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【摘要】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。
【关键词】公路;预防性养护
1. 前言
1.1在20世纪的80年代,预防性养护作为一个完整的概念提出,是在路面结构的强度充足,仅仅表面功能衰减的情况下,为恢复路面表面服务功能而采取的一种养护性措施。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,养护费用可以均摊在各养护年度内,养护部门也可以有计划的调配资金。以下两种方式都可以看作是预防性养护:一是让良好的公路技术状况维持更长时间,延缓破坏,在不增加结构承载能力的前提下改善公路的技术状况;二是在适当的时间,将适用的措施,应用在适宜的路面上。预防性养护的核心思想是要求采用最佳成本效益的养护措施,强调养护管理的计划性。
1.2从对路面性能的影响来看,预防性养护有更大的优势。矫正性养护策略是等路面病害发展到了必须维修的状况后才采取的相应的技术措施。当需要进行路面矫正性养护时,路面已经处于较差的服务状况。而预防性养护是指当路面还处于良好的技术状况和使用功能时,就采取养护措施,从而延缓病害出现的时间。这种措施不但能获得更长的公路使用寿命,而且在路面使用寿命期间,始终能维持较好的公路服务水平,因而产生良好的经济和社会效益。
1.3从施工工艺上来讲,矫正性养护往往对路面进行翻修以恢复其使用功能,施工难度、规模都较大,费时费力,对交通的影响也较大,在某些地区进出往往只有一条主要公路,采取矫正性养护措施时造成的社会影响则更大。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——改性稀浆封层机,以较少的劳动力(每机配6人~8人),20分钟即可修复完2000m2以上的沥青路面,并且最短可在半小时以内开放交通,十分快速、方便。而且,由于路面始终处于良好的技术状况,减少了紧急养护的必要。
1.4就费用而言,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公路养护费用曾做过如下比较:(1)铺筑完沥青混凝土路面后,中间不做任何的维修与养护,通车20年后,进行路面翻修;(2)铺筑完沥青混凝土路面后,在通车10年后,做一次修补性养护,然后再做一次沥青混凝土罩面;(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,第一种方式的养护费用是第三种的163%,第二种方式为第三种方式的155%。采用预防性养护可以节约资金三分之二以上,因此,预防性养护是所有养护方式中最经济的。这也是今后公路养护工作的主要发展方向。
2. 目前辖区内预防性养护技术的发展现状
预防性养护与一定的公路发展水平与发展阶段相适应。进入二十一世纪以来,临朐县早期建设的干线公路不少已经进入大、中修阶段,且养护相关观念和技术的国际交流日益频繁,大型养护设备逐步引进,都促使公路养护,特别是干线公路养护进入了一个新的纷繁复杂的阶段。预防性养护观念和相关技术逐渐为广大公路工程技术人员所了解和接受,并取得了一定的实际效果。
2.1山东省预防性养护发展概况。
目前沥青路面的预养护措施有:稀浆封层、微表处、碎石封层、复合封层、THMO、灌缝或封缝、雾封层和沥青再生剂等。
山东省早在九十年代早期,就开始采用沥青洒布车洒布热沥青,然后人工抛洒预拌碎石进行碎石封层施工,其后,稀浆封层、同步碎石封层、灌缝等预防性养护技术广泛应用。从九十年代后期开始展开的科研包括:抗滑表层技术、路面施工养护专项技术及改性沥青应用技术、乳化沥青、稀浆封层等养护新技术,但由于养护经费的紧缺,预防性养护新技术的发展仍相对缓慢。近年来,随着技术种类的丰富和发展,基本的预防性养护技术体系基本形成。
2.2目前预防性养护技术的特点。
目前,广大公路养护管理和技术人员已广泛接受预防性养护的观念,相应的工程研究与应用也不断展开,并具有以下基本特点:
(1)预防性养护的概念除应用于公路路面养护工程外,在桥梁、路基等方面也有发展。
(2)公路路基路面的预防性养护,已逐步扩展到对路肩、边沟、绿化、排水设施等路面附属工程中。
(3)预防性养护技术与新技术、新工艺、新材料、新设备的推广应用相结合,可应用的预防性养护技术不断增多,系统的预防性养护综合方案逐步显现。
