高速公路沥青路面养护决策的优化分析

第一篇：高速公路沥青路面养护决策的优化分析

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高速公路沥青路面养护决策的优化分析 作者：刘红玲 李明

来源：《新农村》2011年第24期

【摘 要】 高速公路沥青路面养护有着重要的意义，因此要实施养护决策优化，此种优化分析在遵循一定原则的基础上选取最优化合理的方法。

【关键词】 沥青路面；养护决策；优化分析

养护决策优化重要重要意义。所谓最优是指系统定义目标的最大化(效益等)或最小化(费用等)。目标最大化或最小化的函数称为目标函数。整个决策优化过程可以是无约束的，也可以是在给定资金约束和(或)期望路况约束下进行的。所谓高速公路沥青路面养护决策优化是指利用相关优化理论和方法，在养护资金和(或)期望路况的约束下，合理分配养护资金，制定养护方案和计划，使有限的养护资金发挥其最大的经济效益。

一，养护决策优化方法选择的原则

1，目的性原则：目的性原则是指对养护决策优化方法的本质特征、结构及其构成要素的客观描述，应为养护决策优化目的服务，衡量养护决策优化方法是否合理有效的一个重要标准是看它是否满足了养护决策优化的目的。

2，科学性原则：养护决策优化方法的科学性是确保养护决策准确合理的基础。

3，适用性原则：所采取的养护措施应是适用的、简便的、易于理解的和可操作性的，能够满足相关技术要求和其路面使用性能。

4，经济性原则：即在满足技术要求的前提下，所选择的养护措施应更经济，更节约，能在有限的养护资金下获取最大的经济效益并满足相关技术和性能要求。

二，养护决策优化的方法分析

根据决策是否优化，高速公路路面养护决策的方法分为非优化决策方法和优化决策方法。非优化决策方法是高速公路养护管理者早期使用的决策方法，主要用于高速公路小规模路网的路面养护决策。常用的方法有决策树和排序法。优化决策方法主要是指利用数学规划优化方法和人工智能优化方法对高速公路路面养护决策进行优化后再进行决策的方法。目前常用的数学规划优化方法有线性规划、近似优化、动态规划和马尔可夫决策规划;人工智能优化方法有人工神经网络、模糊集理、遗传算法等。总体上说，路面养护决策优化方法有两大类:静态优化和动态优化。静态优化主要是线性规划;动态优化主要是动态规划方法。

1，线性规划：线性规划问题是目标函数和约束条件都是线性的最优化问题，即在一定条件下，合理安排人力物力等资源，使经济效果达到最好。决策变量、约束条件、目标函数是线性规划的三要素。

对于高速公路沥青路面养护决策问题，其决策变量形式是主要资金的分配问题、养护的时间问题和(或)人员与机械的分配问题等;其约束条件形式主要是资金的有限性、材料的有限性和(或)人员与机械的有限性等;其优化目标函数形式主要是路网效益最大、养护费用最小和(或)养护质量水平最高等。在各种约束条件构造相应的线性规划模型，通过相应的求解方法，求出其最有解。

求解线性规划问题的基本方法是单纯形法，现在己有单纯形法的标准软件，可在电子计算机上求解约束条件和决策变量数达10000个以上的线性规划问题。为了提高解题速度，又有改进单纯形法、对偶单纯形法、原始对偶方法、分解算法和各种多项式时间算法。对于只有两个变量的简单的线性规划问题，也可采用图解法求解。这种方法仅适用于只有两个变量的线性规划问题。它的特点是直观而易于理解，但实用价值不大。通过图解法求解可以理解线性规划的一些基本概念。

2，动态规划：动态规划是运筹学的一个分支，是解决多阶段决策过程最优化问题的一种方法。1951年，美国数学家贝尔曼(R.Bellman)提出了解决这类问题的“最优化原则”，1957年发表了他的名著《动态规划》，该书是动态规划方面的第一本著作。能够采用动态规划方法求解的问题必须满足最优化原理(无论过去的状态和决策如何，对前面的决策所形成的状态而言，余下的诸决策必须构成最优策略的性质)和无后效性原则(某一阶段的状态一旦确定，则此后过程的演变不再受此前各状态及决策的影响)。

对于动态规划的求解算法，并不像线性规划的单纯形法那样存在一种通用的算法，一般的求解思想主要有逆序解法和顺序解法两类，具体的求解方法比较多，有常规算法、函数逼近法、状态轮换迭代法、时段轮换迭代法、微分动态规划法等，近年来许多研究学者又提出了动态规划的改进算法、并行算法、分层解法等新方法。动态规划有着自身的优点和存在的问题。

1)优点：通过把问题化成一串彼此不相关，结构相似的最优化问题，而这些子问题的变量个数比原问题少的多，约束集合也简单的多，所以较易确定其全局最优解；目前有相当多的最优化问题，动态规划是求出全局最优解的唯一方法；由于子问题可用穷举法求其解，利用动态规划时，和一般分析方法相反，对状态变量和决策变量限制越多，子问题的搜索区域就越小，解起来就越容易；动态规划方法求出的不仅是对整个过程的某一特定状态的一个求解，而且是对所有后部子过程的所有可能出现状态的一族解；动态规划方法反映了过程逐段演变的前后联系，较之非线性规划，它与过程的实际特征联系得更紧密，因而在计算中可以更有效的利用实践的经验，这样能提高求解的效率。

2)缺点：到目前为止，还没有一个统一的标准模型可供使用。实际问题不同，其动态规划模型可能差异，虽然理论上说可以把其数学规划问题化为动态规划模型来求解，但是这种转化的过程对于复杂的数学规划问题将变得十分困难。

状态变量必须满足“无后效性”条件，只这是一个相当强的条件，不少实际问题在取自然特征作为状态变量时，往往是不能满足这个条件的，降低了动态规划的通用性。

参考文献

［1］毛洪录，高速公路养护管理发展对策探讨【J】，中外公路，2004，05

［2］程珊珊，专家系统在路面养护管理中的应用研究及展望【J】，公路交通科技，2005，06

第二篇：高速公路沥青路面病害分析及养护办法研究

高速公路沥青路面病害分析及养护办法研究

黄骅

廊坊市公路管理站，河北 廊坊 061100

摘要：众所周知，沥青路面具有光平坦，噪声低，对车轮的伤害度较小等优点，高速公路上面一般都采用沥青进行铺设。但是由于诸多原因导致沥青路面严重受损，本文就高速公路沥青路面病害的形成原因进行相应的分析，并给出相应的解决对策。

关键词：高速公路；沥青路面；病害分析；问题和对策

0 引言

沥青混泥土路面具有很多的优点，其中就包括路面平整、行车舒适、耐磨度高、养护维修简便、能够进行分期修建等，所以沥青混泥土路在生活中被广泛进行应用。在进行高速公路建设时，我国的很多高速公路都在采用沥青进行铺设。随着我国科学技术的迅猛发展，我国的交通运输量逐步增大，很多车辆不仅体积较大，而且在行驶过程中还出现超载的情况，使高速公路的路面受到重创。很多高速公路都面临着使用不到设计所定年限就发生病变损毁的情况，常常在使用 2-3 之后就因为受到重创而不能进行使用，因此对高速公路沥青路面病害的成因与防治对策进行分析，就当前公路建设与管理有着重要的作用。

