申植元

摘要 高速公路服役過程中合理實施預(yù)養(yǎng)護(hù)，可顯著增強(qiáng)道路使用性能，延長運(yùn)營年限。為有效提升瀝青路面養(yǎng)護(hù)效果，保證公路安全穩(wěn)定運(yùn)營，科學(xué)選擇預(yù)養(yǎng)護(hù)措施尤為關(guān)鍵。鑒于此，文章針對瀝青混凝土路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施決策進(jìn)行綜合探究，介紹了預(yù)養(yǎng)護(hù)措施決策程序，從初選、成本分析及多因素評估等角度分析總結(jié)了瀝青路面預(yù)養(yǎng)護(hù)措施選定方法，并通過實際工程應(yīng)用，確定了最優(yōu)預(yù)養(yǎng)護(hù)方案，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)和社會效益，具有重要的參考價值。

關(guān)鍵詞 高速公路項目；瀝青混凝土路面；預(yù)防性養(yǎng)護(hù)；養(yǎng)護(hù)措施決策

中圖分類號 U418.6文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A文章編號 2096-8949（2024）08-0149-03

0 引言

公路項目預(yù)養(yǎng)護(hù)作為道路維護(hù)的重要手段，能顯著增強(qiáng)道路運(yùn)營能力，延長使用年限。預(yù)養(yǎng)護(hù)與普通大、中修不同，其主要是在公路正常服役期間實施的周期性養(yǎng)護(hù)措施，可有效提升道路維護(hù)成本效益，改善路面使用功能，保證車輛運(yùn)行安全性、舒適性[1]。道路開展預(yù)養(yǎng)護(hù)過程中，科學(xué)進(jìn)行預(yù)養(yǎng)措施決策是保證路面養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，降低養(yǎng)護(hù)成本的關(guān)鍵[2]。因此，為有效提升瀝青路面預(yù)養(yǎng)護(hù)決策水平，該文系統(tǒng)分析了預(yù)養(yǎng)護(hù)措施選用程序及具體方法，具有十分重要的意義。

1 瀝青路面預(yù)養(yǎng)護(hù)措施決策程序

基于以往公路項目預(yù)養(yǎng)護(hù)案例，并根據(jù)自身多年實踐經(jīng)驗，分析得到瀝青路面預(yù)養(yǎng)護(hù)措施決策基本程序，如圖1所示。

瀝青路面預(yù)養(yǎng)護(hù)措施決策程序：

（1）通過現(xiàn)場調(diào)查檢測全面了解道路病害情況，并對其技術(shù)狀況實施綜合評定，主要評定項目為PCI、RQI、SRI、RDI、PSSI等。根據(jù)路面技術(shù)狀況評定結(jié)果，判定路面是否需要實施預(yù)養(yǎng)護(hù)[3]。

（2）根據(jù)道路交通等級、技術(shù)狀況、病害情況、車流量等各方面條件，遴選出合適的瀝青路面預(yù)養(yǎng)護(hù)措施[4]。

（3）通過綜合成本分析法，對初選確定的全部預(yù)養(yǎng)方案實施成本比較分析，從而得到成本最優(yōu)預(yù)養(yǎng)護(hù)措施。

（4）綜合養(yǎng)護(hù)效果、路用性能、交通影響、環(huán)保、氣候、耐久性能等各方面條件，對預(yù)養(yǎng)護(hù)方案實施評價，進(jìn)而獲得更加可行的預(yù)養(yǎng)護(hù)措施。

2 預(yù)養(yǎng)護(hù)措施選定方法

2.1 初選階段

目前，常用的瀝青路面預(yù)養(yǎng)護(hù)方案較多，主要有罩面類、封層類及填縫類三種類型。其中，罩面類具體是指通過對瀝青摻和料實施加熱后均勻鋪設(shè)于舊路表面，形成厚度約4 cm的罩面層，從而起到保護(hù)舊路面的作用。封層類具體包含微表處、稀漿封層等[5]。而填縫類主要是采用防水性材料，對路面裂縫實施封閉處理，避免道路表面水體下滲對內(nèi)部結(jié)構(gòu)造成破壞[6]。

工程實踐中，針對瀝青路面存在的某一種質(zhì)量病害，可通過多種預(yù)養(yǎng)護(hù)方案進(jìn)行處理，并且某一養(yǎng)護(hù)方案可適用于多種質(zhì)量病害養(yǎng)護(hù)處理，因此實際養(yǎng)護(hù)施工時，應(yīng)根據(jù)道路病害情況、交通等級、車流量及路面技術(shù)狀況等各方面指標(biāo)綜合確定養(yǎng)護(hù)方案[7]。目前，對于不同病害類型具體預(yù)養(yǎng)護(hù)建議，見表1。