预防性养护技术从高速公路开始,逐步扩展应用到普通国省干线公路养护工作中,裂缝灌封、微表处、稀浆封层、铣刨加铺、薄层罩面等技术广泛应用。
2.3我国预防性养护发展总结。
对比国内外预防性养护发展历史与现状,可以发现:
(1)国内外预防性养护的发展过程、程度与速度等,在不同地区间都呈现出明显的差异性。
(2)总体上,国内预防性养护技术措施的应用种类要少于国外(美国为例),国内各地区间差异也很明显。
(3)预防性养护的资金和组织机制是预防性养护的基础,即使可用的相关技术种类少,也能一定程度上达到预防性养护目标。
(4)基于各地区不同的原始路况水平,预防性养护资金占投资总额比例虽有起伏,但投资绝对值在总体上是逐年增加的。
(5)多数情况下,预防性养护资金划拨仍混于养护资金总额中,受其他类型养护资金需求的影响较大,很少有专门的预防性养护资金计划,也没有长期的预防性养护投入规模控制。
(6)预防性养护投入增加,并实施一定时间后,路况的总体水平都有显著的提升,在预防性养护投资延续一定时间,路面总体路况趋于相对稳定后,需要的投资规模有可能也趋于稳定。
3. 本文研究的主要内容
(1)本文对临朐县干线公路现存病害进行了系统的调查分析后认为,临朐县干线公路沥青路面的破坏主要是由于水损坏引起的,而裂缝是产生水损坏的主要的起始原因。
在路面损坏原因分析的基础上,提出了提高干线公路施工质量措施,主要有:选择一个好的配合比,尽可能减少结合料用量;加强压实,尽量达到最好的压实度;保湿养生,以使结合料充分与水反应;养生结束后尽快铺筑面层。
(2)针对裂缝类病害产生的严重后果,通过对临朐县现在正在使用的几种裂缝处理工艺进行对比研究后,提出了适宜于临朐县干线公路裂缝类病害的预防性养护措施。
4. 研究的技术路线
本文主要通过现场调查统计,结合沥青路面损坏机理对病害产生原因进行详细分析,进而总结出主要的病害类型。病害调查主要采取现场徒步进行,并对病害部位进行取芯,以观察病害发展至何种程度。文中的数据主要来源于各公路站的统计数字。
在病害调查的基础上,本文通过详细的原因分析,总结出了临朐县干线公路的主要损坏型式。在此基础上,结合目前的施工工艺、设备、养护资金状况、正在应用的裂缝处置方式等,进而提出适宜于临朐县的裂缝类病害的预防性养护措施。
【关键词】公路;预防性养护
1. 前言
1.1在20世纪的80年代,预防性养护作为一个完整的概念提出,是在路面结构的强度充足,仅仅表面功能衰减的情况下,为恢复路面表面服务功能而采取的一种养护性措施。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,养护费用可以均摊在各养护年度内,养护部门也可以有计划的调配资金。以下两种方式都可以看作是预防性养护:一是让良好的公路技术状况维持更长时间,延缓破坏,在不增加结构承载能力的前提下改善公路的技术状况;二是在适当的时间,将适用的措施,应用在适宜的路面上。预防性养护的核心思想是要求采用最佳成本效益的养护措施,强调养护管理的计划性。
1.2从对路面性能的影响来看,预防性养护有更大的优势。矫正性养护策略是等路面病害发展到了必须维修的状况后才采取的相应的技术措施。当需要进行路面矫正性养护时,路面已经处于较差的服务状况。而预防性养护是指当路面还处于良好的技术状况和使用功能时,就采取养护措施,从而延缓病害出现的时间。这种措施不但能获得更长的公路使用寿命,而且在路面使用寿命期间,始终能维持较好的公路服务水平,因而产生良好的经济和社会效益。
1.3从施工工艺上来讲,矫正性养护往往对路面进行翻修以恢复其使用功能,施工难度、规模都较大,费时费力,对交通的影响也较大,在某些地区进出往往只有一条主要公路,采取矫正性养护措施时造成的社会影响则更大。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——改性稀浆封层机,以较少的劳动力(每机配6人~8人),20分钟即可修复完2000m2以上的沥青路面,并且最短可在半小时以内开放交通,十分快速、方便。而且,由于路面始终处于良好的技术状况,减少了紧急养护的必要。