1沥青路面病害存在的问题

1.1车辆超载和日常养护管理不严

就对柔性路面进行设计控制所采用的控制值还是弯沉值，使用年限则是随着常年的积累承载次数作为相应的指标，就承载量较大的重型车对路面所引起的结构强度没有得到详细的保证，在重型车的操作过程中对路面所能承载的极限并没有纳入考虑范畴，当重型车超负荷行驶就会给路面造成严重的创伤，导致路面出现开裂、坑洼下陷等局部状态，导致路面被损毁[1]。1.2气候变化引起的沥青路面病害

在夏季连续高温的情况下，就会导致路面出现车辙变形、拥包等情况。究其原因就是因为混合料的不断变化而造成的。就一般情况而论，矿料级的贡献率相对较高，反之沥青的就比较低。在严寒天气，进行沥青集料时容易把沥青膜破坏，这种方法会导致集料损伤。所以沥青的抗裂性就是直接取决于它的低温变形性能，沥青结合料的贡献度高达90%。这种话情况下的沥青混合料是最具坚硬的，收缩变形无法对混合料造成伤害，因为其贡献率相当低下。1.3排水设施排水不畅

如果高速公路位于多雨地区，由于夏季雨水相对频繁，我们就要对相应的排水设施进行较好的处理，这种做法可以有效的保证公路的使用寿命和性能不断增强，保证路面不受到雨水的侵袭。近些年来，公路建设的速度十分快，相对地质进行全面开挖，当公路路面铺设工作完成，往往就会因为资金不足的原因没能对排水系统进行相应的优化，所以只要雨水天气来临路面就会造成严重的积水情况，在由于重型车本就超载严重，就更是加剧路面破坏，当然还有就是高速公路中部的隔待排水问题，人们也没有加强重视度，排水系统设计的不合理，雨水就这样通过中部的分隔带渗入到路面内层，最终导致路面因为受到水的侵蚀而损坏。

2高速公路沥青路面病害防治对策 2.1加强反超限运输管理，并加强日常护理

近几年来，由于高速公路发展较为迅速，交通运输量也在不断增大。重型车辆超载的情况十分的严重，此种原因已经严重影响到公路的使用寿命。所以，就要求我们应该严格按照《公路法》、《超限运输车辆行驶公路管理规定》等来执行，加强对反超限运输管理的打击力度，在重要的位置设置关卡进行检查，对有不从者要采用强行卸载的方法进行执行，以免超载运输车对公路造成损毁，使公路的使用寿命得以不断增强[2]。把“预防为主、防治结合”的方针在现实中进行落实，加强对路面建设的研究，制定出科学规范的养护管理系统，对路况进行追踪检测，及时采取有效的措施进行防范，在使用过程中发现的问题要及时进行处理，以免造成不必要的麻烦，与此同时，要不断加强对路面病害处理对策进行研究，不断提高公路的使用寿命和路面养护质量。2.2在施工过程中注意温差

在《公路沥青路面施工技术规范》中，对沥青碾压的温度进行相应的规范，只有在温度适宜的情况下，对沥青混合料进行碾压才能保证其相应的切合度。事实上，这么做就是为了使沥青混合料的密度更加牢固，在碾压过程中能够保证它的压实性。当然，规范并没有对混合料的厚度、级配类型、性质和施工环境做明确的规定，在施工过程中需要根据相应的项目情况进行具体分析，标号不同的沥青当它的温度不同时粘度却有相应的吻合度，不同级配类型的混合料在进行施工时也要采取不同的方法进行施工。在不同的季节，其地质温度与气温有所区别，混合料的散热效率会受到明显的影响。从很大程度上来讲，沥青的粘度是在碾压过程中影响碾压难度高低的关键因素，所以，就应该针对沥青的粘度和温度采取有效的措施进行控制，就当前情况而言，改性沥青得到广泛的使用，由于沥青抗剥落剂的使用，使得里欧请的粘度和温度不断提高[3]。2.3增强结构排水

对于雨水较为丰富的地区应该引起我们的高度重视。要安装更多的排水设施，也可以在基层顶面设定相应的防水层，如果条件允许的话可以运用沥青碎石在中间层设定排水基层。与此同时，在路面上做好相应的排水设施，在路面较低的地方进行设定，这更有利于及时将路面的积水排出，又可以预防积水一直渗透冲刷到中间路面基层，就路面还应该掺加适量的抗剥落剂，这样可以加强沥青相互间的粘结度，使得路面层的水更加稳定的流出。2.4合理确定沥青路面结构，选择适合的材料

对沥青的路面结构进行有效的确认，沥青表面之所以会产生裂缝都是因为其自身的温度引起的，最好的沥青除延度大以外，其他方面的性能都是比较薄弱的，仔细的对矿料进行选择，将级配沥青的混合料与配置沥青的混合料进行对比，所配置出的沥青混料定是质量精良的，严格对沥青的使用量进行相应的控制，使沥青的质量得到较好的保障，这种方法对减少裂缝是相当有效的。2.5严格控制施工质量

不对施工质量进行严格的控制，就会造成很多损毁现象出现。进行沥青路面施工必须要按照相关规定进行操作，建立科学规范的质量体系，在进行路面施工时，要对所进行的每道工序进行严格的质量监控，使得路面建设达到相应的质量指标，然而要对质量进行落实就必须严格按照以下步骤进行操作：

① 严格对沥青的混合料搅拌质量进行控制，在搅拌过程中发现离析等相关的质量问题要及时进行解决，要对相应的试验频率进行加强，对搅拌过程中沥青混合料的各项指标进行有效的控制，必要时要对混合料进行单独的配置检测和设计。

②要使基层顶面具有相应的粗糙度。对相应的级配材料进行良好的配置，就混合料里面加入相应的粗骨料，使混合料里面具有相应的大粒集料；但要对其含水量进行相应的控制，要对碾压沥青的方法进行改进，避免湿度较大的状况出现，不能让水量蒸发之后基层顶面形成灰浆硬壳，在碾平之后不能掺入细料混合[4]。

③就透层和粘层两种油要合理的进行撒布。再开始铺设前，要保持工作界面绝对干净，结合多年的施工经验，透油层中如果有相应的慢型乳化沥青是最好用的。用沥青专用车进行撒布时，对车速和喷洒的厚度要保持相应的稳定，不能出现出凹凸不平的情形，当然也不能留有空白地带，还要撒布相应的石协和粗沙，这样能增加路面的粗糙度，再运用钢筒压路机进行相应的碾压，然后将多余的浮料刮走。

④ 提高面层摊铺质量。在进行混合料铺设的过程中，运输的过程不能有太大的间隔，就摊铺温度要控制在相应的范围之内，就铺设的混合料厚度要达到均匀的效果，进度控制在2m/min 左右，要对沥青混合料进行反复碾压，以免出现混合料缝隙较大的情况，没有碾压平整的地方不能进行补料，尤其是下面层的，基层经过雨水冲洗还未干的，不能开始摊铺工作，更不能淋着雨进行摊铺，要保证各方面接缝严密。结束语：

路面的早期损毁已经成为沥青路面的主要危害，政府和相关管理部门应该引起高度的重视，并根据相关原因对路面进行全面的设计，然后直到把原材料运输到施工现场，对相应的问题采取有效的措施进行预防和控制。与此同时，还要制定科学规范的质量管理体系，从管理部门到设计部门，从设计部门再到施工部门，都要进行有效的控制和落实。只有运用这样的方法才能从根本上减少沥青路面早期损毁情况的发生，使高速公路在建设质量方面得到显著性的提高，实现高速公路施工质量更上一层楼。本文就沥青路面病害存在的问题进行有效的分析，并由此给出相应的解决策略，希望能够给相关业内人士提供相应的参考数据。参考文献

[1]张栖慢.高速公路沥青路面的病害及其养护策略浅析[J].城市建设理论研究（电子版），2015（20）：3348-3349.[2]李浩，马任.关于高速公路沥青路面的松散和泛油病害研究[J].科技创新与应用，2013（33）：215.[3]杨通武.浅析高速公路沥青路面的养护施工[J].黑龙江交通科技，2013（5）：55.[4]杨卫国.高速公路沥青路面常见病害的防治与养护[J].交通世界（运输车辆），2013（12）：166-167.

