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摘要：阐述了预防性养护的概念及实施预防性养护的预备工作和原则，并结合天津市高速公路近年来应用预防性养护技术进行路面早期病害防治的工程实例和效果进行了分析，初步显示了预防性养护技术实施的良好前景。
关键词：高速公路；预防性养护
Abstract: this paper describes the concept of the preventive maintenance and implement preventive maintenance of preparation work and principles, and combined with tianjin highway in recent years the preventive maintenance technology application in pavement early disease control engineering practice and the effect analysis, initial display the preventive maintenance technology of the implementation of the good prospects.
Keywords: highways; and Preventive maintenance
中圖分类号： U412.36+6 文献标识码：A文章编号：
0研究背景
目前天津市已建成高速公路里程近1000公里，其中绝大部分是半刚性基层沥青路面结构。这些高速公路建成后，受交通量迅速增长、车辆大型化、超载严重、行车渠道化及水损坏等因素影响，路面发生了不同程度的早期损坏。另外，高速公路里程的增加和运营时间的延长必然会带来路面的不断损坏，养护工程量也将越来越大。而路面是直接承受行车荷载和自然因素作用的结构层，路面养护是高速公路养护工作的中心环节，路面养护质量是高速公路养护质量考核的首要对象。
预防性养护是指在路面尚未出现严重病害或将要出现严重病害之前就进行的养护维修，一般是在道路投入使用5-7年后进行，其目的是改善和恢复路面表面功能，防止病害的进一步恶化。有关经验表明，采取有效的预防性养护措施不但可以延缓路面性能衰变速率、延长路面使用寿命、减少路面养护费用，而且社会和经济效益显著，可在养护周期内节约大量资金，获得最大的费效比。
1 实施预防性养护的预备工作和原则
1.1合理确定预防性养护的时机
预防性养护的关键在于养护时机的选择，高速公路预防性养护的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。一旦结构性损坏发生，预防性养护措施就不再是可行的选择。
1.2 全面调查和科学评价
重视和加强高速公路交通量观测和路况调查工作，实行信息化的动态治理，通过研究对比各项技术性能指标，科学分析技术状况的演变，制定周期性养护工程计划，提高养护科学决策水平和有限资金的使用效益。
1.3加强日常小修保养，及时采取中修措施
实施预防性养护应高度重视高速公路的日常小修保养，当路面出现疲劳、老化开裂和磨损等现象时，及时采取一些经济有效的中修措施也是非常必要的。
1.4制定适当的年度养护计划，合理控制大、中修的比例
按照全寿命周期理念，以路况服务水平为核心，科学制定年度计划，优先安排中修，鼓励预防性养护，合理控制大修或翻修改造项目，以实现养护发展的良性循环。
2预防性养护对策及实施情况
针对高速公路上经常出现的路面裂缝，表面局部松散、麻面、轻微网裂，大面积抗滑能力下降、轻微车辙等病害，天津市多家高速公路经营管理单位分别采用了灌缝、热再生、微表处、超薄磨耗层、雾封层等预防性养护技术，取得了较好的应用效果，由于篇幅所限本文仅将其中的若干种简介如下：
2.1灌缝技术
2.1.1灌缝材料
灌缝处理就是在路面出现裂缝时，及时将材料灌入到裂缝的深层，以防路表水通过裂缝下渗。传统的裂缝处理方法直接将重交石油沥青加热后灌入裂缝中，此法虽然可以防止雨水对路面基层的渗透，缓解裂缝进一步发展，但由于密封材料灌得不够深，且沥青材料与沥青混凝土粘结不好，在高温时会软化，易被车轮带走，很难达到持久的效果。通过反复研究，采用开槽压力灌缝处理方法，可将密封材料灌到裂缝的深层，灌缝效果较好，能较好的延长路面使用寿命。