2.2 綜合成本分析

預(yù)養(yǎng)護(hù)方案選擇時，不僅應(yīng)最大限度保證養(yǎng)護(hù)效果，還應(yīng)充分考慮養(yǎng)護(hù)成本因素，在確定初選方案后，對各種養(yǎng)護(hù)方案成本進(jìn)行全面分析，從而獲得最優(yōu)預(yù)養(yǎng)方案。實際決策時，可結(jié)合瀝青路面運(yùn)營時間長短、道路使用功能改善情況、養(yǎng)護(hù)成本等各方面因素對養(yǎng)護(hù)措施實際效果實施評價，具體可采用路面平整度指標(biāo)IRI、破損指標(biāo)PCI、服務(wù)能力指標(biāo)PS等進(jìn)行評定，充分了解各項指標(biāo)變化情況，從而有效提升評價結(jié)果的準(zhǔn)確性。預(yù)養(yǎng)護(hù)措施服役期限是其綜合效益評價最有效的方式[8]。

道路全壽命周期內(nèi)涉及的費(fèi)用種類多種多樣，主要包含道路殘值、燃料費(fèi)用、保養(yǎng)費(fèi)用、建設(shè)費(fèi)用、預(yù)養(yǎng)護(hù)費(fèi)用及病害修復(fù)費(fèi)用等[9]。在進(jìn)行預(yù)養(yǎng)護(hù)方案成本評價時，其影響指標(biāo)較多，可實施性較低，并且無法有效反映預(yù)養(yǎng)護(hù)方案的應(yīng)用效果，同時，難以對各種養(yǎng)護(hù)方案間的成本偏差實施比較。預(yù)養(yǎng)護(hù)措施的根本目的在于提高路面使用性能，防止產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性病害，延長道路使用年限，其綜合成本形成干預(yù)養(yǎng)護(hù)施工過程中，因此除養(yǎng)護(hù)過程費(fèi)用外，其余階段產(chǎn)生的費(fèi)用均不考慮。此外，各種預(yù)養(yǎng)護(hù)措施所產(chǎn)生的費(fèi)用存在顯著不同，實際施工中應(yīng)引起重視[10]。

采用等效年度成本效益對各種預(yù)養(yǎng)方案實際成本實施評價，結(jié)合以往相關(guān)公路項目預(yù)養(yǎng)護(hù)案例，并根據(jù)瀝青路面實際技術(shù)狀況，合理選擇養(yǎng)護(hù)措施。以r值表征等效年度成本效益，其值為養(yǎng)護(hù)總成本C與可用時間t之比，表達(dá)式為：

（1）

2.3 多因素分析評估

結(jié)合公路工程瀝青路面具體狀況，對預(yù)養(yǎng)護(hù)方案實施初選及成本分析后，依舊有多種養(yǎng)護(hù)方案可供選擇，為確定出最優(yōu)養(yǎng)護(hù)方案，最大限度保證瀝青路面養(yǎng)護(hù)效果，可采取多因素分析評估方式對各種養(yǎng)護(hù)方案實施全方位評估，從而評選出1～2個最優(yōu)養(yǎng)護(hù)方案，并將其視為優(yōu)選措施。

瀝青路面預(yù)養(yǎng)護(hù)方案決策所需考慮的因素較多，主要包括道路自身因素及施工因素兩個方面，其中道路自身因素包含道路交通等級、路面病害情況、車流量、道路技術(shù)狀況、路用性能等；而施工因素則包括材料獲取難易程度、行車舒適度、視覺效果等。實際養(yǎng)護(hù)方案選擇時，由于地域、管養(yǎng)單位、氣候條件等各方面差異，所選用的預(yù)養(yǎng)護(hù)方案也各不相同，為防止各種因素影響預(yù)養(yǎng)方案決策準(zhǔn)確性。該文采用綜合評估系數(shù)k評價各因素與預(yù)養(yǎng)方案之間的相關(guān)性，其表達(dá)式如式（2）。通過公式（2）求得各種方案下的k值，以較高k值方案為優(yōu)選養(yǎng)護(hù)方案，k越大則表示此項因素與預(yù)養(yǎng)方案之間的相關(guān)性越大，表明確定的預(yù)養(yǎng)護(hù)方案更加可行。

（2）

式中，n——影響因子總數(shù)；Cij——i種預(yù)養(yǎng)方案，需結(jié)合各公路具體狀況科學(xué)選用，并應(yīng)根據(jù)第j個影響因子標(biāo)準(zhǔn)值綜合確定，同時，也可按照相關(guān)數(shù)據(jù)（見表2）確定其值標(biāo)準(zhǔn)；Wj——j影響因子權(quán)重，應(yīng)結(jié)合具體狀況合理選用或按照數(shù)據(jù)（見表3）進(jìn)行取值。