第三篇：高速公路沥青路面预防性养护问题探讨

高速公路沥青路面预防性养护问题探讨

一、路面预防性养护

（一）路面预防性养护的概念

1．所谓路面预防性养护，即通过定期路况调查，及时发现路面轻微破损与病害迹象，分析研究其产生原因，对症采取保护性养护措施，防止微小病害进一步扩大，以减缓路面使用性能恶化速度，使路面始终处于良好的服务状态。高速公路实施路面预防性养护，能及时修复路面微小病害，防止水分侵入破坏路基，使路面整体结构始终得到保护，不致产生严重损伤，从而减少铣刨、翻修次数，大大节省大修费用，并延长路面使用寿命，保持路面良好的服务状态，所以研究开发高速公路路面预防性养护技术，实施路面预防性养护是我国高速公路发展的迫切需要。

2．预防性养护是那些带有保护路面和以减缓路面使用性能恶化速率为目的的重要技术措施，它可以延缓由于交通和环境荷载作用而引起的路面使用质量的下降，并延长使用周期。预防性养护分为初期保养、日常保养和预防性季节保养。

3．《沥青路面养护技术规范》明确规定，对沥青路面必须进行预防性、经常性和周期性养护，这是针对沥青路面的工程特点而提出的。沥青路面一般在开放交通后不久，就会出现不同程度的损坏，主要是路面使用性能上。如果这些轻微的初始损坏得不到及时有效的预防性养护和维修，就可能加剧荷载、水、温度等对路面的不利影响，导致路面损坏迅速扩展，路面状况恶化加剧，严重时将导致路面结构的破坏，极大缩短路面寿命，更增加了后期维修费用。因此，必须进行预防性养护，以控制损坏的进一步发展，维持路面服务性能，延长路面寿命。

（二）意义

1．预防性养护是针对道路尚未出现严重的破坏，一般是在道路投入5～7年后进行，其养护的目的是改善和恢复路面表面功能，防止病害的进一步恶化。国外的经验表明，采取有效的预防性养护措施不但可以提高道路的使用品质，而且还具有良好的经济效益，大大延长道路使用年限，可节约养护资金多达50％以上。

2．高速公路养护的目的是经常保持路况完好，维护高速公路的正常使用功能，消除使用中出现的病害、隐患，延长其使用寿命。如果公路缺养、失养，路况必然很快下降，道路通行就必然受阻。因此，必须高度重视养护工作。而在整个养护工作中，路面养护是高速公路养护工作的中心环节，路面养护质量是公路养护质量考核的首要对象，这是因为路面是直接承受行车荷载和自然因素作用的结构层，关系着行车是否安全、快速、经济和舒适。

目前我国已经建成的高速公路75%左右是半刚性基层高级沥青混凝土面层结构，在广东省这一比例更高达95%，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、行驶渠道化及水损坏等影响，路面发生了不同程度的早期损坏，导致养护任务艰巨。

3．另外，随着高速公路里程的增加和使用时间的延长必然会带来路面不断的损坏，养

护工程量将越来越大。可以预计今后一个时期，我国高速公路将由建设为主，转为建设与养护并举，并逐步以养护为主。

《公路养护技术规范》明确提出：公路养护工作必须贯彻“预防为主，防治结合”的方针，而现实是高速公路养护管理不足，对病害处理不及时，预防性养护处理不到位；加上交通量增长迅速、早期施工缺陷、温度变化、水的影响等，造成多数高速公路未到设计年限，路面已严重破坏。大修提前高速公路实施路面预防性养护，能及时修复路面微小病害，不致产生严重损伤，从而减少铣刨、翻修次数，节省大修费用，并延长路面使用寿命，保持路面良好的服务状态。所以研究开发高速公路沥青路面预防性养护技术与管理模式，实施路面预防性养护管理是我国高速公路发展的迫切需要。

二、高速路公路沥青路面破坏原因

（一）功能性破坏

1．局部裂缝一般是在路面使用3-5年后发生的，其表现多是细线状裂缝。引起局部裂缝的原因可归纳为基层和路基的压实度不均匀、施工质量控制不严格及局部材料质量等问题。

2．车辙是在道路横断面上由于车辆轮胎重复行使久而久之产生的一种路面沉陷现象，表现为沿行车带出现横向高差，主要是由于沥青混合料级配设计不合理，稳定性差或由于基层及面层施工时压实度不足，使轮迹带处的面层和基层材料在行车荷载反复作用下出现固结变形和侧向剪切位移引起。另外，重载和超载车辆过多也是产生车辙的重要原因。

3．桥头跳车现象发生在桥和涵洞等构造物与路面交接的部位，是由于材料压实不均匀而产生的与构造物间的高差所致。

4．波浪的主要原因是路面组成材料设计不合理或施工质量差，导致路面材料不足以抵抗车轮水平力的作用；在纵坡段，由于高温的原因也会出现这种病害。

5．沉陷主要是由路基压实度不足引起的，特别是在一些高填方和压实困难的半填半挖路段以及构造物两端出现。

6．松散和剥落松散主要出现在水损坏严重的路段上；如果沥青混合料中使用了中性或酸性石料，会造成集料与沥青之间的粘附性不足，在行车荷载的作用下，集料从路面剥落，使路面形成麻面，进而可能发展成为坑槽、松散等病害；施工时混合料离析也是产生剥落的原因之一。

7．坑槽是龟裂和松散等其他损坏进一步发展的结果。

（二）水破坏

水损害是我国高速公路沥青路面最严重的早期损坏原因之一。其破坏特征是：沥青表层泛油并伴有严重的推移变形和车辙变形，沥青中、下面层潮湿，并出现油-石分离、松散，多发生在重车交通量较大的行车道上。另据报道，我国从南方到北方，都出现过由于水损害引起的高速公路大面积早期破坏。出现的时间，有的竣工通车后不足一年或两年，时间短的只有几个月。直接和间接经济损失巨大，同时也造成了不良的社会影响。水破坏的数量和速度与公路沿线的降雨量大小有密切关系。在其他条件都相同的情况下，在我国南方多雨潮湿地区，沥青路面的水破坏要比半干旱地区（特别是干旱地区）沥青路面的水破坏在数量上多得多，在速度上快得多。

在较干旱地区和降水量不大的情况下，特别是沥青混凝土虽透水但透水性不大的情况下，这种冲刷、唧浆、坑洞可能是一个缓慢的过程。但在沥青混凝土的不均匀性和透水性均较大和基层质量又不好的情况下，即使在较干旱地区，一次降水也可能使半刚性路面产生唧浆和坑洞。

网裂、形变发展成坑洞的速度也与上述诸多因素有关。网裂、形变可能在随后的一、二个雨季中发展成坑洞，也可能过更长的时间才发展成坑洞。在南方多雨潮湿地区，沥青路面的这种唧浆、网裂、形变、坑洞和唧浆、坑洞的早期破坏现象更为严重。