根据天津市高速公路养护应用情况，灌缝材料可分为热补和冷补两种。其中热补可采用科来福温带型灌缝胶和鞍山森远改进型热带灌缝胶，前者要求加热至193℃，稠度大，凝固快，但无法加工形成表面封膜；后者要求加热至165℃，流淌性好，凝固后与沥青混凝土粘结性更强。冷补所用灌缝料多为ERA-C 和HR 路面再生剂，此两种材料渗透性好，可直接通过压力灌缝机灌入裂缝中，经较短的固化时间，即可开放交通。
2.1.2 工程实例及效果
京沪高速2009年4月局部路段路面出现裂缝，主要以横向温缩裂缝和轻度纵向裂缝为主，2009年11月对该路面裂缝采用克莱福灌封技术进行了处理，处理长度共计37623延米。
维修后，选取裂缝的“再次开裂率（%）”作为观测指标，以对灌缝处理的效果进行观测与评估，并选取若干典型路段进行观测，观测结果见表1。
表1京沪高速灌缝观测结果
观测指标 观测位置 观测时间 再次开裂率（%）
再次开裂的比例/％ 上海→北京（第二车道）K98+000～K99+000 2009年12月 0％
2010年3月 3％
2010年6月 8％
由上述跟踪观测结果可知，在灌缝后4个月时裂缝再次开裂率为3%，经灌缝处理的裂缝仅少量出现开裂，在灌缝后8个月时裂缝再次开裂率上升到8%，经灌缝处理的裂缝再次开裂的条数增加，主要是严重纵向裂缝裂缝宽度进一步发展引起，但灌缝后的裂缝位置未出现水损坏现象。这表明，此次裂缝灌封处理有效的预防了结构层以及基层的进一步破坏，延长了路面使用寿命，降低了路面养护成本。
2.2 热再生技术
热再生养护工艺是一种新的沥青路面修补技术，可以高质量、高效率修补多种病害，如坑槽、龟裂、车辙、拥包、网裂与沉陷、麻面与松散等。自2009年至今，我市多条高速广泛应用了热再生技术。
2.2.1施工工艺
首先由再生机的加热墙对沥青路面破损处进行间歇式加热，使旧沥青路面材料软化，并达到正常的摊铺工作温度，此时便可轻易将其耙松。然后喷撒适量的乳化沥青使旧料再生并重新加以利用，并根据路面破损程度适当补充新混合料并整平，用随机携带的手扶式振动压路机压实到所要求的密实度，此时立即便可恢复道路的正常使用状态。
与传统的挖补方法相比，现场热再生技术施工周期短，成本低，施工设备转场快，利用该技术进行预防性修补后的路面十分美观，几乎看不出修补的痕迹，且使用寿命较长。
2.2.2工程实例及效果
长深高速南段2009年对路面车辙深度在10mm左右的路段进行了热再生处理，再生深度为4～5cm，以消除路面车辙和破损。热再生处理的路段见表2所示。
表2长深高速热再生维修路段
序号 维修方向 起止桩号 车道位置 长度（m）
1 唐山→天津 137+492～139+010 超车道 1518
2 唐山→天津 139+601～140+400 行车道 779
合计 2297
热再生维修后，选取路面破损率和平均车辙深度作为观测指标，并将唐山→天津方向137+500～139+000超车道作为典型路段进行了跟踪观测，观测结果见表3 。
表3長深高速热再生跟踪观测结果
观测时间 路面破损率（%） 路面平均车辙深度（mm）
2009年10月 0 0.0
2009年11月 0.03 6.1
2010年5月 1.06 10.1
2010年11月 3.01 17.5
通过上述跟踪观测结果可知，该路段在2009年8月进行热再生处理后，路面良好，破损基本被消除，在维修后1年内，路面仅有少量裂缝且裂缝发展缓慢，截至2010年11月裂缝率平均值为3.01%，车辙平均深度为17.5mm，未出现任何路面水损坏现象。这表明，针对2009年长深高速南段路面轻微裂缝和车辙所采取的热再生处理使路面损坏得到有效修复，路面裂缝和车辙发展速度得到了一定程度的缓解，有效的延长了路面使用寿命，提高了道路的服务水平。
2.3微表处技术
