第三部分的表格。在表格中,主要有强度指数、国际平整指数、车辙深浅、抗滑性能、裂缝率五个指标。这些指标的分类如下:第一指标: 结构强度指数( PSSI)第二指标: 国际平整指数( IRI)第三指标: 车辙深浅( RD)第四指标: 抗滑性能( SFC)第五指标: 裂缝率( CR)通过以上的分析,我们可以得出,抗滑性能和车辙深浅表示着在路面上行驶的安全性。而裂縫率和车辙深浅则表示着路面的破损程度有多大。
6 当前研究中遇到的难题
我国对于公路路面的预防性养护真正开始并得到重视是在 2004年之后。所以,当前多数养护性的措施主要停留在试验的阶段,同时,还很缺乏预防性养护使用性能的数据。因此,预防性养护还未普遍的应用于我国各级公路的养护中去。在这样的情况下,如果要计算预防性养护所产生的效益,难度是非常大的。
7 结语
本文简要的总结了各类不同的预防性养护措施,主要有局部修补、表面封层、裂缝修补、罩面技术。进而根据以往的研究成果,总结出了预防性养护决策的模型。这个模型和评价原则是一致的。最后介绍了预防性养护的决策以及在当前的研究中存在的难题。因此,本文的研究对于各个交通管理部门对沥青路面进行量化分析具有很重要的参考作用。另外,本研究可以为公路沥青路面的预防性养护决策提供理论上的依据,从而在实践上更具有指导性。
参考文献
[1]曾峰.沥青路面预防性养护决策方法的研究与技术应用[D].哈尔滨工业大学,2009.
[2]杨航.高速公路沥青路面预防性养护决策研究[J].交通标准化,2011( 21) .
[3]徐强.沥青路面预防性养护措施应用决策[J].筑路机械与施工机械化,2009( 02) .