三、高速公路沥青路面预防性养护

沥青路面预防性养护技术有：稀浆封层、沥再生、石屑封层、微表封层和热薄层罩面（包括开级配、密级配和间断级配）等。

（一）稀浆封层

1．稀浆封层技术最初产生于德国，20世纪80年代后期引入我国。它是指由一定级配的骨料、乳化剂、沥青、水和添加剂按一定配合比拌和成的稀浆混合料，及时、均匀地摊铺在路面上的薄层。经过十多年的实践证明，稀浆封层是一种较理想的筑、养路施工方法。它能够快速维修养护新、旧路面，治愈沥青路面早期出现的磨损、老化、裂缝、松散、坑槽等病害，提高路面的防水、抗滑、耐磨等功能，同时稀浆封层使用的沥青材料较少，施工工艺简单，且造价较热沥青低。

2．稀浆封层通常按封层的厚度分为Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型，相应的称为细封层、中封层、粗封层。细封层宜用于填封裂缝、填充空隙；中封层宜用于预防性的养护，以修补沥青面层的松散、开裂和老化，改善路面的抗滑能力，并可用于沥青路面或水泥混凝土路面的磨耗层或者稳定类基层的封层；粗封层可用于多层式封层的底层，并可用于面层，提高重交通量道路抗滑能力。

3．进行稀浆封层的配合比设计时，应根据道路及路面情况，明确采用稀浆封层的类型及预期达到的效果，并根据封层的结构与耐磨性确定集料品种及质量、规格及级配，选择适宜的改性剂、乳化剂、外加剂，并根据现场情况确定适宜的填料种类及用量。确定配合比应首先在室内进行试验，定出初步配合比，并以此作为施工机械计量控制的依据，但是现场的气温、材料、湿度等多种因素与室内试验条件不同，所以必须因时制宜，因地制宜，制定相应的调整措施，确定最终配合比。

（二）微表处

微表处是一种专门为高速公路、城市干线、机场道面等高等级路面表层设计的养护技术，它由聚合物改性乳化沥青、100%轧碎集料、矿物填料、水和必要的添加剂组成。要使用专用的摊铺设备，一次性完成摊铺，并可根据路面损坏程度进行一层或多层摊铺。当路面出现开裂、磨光、车辙、松散、老化等病害时，采用微表处能迅速提高路面平整、耐磨、防滑、防水等性能，使路面达到良好的状态。

微表处技术在国外主要用于预防性养护，而国内的微表处施工更多地被用于修补性路面养护中。修补性养护是公路出现病害后进行修补养护，这种养护方式常因为病害路面零星分散、线长、面广，造成施工繁琐、功效低、成本高。因此，在公路养护技术发展中，先进的国家普遍采用预防性养护技术，即根据路面中结合料沥青性能的变化的规律，经过一定年限行车后，在其将要出现但尚未出现病害（或严重病害）之前，便进行预防性养护，做到防患于未然，从而使沥青路面经常保持良好的服务状态。据报导，采用预防性养护技术，不仅在直接工程费用上可节省50%以上，而且它带来的社会效益将成倍增长。微表处养护技术的应用主要有如下几个方面：

1．作封水处理，处治路面水损害。水损害是高速公路路基路面破坏的主要因素，据有关部门调查显示，使用1年以上的高速公路，都不同程度地存在水破坏现象。主要是由于高速公路铺筑的不均匀性，路面总存在一些空隙率较大和自由水容易渗透的位置，再加上行车作用，从而出现一些随机分布的小坑洞等水破坏。采用微表处技术作防渗水处治后，可延缓和阻止病害的继续发展，防止路面病害进一步恶化，避免造成结构性破坏，维持路面的使用，推迟大修日期，有效延长路面使用寿命。

2．当出现了表面功能衰减、轻微车辙和不平整时，恢复路面服务功能。无论是在高速公路、城市道路上或在交通量大的交叉路口，微表处理技术都能以其特有的方式在一次摊铺中解决提高道路的抗滑能力、提高路面性能或封填网状裂纹等问题。微表处技术，可以在路面上形成比较密实、坚固的路面磨耗层，治疗路面早期病害，延长路面使用寿命，节约沥青材料和资金，提高养护质量。而且这项技术不同于以往的热沥青摊铺，路面能够在较短时间内达到正常使用功能，适用于城市一般道路、城市快速路和高速公路路面磨损后的修复。

3．用于桥面防水层、隧道内水泥路面罩面以及半刚性基层与沥青层的联结层等。

（三）沥再生

在沥青路面的养护中，多年来对路面病害多是采取挖弃旧面层重做新面层，在公路改造中多是采取挖弃或填埋。对挖取的废弃物沿线堆弃路边，既破坏环境又侵占粮田，尤其是高等级公路油路面层较厚，常需征用土地堆弃废料。破坏环境，侵占粮田，资源浪费，增大成本等矛盾更显突出。我们通过实际应用，深深体会到废旧沥青路面材料再生利用技术十分值得推广。

沥青路面在使用过程中，经受着行车和各种自然因素的作用，逐渐脆硬老化，其实是旧路面材料中的沥青结合料发生了老化。主要表现为针入度减小、软化点有所上升、延度降低。沥青材料不是单体，主要是由油分、胶质、沥青质等组成。在生产作业和使用一段时间后，沥青的化学组分及性质也随之改变，以致使沥青变硬，降低粘性而产生龟裂，松散病坏（除

路基和路面基层质量问题外）。通过掺入适量的再生剂在混合料中，经过加热拌合产生物理化学反应，使旧沥青恢复路用性能（必要时增加少量新沥青），达到路用技术要求后实现再生利用目的。

四、雾封层预防性养护技术

雾封层作为高速公路早期预防性养护最有效的方法，在2004年《第二届全国公路科技创新高层论坛》上，把它作为养护新技术，在全国推广。

1．当沥青路面正常使用几年后，路面开始出现轻微疲劳龟裂、损失细骨料的现象，并且其渗水性大大提高，路面水会经过裂缝或细骨料损伤处（露骨处）进入到沥青混合料中，这进一步加速了路面的损坏。在这时期，路面处于基本完好时期，如果在这一时期不进行及时处理，会导致网裂、龟裂、坑洞等路面破坏。如何对以上的这些缺陷进行处理，方法很多，如微表处、薄罩面等，都各有优缺点，但总结起来，在这一阶段，最有效的方法是“雾封层技术”即“FOG SEAL”，且它的费用非常低廉。

2．经雾封层后，由于所用材料流动性比较大，可渗入到骨料缝中去，可流入到裂缝中去，对路面“输血”，从而恢复路表沥青粘附力，填补微小裂缝和空隙，防止路表水下渗，将路面性能维持2~3年时间，推迟造价更高的养护工程，提高了道路的经济效益。雾封层一般用于轻度到中度细料损失或松散的道路，对于开级配混合料出现松散时，雾封层可有效解决。无论低交通量道路还是高交通量道路均可使用雾封层。

3．道路经雾封层后：可更新和保护旧氧化沥青路面；填补小型裂缝和表面空隙；使低温下的路面免受损害；加深沥青路面的颜色；加大沥青路面与标线的对比度；防止开级配路面的松散。

路面雾封层技术处理路面渗水。沥青路面的绝大多数病害都是由于水的原因造成的，有效地预防路面进水是非常必需的，而路面雾封层技术是一种很直接、有效和经济的预防性养护措施。简单地说就是利用专用雾封层洒布车在沥青面层上喷洒一层薄薄的、高渗透性改性乳化沥青，以形成一层严密的防水层将路面封闭，起到隔水防渗、保护路面功能的原理，最大限度的减少路面的水破坏，加大路面骨料间的粘结力，由此延长其使用寿命，从而节约养护资金。