微表处是以聚合物改性乳化沥青为粘结料的密级配快凝型冷拌沥青罩面层。其具有良好的防水、抗滑、耐磨和填充作用，可显著改善路面使用性能，延长路面使用寿命。其很适于处理路面早期出现的抗滑能力不足、轻微网裂、松散、麻面和车辙病害，避免病害的进一步发展，起到预防性养护和美化路面的作用。自2006年起，在天津地区的津沧高速、津晋高速、长深高速北段等广泛采用了该技术。
2.3.1微表处特点施工工艺
微表处不仅具有普通稀浆封层的优点，还做了以下几方面的改进：一是提高了材料的弹性和高低温性能；二是具有更好的抗磨耗性能和更高的早期强度；三是缩短了开放交通的时间。因而微表处适用于普通稀浆封层所不适用的高等级和重交通路面。
微表处主要施工流程为：施工准备（路面病害预处理、设备标定）→封闭交通→清扫路面→放样→摊铺机就位→摊铺→早期养护→开放交通。
2.3.2工程实例及效果。
2007年底津晋高速公路部分路段开始出现轻度裂缝。2008年5月对天津→塘沽K21+300～K20+100轻微裂缝路段进行了微表处处理。微表处的具体方案为：采用MS-3型，厚度为8～10mm左右，沥青采用改性乳化沥青，石料采用玄武岩，微表处前对局部破损处进行处理。
微表处维修后，选取“路面裂缝率（%）” 作为观测指标，并对前述该路段进行了跟踪观测，观测结果见表4 。
表4津晋高速微表处跟踪观测结果
观测区间 裂缝率（%），平均值
2008年5月 2008年12月 2009年6月 2009年10月
天津→塘沽
K21+300～K20+100段 0.0 0.1 0.4 0.6
通过上述跟踪观测结果可知，该路段在2008年5月进行微表处处理后，路面良好，裂缝基本被消除，在维修后1年半（2009年10月）后，路面仅有少量裂缝且发展缓慢，裂缝率平均值为0.6%，未出现任何路面水损坏现象。这表明，针对2008年津晋高速公路路面裂缝所采取的微表处处理使路面裂缝发展速度得到了一定程度的缓解，路面水损坏得到有效预防，并延长了路面使用寿命，提高了养护投资效益。
3结语
路面预防性养护对我国高速公路逐步由建设期转入养护期具有十分重要的意义，应坚持和逐步推广预防性养护的原则，不断加强养护工作的主动性、预见性和系统性，以实现路面寿命周期效益最大化的目标。
参考文献：
[1] JTG D50－2006公路沥青路面设计规范[S].
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：高速公路；预防性养护
Abstract: this paper describes the concept of the preventive maintenance and implement preventive maintenance of preparation work and principles, and combined with tianjin highway in recent years the preventive maintenance technology application in pavement early disease control engineering practice and the effect analysis, initial display the preventive maintenance technology of the implementation of the good prospects.
Keywords: highways; and Preventive maintenance
中圖分类号： U412.36+6 文献标识码：A文章编号：
0研究背景
目前天津市已建成高速公路里程近1000公里，其中绝大部分是半刚性基层沥青路面结构。这些高速公路建成后，受交通量迅速增长、车辆大型化、超载严重、行车渠道化及水损坏等因素影响，路面发生了不同程度的早期损坏。另外，高速公路里程的增加和运营时间的延长必然会带来路面的不断损坏，养护工程量也将越来越大。而路面是直接承受行车荷载和自然因素作用的结构层，路面养护是高速公路养护工作的中心环节，路面养护质量是高速公路养护质量考核的首要对象。