3 工程應(yīng)用分析

某高速公路項目路面形式采用瀝青路面，設(shè)計速度為120 km/h。該道路于2015年投入運(yùn)營，隨著道路服役年限的增加，瀝青路面產(chǎn)生了諸多病害。于2019年實施路面養(yǎng)護(hù)，通過對道路交通量、載重量調(diào)查統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，該高速公路車流量較大，且普遍存在超載現(xiàn)象，導(dǎo)致路面出現(xiàn)疲勞破壞。主要病害形式為路面開裂，局部位置存在坑槽、擁包、車轍現(xiàn)象，嚴(yán)重影響行車安全。根據(jù)該高速公路路面實際病害情況，其預(yù)養(yǎng)護(hù)方案決策方法如下：

（1）根據(jù)路面病害實際調(diào)查結(jié)果，并按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，科學(xué)選用預(yù)養(yǎng)護(hù)措施，滿足預(yù)養(yǎng)護(hù)條件的路面病害形式主要有縱裂、橫裂及龜裂等。

（2）該高速公路車流量達(dá)6 606 pcu/d，結(jié)合該公路具體狀況，并按照表1相關(guān)信息，科學(xué)實施預(yù)養(yǎng)方案初選。其中，對于路面裂縫規(guī)則、基層較為完整的部位，可采取封縫措施進(jìn)行養(yǎng)護(hù)處理；同時，對于路面裂縫產(chǎn)生支縫但道路表面未出現(xiàn)差異性沉降部位同樣適用。對于龜裂路段可通過薄層罩面、微表處等方案進(jìn)行處治。實際施工時，應(yīng)根據(jù)路面實際情況，合理選用養(yǎng)護(hù)方案。

（3）利用式（1）對各種預(yù)養(yǎng)方案綜合成本實施計算，詳細(xì)數(shù)據(jù)見表4。通過表4能夠看出，復(fù)合封層成本較高。

（4）對各種預(yù)養(yǎng)方案實施多因素評估，根據(jù)表2、表3相關(guān)數(shù)據(jù)信息，對各方案實施評估，最終得到微表處、復(fù)合封層、薄層罩面評定指標(biāo)依次為4.01、3.42、3.94，因此，微表處及薄層罩面效益較好。

（5）根據(jù)上述分析結(jié)果可知：微表處、薄層罩面方案符合實際施工要求，且該兩種方案成本較低，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益，為該高速公路瀝青路面最優(yōu)預(yù)養(yǎng)護(hù)方案。具體情況見表5。

4 結(jié)論

綜上所述，該文基于瀝青路面預(yù)養(yǎng)護(hù)措施決策程序，從初選、成本分析及多因素評估等角度分析總結(jié)了瀝青路面預(yù)養(yǎng)護(hù)措施選定方法，并通過實際工程應(yīng)用，確定了最優(yōu)預(yù)養(yǎng)護(hù)方案。具體結(jié)論如下：

（1）瀝青路面預(yù)養(yǎng)護(hù)方案決策時，應(yīng)通過路況勘查確定路面病害情況，并對其技術(shù)狀況實施綜合評定，判定是否需要實施預(yù)養(yǎng)護(hù)；根據(jù)道路交通等級、技術(shù)狀況、病害情況、車流量等各方面條件，遴選出合適的瀝青路面預(yù)養(yǎng)護(hù)措施；采取綜合成本分析法，對初選預(yù)養(yǎng)方案實施成本比較分析，從而得到成本最優(yōu)預(yù)養(yǎng)護(hù)措施。

（2）不同地區(qū)需根據(jù)道路實際運(yùn)營狀況強(qiáng)化質(zhì)量檢測，根據(jù)檢測結(jié)果對瀝青路面實施綜合評價，了解病害形式及嚴(yán)重程度，并采取合適的預(yù)養(yǎng)措施進(jìn)行養(yǎng)護(hù)處理，結(jié)合具體養(yǎng)護(hù)效果對該區(qū)域道路預(yù)養(yǎng)護(hù)方案決策效果實施優(yōu)化總結(jié)，從而有效提升預(yù)養(yǎng)護(hù)措施決策水平，保證道路養(yǎng)護(hù)質(zhì)量。

（3）預(yù)養(yǎng)護(hù)方案決策是一項綜合性工作，具有較強(qiáng)的專業(yè)性，實際施工時應(yīng)綜合多方面因素合理選擇養(yǎng)護(hù)方案，并根據(jù)以往實踐經(jīng)驗實施合理優(yōu)化，以有效提升路面養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，延長運(yùn)營年限，提高路面養(yǎng)護(hù)綜合效益。

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