五、结语

预防性养护在国内发展起步晚，尚未得到充分发展，“重建设、轻养护”的思想观念根深蒂固，因此向公路管理者及其他相关人员贯彻预防性养护理念成为道路养护工作者的首要任务之一。对于不同的路面，其破坏类型及原因各不相同，而各种养护措施的机理、工艺、应用范围及其所达到的效果各不相同，例如雾封层主要封堵细小裂缝及表面孔洞，也可改善路面的松散、轻微干裂，但会引起抗滑性能的下降；微表处可增加路面平整度、进行车辙填充、恢复路面抗滑能力，等等。因此，选择合适的处置措施至关重要，否则，既浪费了资金，又达不到预期的效果，甚至会引起其他问题的产生。

第四篇：高速公路沥青路面预防性养护

高速公路沥青路面预防性养护

摘要：高速公路的预防性养护对延长高速公路的使用寿命，减少后期维修费用有很重要的意义，高速公路的预防性养护在外国已得到了很好的发展，但在中国还处于刚刚起步的阶段。预防性养护具有养护时机合理、养护周期规律、预防性以及机械化程度高等特点，预防性养护的措施有很多，包括坑槽修补、灌缝、路表封层等。养护时机的选择是预防性养护决策的核心

关键字：预防性养护；发展；养护措施；养护时机

1．前言

近几年来，随着国民经济的高速发展，道路交通量日益增大，车辆大型化且严重超载，使公路路面面临严峻考验，许多高等级公路沥青路面建成后通车不久，便发生了沥青路面开裂、坑槽、松散、车辙等较为严重的早期病害。路面的破损对车辆行使速度、承载能力、机械磨损、燃油消耗、行车舒适、交通安全以及环境保护等造成了较大的影响，因此路面的维修养护就成为保证其服务质量和使用寿命的重要手段。高速公路养护可以分为两种：预防性养护和矫正性养护。我国现在大多数公路养护都属于矫正性养护，相当大比例的高速公路通车仅两三年就要进行修补，在前期没有舍得投入进行预防性养护是重要原因之一。研究表明，路面的使用性能不是直线下降的。在使用初期，其服务能力下降较缓慢，但当损坏状况超过某一限值时，路面的服务能力就开始急剧下降，病害急剧增多。若在此之前就采取预防性养护措施，则可及时阻止这种发展趋势，从而使路面始终维持较好的服务状况，可以有效地延长路面的寿命。由此，尽快建立预防性养护体系，开展预防性养护工作具有十分重要的意义。

2．高速公路的养护

高速公路是一种快速的、大交通量的运输系统，快速、安全、舒适、通畅是其基本要求，高速公路养护作业与一般低等级公路相比有以下特点：

（1）预防性

根据各地的不同季节的气温特点、水温条件、交通量和超载车辆的规律，按照“预防为主，防治结合”的原则，因地制宜，采取有效地技术措施，合理安排养护工作，做好预防性保养和修理，确保高速公路的安全通畅，并使高速公路的寿命得以延长，服务质量得以提高。

（2）经常性和周期性

高速公路的养护室一项长期的任务，每天、每月、每季都有不同的内容。春季要做好沥青路面裂缝的灌治，防治坑槽、松散、翻浆等病害的出现；夏季是路面养护施工的有利季节，即使处治各种病害，恢复路面性能等；秋季要抓紧完成养护工程任务，适时做好冬季病害的预防性保养和修理；冬季要做好防雪、防水、防滑，疏阻抢险及养护采备工作。

（3）复原性

复原性指经过养护维修后的路面应该完全恢复路面原有的使用性能，即其平整度、摩擦性能、承载能力、噪声等使用性能应满足高速公路快速。安全。舒适的基本要求，而不能因养护维修作业而有所下降。

（4）补强性

高速公路的养护维修作业还往往带有弥补原有路面强度不足的要求，这就是所谓的补强作用。补强不仅是增强原有路面的薄弱环节，而且还常常出于对延长路面的寿命以及满足日益增长的交通流量的考虑。

（5）时效性

所谓时效性是指高速公路养护维修作业时交通扰乱持续时间对经济效益的影响，尽可能减少对交通的干扰、减少养护作业时间，快速地准备好作业现场，在养护维修工作完成后快速撤离现场，恢复交通。

（6）安全性

高速公路的车流量大，车速高，在进行养护维修作业时通常只是封闭一个车道，在车辆继续运行的情况下必须确保养护操作人员以及来往车辆驾驶员的安全。

高速公路养护维修技术的发展正式围绕着如何更好地满足这些要求而展开的。

3．高速公路的预防性养护

3．1预防性养护概述

预防性养护是一种主动性的养护策略，是一种对公路周期性的强制保养措施，它根据路面的状况，有计划地采取预防性措施来对公路进行养护，它并不考虑公路是否有了某种损坏，是否已经到公路大中修的年限或者路面病害数量达到某一指标。预防性养护的最佳时机应开始在路面尚处于良好状况，或者是由某些病害预兆时进行。虽然预防性养护需要投入一些费用，但和公路一段时期的正常养护总成本相比，和公路大修改造一次性投入及公路使用寿命相比，它又是一种效益非常良好的养护措施。

高速公路有如下特点：

(1)具有全封闭或半封闭性，交通受到严格监管，交通量大、车速高，中断交通会带来巨大的经济损失和社会压力。

(2)路面病害一旦发生往往发展迅速，且常常给交通安全带来较大隐患。

(3)路面结构一旦破坏后，修复难度大、可逆性低、修复成本高，有时甚至超过工程建设成本。

作为高速公路应时刻保持良好的通车条件和行车安全性具有至关重要的意义，绝不允许公路病害发展到严重影响高速公路行车安全和通行能力的地步。因此，高速公路病害的预防和快速、及时维修工作十分重要。一定要把预防性养护作为高速公路养护重点，把病害消灭在萌芽状态确保安全畅通。

3．2预防性养护的发展情况

3．2．1国外发展情况

20世纪60年代，美国、加拿大等发达国家大规模的公路建设已经基本结束，公路部门的任务开始由公路的规划、设计、施工转移到如何管理和维护这些耗资巨大的公路设施上。路面作为公路基础设施的重要组成部分，由于直接受到交通荷载、自然环境等因素的影响，以及材料本身的老化，随着时间的推移会逐渐损坏。另外，近年来世界各国都普遍面临着路面养护资金不足的困境。因此，路面管理者急需提出合理的养护措施，并充分有效地利用有限的资源，使路面在一定时期内保持良好的性能。路面预防性养护就是在这种背景下产生的。加拿大在20年前就意识到了预防性养护的重要性，早在20世纪70年代晚期安大略省运输部就系统地应用预防性养护的观念实施了一个路面管理计划。80年代早期，渥太华的市政部门就意识到及时进行路面养护的重要性。美国在20世纪90年代初系统地提出路面预防性养护的概念。近年来，美国的公路管理部门，包括联邦公路管理局(FHWA)、路面维护机构(FP2:the Foundation of Pavement Preservation)和美国各州公路工作者协会(AASHTO)联合发起了实行路面预防性养护的策略。AASHTO在1999年对41个运输部门进行了调查，已有36个运输部门制定了路面预防性养护计划，所有运输部门都开始采用各种路面预防性养护措施。为了推动这项技术，AASHTO已经在6个方面资助了50个研究子课题。