预防性养护是指在路面尚未出现严重病害或将要出现严重病害之前就进行的养护维修，一般是在道路投入使用5-7年后进行，其目的是改善和恢复路面表面功能，防止病害的进一步恶化。有关经验表明，采取有效的预防性养护措施不但可以延缓路面性能衰变速率、延长路面使用寿命、减少路面养护费用，而且社会和经济效益显著，可在养护周期内节约大量资金，获得最大的费效比。
1 实施预防性养护的预备工作和原则
1.1合理确定预防性养护的时机
预防性养护的关键在于养护时机的选择，高速公路预防性养护的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。一旦结构性损坏发生，预防性养护措施就不再是可行的选择。
1.2 全面调查和科学评价
重视和加强高速公路交通量观测和路况调查工作，实行信息化的动态治理，通过研究对比各项技术性能指标，科学分析技术状况的演变，制定周期性养护工程计划，提高养护科学决策水平和有限资金的使用效益。
1.3加强日常小修保养，及时采取中修措施
实施预防性养护应高度重视高速公路的日常小修保养，当路面出现疲劳、老化开裂和磨损等现象时，及时采取一些经济有效的中修措施也是非常必要的。
1.4制定适当的年度养护计划，合理控制大、中修的比例
按照全寿命周期理念，以路况服务水平为核心，科学制定年度计划，优先安排中修，鼓励预防性养护，合理控制大修或翻修改造项目，以实现养护发展的良性循环。
2预防性养护对策及实施情况
针对高速公路上经常出现的路面裂缝，表面局部松散、麻面、轻微网裂，大面积抗滑能力下降、轻微车辙等病害，天津市多家高速公路经营管理单位分别采用了灌缝、热再生、微表处、超薄磨耗层、雾封层等预防性养护技术，取得了较好的应用效果，由于篇幅所限本文仅将其中的若干种简介如下：
2.1灌缝技术
2.1.1灌缝材料
灌缝处理就是在路面出现裂缝时，及时将材料灌入到裂缝的深层，以防路表水通过裂缝下渗。传统的裂缝处理方法直接将重交石油沥青加热后灌入裂缝中，此法虽然可以防止雨水对路面基层的渗透，缓解裂缝进一步发展，但由于密封材料灌得不够深，且沥青材料与沥青混凝土粘结不好，在高温时会软化，易被车轮带走，很难达到持久的效果。通过反复研究，采用开槽压力灌缝处理方法，可将密封材料灌到裂缝的深层，灌缝效果较好，能较好的延长路面使用寿命。
根据天津市高速公路养护应用情况，灌缝材料可分为热补和冷补两种。其中热补可采用科来福温带型灌缝胶和鞍山森远改进型热带灌缝胶，前者要求加热至193℃，稠度大，凝固快，但无法加工形成表面封膜；后者要求加热至165℃，流淌性好，凝固后与沥青混凝土粘结性更强。冷补所用灌缝料多为ERA-C 和HR 路面再生剂，此两种材料渗透性好，可直接通过压力灌缝机灌入裂缝中，经较短的固化时间，即可开放交通。
2.1.2 工程实例及效果
京沪高速2009年4月局部路段路面出现裂缝，主要以横向温缩裂缝和轻度纵向裂缝为主，2009年11月对该路面裂缝采用克莱福灌封技术进行了处理，处理长度共计37623延米。
维修后，选取裂缝的“再次开裂率（%）”作为观测指标，以对灌缝处理的效果进行观测与评估，并选取若干典型路段进行观测，观测结果见表1。
表1京沪高速灌缝观测结果
观测指标 观测位置 观测时间 再次开裂率（%）
再次开裂的比例/％ 上海→北京（第二车道）K98+000～K99+000 2009年12月 0％
2010年3月 3％
2010年6月 8％
由上述跟踪观测结果可知，在灌缝后4个月时裂缝再次开裂率为3%，经灌缝处理的裂缝仅少量出现开裂，在灌缝后8个月时裂缝再次开裂率上升到8%，经灌缝处理的裂缝再次开裂的条数增加，主要是严重纵向裂缝裂缝宽度进一步发展引起，但灌缝后的裂缝位置未出现水损坏现象。这表明，此次裂缝灌封处理有效的预防了结构层以及基层的进一步破坏，延长了路面使用寿命，降低了路面养护成本。
2.2 热再生技术
热再生养护工艺是一种新的沥青路面修补技术，可以高质量、高效率修补多种病害，如坑槽、龟裂、车辙、拥包、网裂与沉陷、麻面与松散等。自2009年至今，我市多条高速广泛应用了热再生技术。
2.2.1施工工艺
首先由再生机的加热墙对沥青路面破损处进行间歇式加热，使旧沥青路面材料软化，并达到正常的摊铺工作温度，此时便可轻易将其耙松。然后喷撒适量的乳化沥青使旧料再生并重新加以利用，并根据路面破损程度适当补充新混合料并整平，用随机携带的手扶式振动压路机压实到所要求的密实度，此时立即便可恢复道路的正常使用状态。