1.4就费用而言,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公路养护费用曾做过如下比较:(1)铺筑完沥青混凝土路面后,中间不做任何的维修与养护,通车20年后,进行路面翻修;(2)铺筑完沥青混凝土路面后,在通车10年后,做一次修补性养护,然后再做一次沥青混凝土罩面;(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,第一种方式的养护费用是第三种的163%,第二种方式为第三种方式的155%。采用预防性养护可以节约资金三分之二以上,因此,预防性养护是所有养护方式中最经济的。这也是今后公路养护工作的主要发展方向。
2. 目前辖区内预防性养护技术的发展现状
预防性养护与一定的公路发展水平与发展阶段相适应。进入二十一世纪以来,临朐县早期建设的干线公路不少已经进入大、中修阶段,且养护相关观念和技术的国际交流日益频繁,大型养护设备逐步引进,都促使公路养护,特别是干线公路养护进入了一个新的纷繁复杂的阶段。预防性养护观念和相关技术逐渐为广大公路工程技术人员所了解和接受,并取得了一定的实际效果。
2.1山东省预防性养护发展概况。
目前沥青路面的预养护措施有:稀浆封层、微表处、碎石封层、复合封层、THMO、灌缝或封缝、雾封层和沥青再生剂等。
山东省早在九十年代早期,就开始采用沥青洒布车洒布热沥青,然后人工抛洒预拌碎石进行碎石封层施工,其后,稀浆封层、同步碎石封层、灌缝等预防性养护技术广泛应用。从九十年代后期开始展开的科研包括:抗滑表层技术、路面施工养护专项技术及改性沥青应用技术、乳化沥青、稀浆封层等养护新技术,但由于养护经费的紧缺,预防性养护新技术的发展仍相对缓慢。近年来,随着技术种类的丰富和发展,基本的预防性养护技术体系基本形成。
2.2目前预防性养护技术的特点。
目前,广大公路养护管理和技术人员已广泛接受预防性养护的观念,相应的工程研究与应用也不断展开,并具有以下基本特点:
(1)预防性养护的概念除应用于公路路面养护工程外,在桥梁、路基等方面也有发展。
(2)公路路基路面的预防性养护,已逐步扩展到对路肩、边沟、绿化、排水设施等路面附属工程中。
(3)预防性养护技术与新技术、新工艺、新材料、新设备的推广应用相结合,可应用的预防性养护技术不断增多,系统的预防性养护综合方案逐步显现。
预防性养护技术从高速公路开始,逐步扩展应用到普通国省干线公路养护工作中,裂缝灌封、微表处、稀浆封层、铣刨加铺、薄层罩面等技术广泛应用。
2.3我国预防性养护发展总结。
对比国内外预防性养护发展历史与现状,可以发现:
(1)国内外预防性养护的发展过程、程度与速度等,在不同地区间都呈现出明显的差异性。
(2)总体上,国内预防性养护技术措施的应用种类要少于国外(美国为例),国内各地区间差异也很明显。
(3)预防性养护的资金和组织机制是预防性养护的基础,即使可用的相关技术种类少,也能一定程度上达到预防性养护目标。
(4)基于各地区不同的原始路况水平,预防性养护资金占投资总额比例虽有起伏,但投资绝对值在总体上是逐年增加的。
(5)多数情况下,预防性养护资金划拨仍混于养护资金总额中,受其他类型养护资金需求的影响较大,很少有专门的预防性养护资金计划,也没有长期的预防性养护投入规模控制。
(6)预防性养护投入增加,并实施一定时间后,路况的总体水平都有显著的提升,在预防性养护投资延续一定时间,路面总体路况趋于相对稳定后,需要的投资规模有可能也趋于稳定。
3. 本文研究的主要内容
(1)本文对临朐县干线公路现存病害进行了系统的调查分析后认为,临朐县干线公路沥青路面的破坏主要是由于水损坏引起的,而裂缝是产生水损坏的主要的起始原因。
在路面损坏原因分析的基础上,提出了提高干线公路施工质量措施,主要有:选择一个好的配合比,尽可能减少结合料用量;加强压实,尽量达到最好的压实度;保湿养生,以使结合料充分与水反应;养生结束后尽快铺筑面层。
(2)针对裂缝类病害产生的严重后果,通过对临朐县现在正在使用的几种裂缝处理工艺进行对比研究后,提出了适宜于临朐县干线公路裂缝类病害的预防性养护措施。
4. 研究的技术路线
本文主要通过现场调查统计,结合沥青路面损坏机理对病害产生原因进行详细分析,进而总结出主要的病害类型。病害调查主要采取现场徒步进行,并对病害部位进行取芯,以观察病害发展至何种程度。文中的数据主要来源于各公路站的统计数字。
在病害调查的基础上,本文通过详细的原因分析,总结出了临朐县干线公路的主要损坏型式。在此基础上,结合目前的施工工艺、设备、养护资金状况、正在应用的裂缝处置方式等,进而提出适宜于临朐县的裂缝类病害的预防性养护措施。