3．2．2 国内发展情况

各国道路都已经向着建养并重的趋势发展，我国也不例外。我国《公路沥青路面养护技术规范》(JTJ073-2001)明确提出:公路养护工作必须贯彻“预防为主，防治结合”的方针，说明预防性养护已经得到了一定的重视。少数省份如河南、河北、江苏、山东、陕西等开始在这方面进行尝试。为了满足高速公路维修养护的需要，一些单位已经开始研发高分子聚合物改性沥青的稀浆封层。通过“八五”期间交通部重点新技术推广项目“乳化沥青稀浆封层成套技术”的研究和推广，稀浆封层技术有了一定的发展。河南省公路管理局、新乡市公路科技研究所和前西安公路交通大学合作，采用丁苯乳胶与CRS-1型慢裂快凝阳离子乳化剂混合再加上辅助剂制成改性乳化沥青，进行了改性稀浆封层施工。2003年8月，河北省衡水市在国道G307线武强县城北段完成了12 km同步碎石封层试验段，效果良好。经过封层后的路面使用状况大大改善，并且经过多次雨水冲刷，没有发生渗水现象。近年来，在沪嘉高速、沪宁高速、四川内宜高速等公路路面上进行了微表处施工。另外，目前国内已成功地开发出了一种专用于预防性养护的“沥青路面养护剂”，已在生产上推广使用。

4．沥青路面预防性养护内容和特点

4．1养护时机合理

沥青路面在其寿命周期内可分为3期:①建成投入使用开始，沥青逐渐被氧化、损耗;②沥青路面出现微小裂缝、小坑槽或脱皮现象;③路面出现较大面积裂缝，并贯通形成龟裂，最终出现结构问题。路面预防性养护是对高速公路路面采取的一种高标准的养方式，要求在路面尚处于良好状态时，即路面处于第1阶段时始，沥青逐渐被氧化、损耗;②沥青路面出现微小裂缝、小坑槽或脱皮现象;③路面出现较大面积裂缝，并贯通形成龟裂，最终出现结构问题。路面预防性养护是对高速公路路面采取的一种高标准的养护方式，要求在路面尚处于良好状态时，即路面处于第1阶段时开始采取保护性养护措施，把病害消灭在萌芽状态，使路面始终处于良好的服务状态。

4．2养护周期规律

预防性养护标准高，而路面使用性能随时间变化逐渐下降，因此必须周期性实施养护措施，即定期开展路况调查，采集路况数据，进行分析与评价，当路面使用性能降到预定标准时，及时实施养护策略，恢复路面服务功能，如此循环往复。一般高速公路要求每年进行一次路况检测，实施预防性养护可增加检测频率，特别是对日常巡查中发现病害的路段作专项检测与评价，根据分析、评价结果实施养护措施。因此，预防性养护具有明显的周期性，相对于另外2种路面养护类型，其周期短，即养护频率高。研究表明:沥青路面在一个寿命周期内实施6次以上全路面预防性养护，可取得良好的经济效果，同时保持路面较好的服务功能。

4．3预防性

对路面状况连续检测、评价3年后，获得一组连续数据，可以建立模型对路面使用性能各指标进行预测，对将来需要养护的路段及养护对策进行预测。通过路况的检测、评价与预测，适时对路面采取适宜的保护性养护措施，保护路面，预防各种病害的发生与发展。通过评价与预测，考虑未来交通量的增长，对出现病害或预测即将出现病害的路段针对病因采取有效措施，做到治本治标，以防微小病害发生与恶化。所以预防性养护属于主动养护，体现了“预防为主，防治结合”的养护原则。

4．4机械化程度高

路面预防性养护离不开先进的检测手段。先进的检测手段效率高，不仅能满足预防性养护的检侧频率，而且能保证检测数据的精度和科学性，处理数据、信息的能力也大大提高。很多发达国家都非常重视高速公路的检测效率和质量，已开发和应用集成检测技术，由1台专用车可完成路面状况的各项检测。另外，路面预防性养护宜采用机械化的施工方法，以

保证路面养护施工高效、优质、快速完成。

5．预防性养护措施

5．1灌缝

处置基本上是为了阻止水分进入现存的裂缝中，补缝和灌缝分别指处理几乎不活动的裂缝和正在温度及车轮荷载下发展的裂缝。由于路面结构采用的半刚性基层沥青路面结构，因而路面出现了不同程度的反射裂缝，为了防止雨水冲刷及在荷载作用下裂缝扩展，及时对裂缝进行灌缝。目前，国内常用的裂缝修补方法有:普通沥青灌缝、SBR改性乳化沥青灌缝、路面裂缝密封胶修补裂缝和压浆法修补裂缝。

5．2坑槽修补

针对路面出现的局部破坏如坑槽、松散等，常采用修补方法为:热补法和冷补法。采用就地热补的方法，过去通常的做法是将破坏区域的旧沥青混合料全部清除，然后再用新沥青混合料填补，这种修补方法可以保证修补质量，但大量的旧沥青混合料被废弃，造成了资源的极大浪费和环境污染。为了避免资料的浪费，国内不同省份进行了冷补材料的开发和应用

5．3路表封层

路表封层技术主要用于恢复路面功能性损坏和非失稳性车辙的处治。参考国内外经验，常用的路面封层技术包括:雾状封层、沥青表处、碎石封层、薄层热拌沥青混合料、超薄磨耗层、稀浆封层和微表处技术。各路表封层适用条件如下：

(1)雾状封层。

雾状封层的作用是封闭路面，阻止路面开裂松散，延缓路面老化，提供路面边缘与路肩的轮廓。雾状封层仅仅是在路表面喷洒不含集料稀释的乳化沥青。适用状况功能性:①中等的纵横向裂缝，块状裂缝；②表面松散、风化；③老化的沥青路面；④水侵入结构:没有改善路面结构仅仅是防止水分进入路面结构内部。施工可行性:需要乳化沥青的破乳时间，因此施工后要封闭2 h以便破乳。期望寿命: 1~2年，造价: 2.88~4.32元/m2。

(2)沥青表处。

沥青表处通过喷洒聚合物改性沥青填充空隙和裂缝;喷洒细集料或沙子;再喷洒聚合物改性沥青;最后使用胶轮压路机碾压。气候:适合各种气候环境，在高温干燥环境下最优。交通:在低等交通量下效果良好(日交通量<7 500)。适用状况功能性:①中度的纵横向裂缝，块状裂缝；②表面松散、风化(施工时应清除表面松散料)；③水侵入结构:没有改善路面结构，但是能暂时的封住低等的裂缝。施工可行性:路表面需要清洁，需要特别的铣刨设备。期望寿命: 1~3年，造价: 7.2~11.92元/m2。

(3)碎石封层。

碎石封层在路面喷洒乳化沥青后，洒布碎石石屑，用压路机将骨料嵌挤进原路面50~70%，效果与集料级配、最大粒径相关，可进行罩面及提高抗滑性能。双层可以获得很好的路用性能。交通:通过合适的设计与施工，碎石封层可以在重交通路面上表现优异，然而由于碎石易于松散，主要还是应用在中轻交通路面上。适用状况功能性:①低等的纵横向裂缝，块状裂缝；②表面松散、风化；③老化的沥青路面；④水损坏；⑤轻度不平整；⑥轻度唧浆；⑦抗滑能力降低施工可行性:路表面需要清洁，在温暖时间施工，碎石洒布要紧跟沥青洒布，碾压要紧跟碎石洒布，大概要封闭2 h才能开放交通。期望寿命: 4~7年，造价:单层7.1~8.64元/m2，双层10.56~11.92元/m2。

(4)薄层热拌沥青混合料。

薄层热拌沥青混合料铺设厚度19~38 mm的沥青混合料，密级配、开级配、SMA均可。薄层沥青虽作为功能层考虑，但仍然部分承担了车轮荷载的应力分布。适用状况功能性改善:①中轻度的纵横向裂缝，块状裂缝；②表面松散、风化(施工时应清除表面松散料)；③路面