与传统的挖补方法相比，现场热再生技术施工周期短，成本低，施工设备转场快，利用该技术进行预防性修补后的路面十分美观，几乎看不出修补的痕迹，且使用寿命较长。
2.2.2工程实例及效果
长深高速南段2009年对路面车辙深度在10mm左右的路段进行了热再生处理，再生深度为4～5cm，以消除路面车辙和破损。热再生处理的路段见表2所示。
表2长深高速热再生维修路段
序号 维修方向 起止桩号 车道位置 长度（m）
1 唐山→天津 137+492～139+010 超车道 1518
2 唐山→天津 139+601～140+400 行车道 779
合计 2297
热再生维修后，选取路面破损率和平均车辙深度作为观测指标，并将唐山→天津方向137+500～139+000超车道作为典型路段进行了跟踪观测，观测结果见表3 。
表3長深高速热再生跟踪观测结果
观测时间 路面破损率（%） 路面平均车辙深度（mm）
2009年10月 0 0.0
2009年11月 0.03 6.1
2010年5月 1.06 10.1
2010年11月 3.01 17.5
通过上述跟踪观测结果可知，该路段在2009年8月进行热再生处理后，路面良好，破损基本被消除，在维修后1年内，路面仅有少量裂缝且裂缝发展缓慢，截至2010年11月裂缝率平均值为3.01%，车辙平均深度为17.5mm，未出现任何路面水损坏现象。这表明，针对2009年长深高速南段路面轻微裂缝和车辙所采取的热再生处理使路面损坏得到有效修复，路面裂缝和车辙发展速度得到了一定程度的缓解，有效的延长了路面使用寿命，提高了道路的服务水平。
2.3微表处技术
微表处是以聚合物改性乳化沥青为粘结料的密级配快凝型冷拌沥青罩面层。其具有良好的防水、抗滑、耐磨和填充作用，可显著改善路面使用性能，延长路面使用寿命。其很适于处理路面早期出现的抗滑能力不足、轻微网裂、松散、麻面和车辙病害，避免病害的进一步发展，起到预防性养护和美化路面的作用。自2006年起，在天津地区的津沧高速、津晋高速、长深高速北段等广泛采用了该技术。
2.3.1微表处特点施工工艺
微表处不仅具有普通稀浆封层的优点，还做了以下几方面的改进：一是提高了材料的弹性和高低温性能；二是具有更好的抗磨耗性能和更高的早期强度；三是缩短了开放交通的时间。因而微表处适用于普通稀浆封层所不适用的高等级和重交通路面。
微表处主要施工流程为：施工准备（路面病害预处理、设备标定）→封闭交通→清扫路面→放样→摊铺机就位→摊铺→早期养护→开放交通。
2.3.2工程实例及效果。
2007年底津晋高速公路部分路段开始出现轻度裂缝。2008年5月对天津→塘沽K21+300～K20+100轻微裂缝路段进行了微表处处理。微表处的具体方案为：采用MS-3型，厚度为8～10mm左右，沥青采用改性乳化沥青，石料采用玄武岩，微表处前对局部破损处进行处理。
微表处维修后，选取“路面裂缝率（%）” 作为观测指标，并对前述该路段进行了跟踪观测，观测结果见表4 。
表4津晋高速微表处跟踪观测结果
观测区间 裂缝率（%），平均值
2008年5月 2008年12月 2009年6月 2009年10月
天津→塘沽
K21+300～K20+100段 0.0 0.1 0.4 0.6
通过上述跟踪观测结果可知，该路段在2008年5月进行微表处处理后，路面良好，裂缝基本被消除，在维修后1年半（2009年10月）后，路面仅有少量裂缝且发展缓慢，裂缝率平均值为0.6%，未出现任何路面水损坏现象。这表明，针对2008年津晋高速公路路面裂缝所采取的微表处处理使路面裂缝发展速度得到了一定程度的缓解，路面水损坏得到有效预防，并延长了路面使用寿命，提高了养护投资效益。
3结语
路面预防性养护对我国高速公路逐步由建设期转入养护期具有十分重要的意义，应坚持和逐步推广预防性养护的原则，不断加强养护工作的主动性、预见性和系统性，以实现路面寿命周期效益最大化的目标。
参考文献：
[1] JTG D50－2006公路沥青路面设计规范[S].
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。