不平整；④轻度唧浆；⑤抗滑能力降低路面使用性能；⑥抗车辙。施工可行性:路表面需要清洁，洒布粘层油提高与现有路面的粘结，薄层沥青散热快，需要规定最低碾压温度保证及时碾压。期望寿命: 7~10年，造价:密级配16.7~19.2元/m2，开级配12~13.5元/m2。

(5)超薄磨耗层。

超薄磨耗层由断级配、改性沥青组成的混合料所铺设的10~20 mm的HMA表层，可以有效填补裂缝，提高摩阻力，是一种新型的处理办法。气候:各种气候环境性能优异。交通:比其它养护措施更能承受高交通量及重载。适用状况功能性:①低等的纵横向裂缝，块状裂缝；②表面松散、风化；③路面不平整；④轻度唧浆；⑤抗滑能力降低。施工可行性:需要特别的摊铺设备及许可。期望寿命7~10年，造价: 24~28.72元/m2。

(6)稀浆封层。

稀浆封层通过将良好级配的集料(细砂和矿粉构成)和乳化沥青的构成的混合物，通过专用喷洒器喷洒在整个路面表面。对处理低等级的裂缝、路表防水、提高在64 km /h车速下的汽车抗滑能力有效，厚度通常小于10 mm。交通:适用交通量大，车辆荷载增加而破坏的公路，稀浆封层材料的特性(如集料质量、级配、乳化沥青含量)可以根据交通量状况调整。适用状况功能性:①低度的纵横向裂缝，块状裂缝；②表面松散、风化；③老化的沥青路面；④抗滑能力降低；⑤填补车辙带(车辙不严重)。施工可行性:路表面需要清洁，集料干净、有棱角、耐磨、级配良好、均一(100%破碎)，避开在高温天气施工(防止冲刷问题)，未破乳前不得开放交通，在允许最低温度下不得施工。期望寿命: 3~5年，造价: 6.72~9.12元/m2。

(7)微表处。

微表处使用聚合物改性乳化沥青、细集料、矿粉、水与稀浆封层采用的一样的添加剂。主要目的是阻止松散、路面老化、同时提高路面的抗滑性能。可以提高路面平整度，填补15 mm以内的车辙。适用状况功能性:①中度的纵横向裂缝，块状裂缝；②表面松散、风化；③老化的沥青路面；④轻度不平整；⑤中轻唧浆；⑥抗滑能力降低；⑦填补车辙(车辙已经稳定)。施工可行性:为防止流淌，应避免在高温时间施工，在寒冷地区铺设则有可能导致松散，不要在允许最低温度下施工。期望寿命: 4~7年，造价: 8.4~16元/m

25．4预防性养护最优时间的选择

预防性养护决策的核心在于养护时机的选择，这是达到预防性养护经济性目标的关键。而对给定的路面，选择的预防性养护技术措施相关的最优时间，使得养护成本最小而养护效果最好。在这里，可以应用寿命周期成本分析法，即“为了使用户所用的系统具有经济寿命周期成本，在系统的开发阶段将寿命周期成本作为设计的参数，而对系统进行彻底的分析比较后作出决策的方法”。在预防性养护决策分析中，特殊之处是分别将养护技术措施在寿命周期内不同时间实施作为比选方案，进行效益成本评价，得到寿命周期成本最低的方案，也即是与养护技术措施相关的最优时间。如果可行的养护技术措施不止1种，则将多种措施的最优时间作为比选方案，再次进行分析决策。

(1)确定寿命周期:对一般工程产品而言，寿命周期是指从研究开发、设计、建造、使用直到报废所经历的全部时间;对路面预防性养护而言，全生命周期则是指从高速公路从投入运营(养护周期开始的时间点)直到路面状况超出允许值、路面需要重新翻修(养护周期结束的时间点)的时间段。

(2)工程系统效率:工程系统效率SE是投入寿命命周期成本后所取得的效果或者说明任务完成到什么程度的指标。在路面预防性养护中，以路面质量指数PQI为总体评价指标，采用路面状况、行驶质量抗滑性能为单项分析指标，也可采用路面破损率(坏板率)、国际平整度指数IRI、横向力系数等直接指标进行分析。

(3)工程寿命周期成本:寿命周期成本LCC是系统在寿命周期内的总费用，广义上不仅包括资金意义上的成本，还包括环境成本(如技术措施导致的环境污染)、社会成本(如造成的使用者延误费用)。而在预防性养护寿命周期成本计算中，目前主要是指资金成本。具体计算中，对每一个比选方案，除了要计算预防性养护技术措施费用，还应预测预定分析期内可能采用的日常养护费用、路面达到应当翻修状态下所需的改建工程费用等。

(4)确定最优方案(时间)对一种技术措施来说，Topt就是实施预防性养护的最优时间，也可以说是最优，可以得到最大的效益比成本。如果有多种可行的技术措施，则需将各种技术措施在最优时间实施作为比选方案，再次计算CE，取CE最大值者为最优方案。

6．结语

预防性养护是解决矫正性养护形成的非良性循环的有效模式。有资料显示预防性养护可延长公路寿命达15年，养护费用降低45%。在发达国家的多年应用表明，预防性养护是理论基础坚实、决策体系科学、工作程序规范、技术措施先进、经济效益显著的高速公路养护模式。而我国公路管理部门对预防性养护的研究和应用刚刚起步，缺乏基础数据和实践经验，因此积极研究和推广预防性养护，在我国的高速公路养护管理中具有积极意义和重要价值。参考文献：

【1】 郭贵平，高等级公路养护技术与养护机械，人民交通出版社，2001

【2】 权戈冰，项琴，朱宏伟，沥青路面预防性养护的研究进展及趋势，交通标准化，2008

【3】JTJ 073.2-2001，公路沥青路面养护技术规范

【4】 李树斌，高速公路沥青路面预防性养护技术探讨，科技经济市场工程建筑，2008

【5】 陈园明，高速公路路面预防性养护探讨分析，黑龙江交通科技，2007

【6】 王开生，高速公路路面预防性养护技术，黑龙江交通科技，2008

【7】 冯培元，浅谈高速公路预防性养护，建筑与工程，2007

第五篇：高速公路沥青路面养护技术对策

高速公路沥青路面养护技术对策

摘 要:从高速公路沥青路面病害类型、原因分析入手,从养护技术和养护管理两方面对速公路沥青路面的养护管理工作进行了探讨,强调了预防性养护的重要性，路面养护对策选择是路面养护的关键技术之一,决定着养护措施选择的科学性和合理性。分析过程体现了寿命周期费用分析法的思想,并采用路面养护专家系统来辅助决策。最后针对主要的路面破损形式提出了路面养护的对策及建议提出了养护与维修的对策及建议，把现有预防性养护措施归结为裂缝填封、局部缺陷修补、表面封层和薄层罩面4类通过适用性分析总结形成了沥青路面预防性养护技术对策集合。

关键词:高速公路;沥青路面;养护技术;养护管理;预防性养护。

一 引言

随着我国高速公路的迅猛发展，各种养护技术也必须的跟上，高速公路沥青路面养护的目的：“经常保护公路公共设施的完好状态，及时恢复损坏部分，保障行车安全、舒适、畅通”。养护工作一般分为两种：预防性养护和修复性养护。预防性养护工作旨在保护路面并减小路面质量下降速度，修复性养护工作旨在修复特定的路面破坏或损坏区域。及时的预防性养护能延缓在交通与环境施加的荷载作用下路面损坏的时间。延迟养护与延期养护增加了缺陷数量、增大了严重程度，以致在改建时修补费用增加。不断地推迟养护与完善修复措施，缩短罩面与改建之间的时间间隔，因而显著增加路，预防性养护是一个系统工程，可以简单概括为:在适当的路段、合理的时机对路面采取经济有效的养护措施本文首先对现有常用预防性养护的措施进行分类，分析各种养护措施的技术特点、适用条件以及期望得到的使用寿命和经济效益等，最终形成概念清晰的预防性养护对策，制定路面预防性养护的决策框架，解决路段选定和养护措施的选择问题。

二 沥青路面典型病害记起原因

沥青路面的损坏所表现出的形态和特征是多种多样的，这是因为促使路面出现损坏的原因是多方面的。高速公路沥青路面损坏的形态、特征和因素，可将路面的损坏形式分为裂缝、变形、表面损坏三大类。

（1）裂缝：横向裂缝为路面中线近于垂直的裂缝。裂缝起初大多出现在路面两侧的硬路肩，逐渐发展而贯通全路幅。贯通裂缝沿路面大致呈均匀分布。横向裂缝通常不是由于荷载作用引起的，而是由于低温收缩或半刚性基层收缩产生的。冬季低温冻缩是诱发横向裂缝的重要因素。纵向裂缝为与路面中线大致平行的裂缝。大多出现在半填半挖路基或路面加宽处。其原因是由于压实度不够，高填方路段路基土滑移，路基或基层出现不均匀沉降而产生纵向裂缝。混合料摊铺时纵向施工搭接质量不好，也会出现纵向裂缝。

（2）车辙：即路面表面沿轮迹的纵向凹陷。车辙严重是高速公路病害不同于一般公路的一个显著特点。沥青路面上的车辙，除了影响行车舒适性外，还对交通安全有直接影响。

（3）松散：即集料和沥青逐渐脱开并散失。松散可出现在整个路面表面，但由于行车的作用，一般轮迹带处比较严重。产生松散的主要原因是由于混合料中沥青含量偏低。沥青与集料粘附性差，或是由于沥青的老化，水的浸入也是产生松散的主要原因。

（4）坑槽：即路面上出现的坑洞，是龟裂、松散等其它损坏进一步发展的结果。由于表面水从这些损坏处浸入，停留在基层表面上，在车载反复作用下动水冲刷基层的细料并逐渐形成灰浆，使沥青面层与基层脱开，灰浆被车载挤压，通过面层裂缝或面层混合料中的空隙挤到表面，使沥青面层产生网裂，一些碎裂的小块面层或基层材料被车轮带走而逐步形成坑洞，并不断的扩大。

（5）沉陷：即路面表面的局部不均匀凹陷。其产生的主要原因是由于路基土压实度不够，导致路面在横向和纵向产生不均匀沉陷和严重的纵向开裂，同时由于路基压实度差导致路基强度显著降低和路面承载能力不足而产生路面早期损坏现象。

（6）磨光：即路面在行车作用下集料棱角被磨成圆滑或平滑状。路面表面纹理丧失，路面抗滑能力下降。路面磨光，是由于路面抗滑层集料组成设计和采用集料抗磨性能差所造成。

三 高速公路沥青路面养护技术对策

根据病害、缺陷类型的不同和损害程度的大小,分析产生路面病害的原因,综合考虑各类沥青路面的使用周期及综合评价结果,确定采用不同的养护维修措施,具体分为:预防性养护、矫正性养护、路面大中修和路面改善。对沥青路面出现的裂缝、坑槽、松散、变形等常见病害应针对病害的产生原因，并根据路面的结构类型、维修季节气候条件等实际情况，采取相应的维修措施及时进行处治。高速公路沥青路面预防性养护措施包含了多种具体的养护技术，沥青路面预防性养护技术大体上归结为裂缝填封、局部缺陷修补、表面封层和薄层。破损类型 损坏程度 外观描述

裂 轻 初期龟裂、缝细、无散落、裂区无变形,块度20~50cm

龟裂 中 裂块明显,缝较宽,无或轻散落或轻度变形，块度大于20 cm

重 裂块破碎,缝宽,散落重、变形明显,块度小于20 cm

缝

不规则裂缝 轻 缝细,不散落或轻微散落,块度大(>100 cm)

重 缝宽,散落,块度小(50~100 cm)

类

纵裂 轻 缝壁无散落或轻微散落,无或少支缝,缝宽小于25 mm

重 缝壁散落重,支缝多,缝宽大于5 mm

型 横裂 轻 缝壁无散落或轻微散落,无或少支缝,缝宽小于25 mm

重 缝壁散落重,支缝多,缝宽大于5 mm

(1)以裂缝为主的沥青面层破坏。根据FWD检测结果来判断该路段没有丧失结构承载力 ,防止裂缝的进一步扩展,行车荷载、环境等因素在裂缝处会逐步引起路面结构承载能力的损失。而对于仅行车道产生裂缝现象处,有延伸扩展到超车道的趋势,这些路段有待进一步加强跟踪观测。另外,对路面裂缝严重处,建议可以先用优质的灌缝材料进行灌浆处理,再采用聚酯玻纤布贴缝或满铺,然后加铺一定厚度的薄层沥青混凝土罩面层。

对裂缝施工工艺要求有：a)对于小于13 mm宽的裂缝需使用一种装有碳钢切缝刀的 旋转式开槽机,尽可能按切割段的裂缝尺寸并对准中线切割出均匀的正、长方形凹槽。b)裂缝清理:待填裂缝切缝后,需采用高压气体喷射设备进行清理,该设备须配备能够有效清除空气中杂物的油滤,并可输出清洁干燥的、连续的、高容量的高气压气流的空气,每条裂缝周边和裂缝槽至少进行2遍高压喷气流清理。第1遍清除裂缝杂物时喷气棒嘴应把持在距离裂缝不少于5 cm的位置;第2遍距离可以较远些,以便清除裂缝中和裂缝周边的所有松散颗粒和杂物。c)裂缝填封:填封材料在清缝工序完成后应立即灌注,填封材料需在具有双层保温层,间接导热加热的锅炉内搅拌融化,该材料通过沥青泵输送出来,灌注在清理过的槽口内,灌注时要自下而上充分填满,应避免在填料下部产生气穴,每条裂缝的灌注工作是连续的。如出现未充分填封的裂缝须再次进行填封处理,如出现轻微龟裂可采用橡胶抹平板来摊铺填封材料,这些区域可在填封材料灌注完成后在表面撒沙子或细骨料。对于集网状裂缝、坑塘和车辙为一体,平整度下降的沥青面层破坏，应分台阶挖除病害范围内的沥青路面结构层或按一个车道挖除沥青路面层,检查路面基层的状况。若基层完好,在洒布封层后,铺筑8 cm AC-25 I粗粒式沥青混凝土下面层、6 cm AC-20 I中粒式沥青混凝土和4 cm AK-13 A沥青抗滑面层,恢复至路表面。

(2)以车辙为主的沥青面层变形的破坏。通常江苏省对高速公路车辙超10mm~15mm的路段进行养护维修。针对这种病害形式,目前京沪高速公路管理有限公司主要采取现场热再生处理后加铺新的表面层,或者微表处的修复方法。但是这两种方法修复车辙的效果不是很显著,在修复1~2年后,又出现新的路面病害。故除了应用这两种方法外,将研究应用一种新的车辙修补方法,即先用热沥青混合料填补车辙,再加铺超薄罩面层。超薄表面层沥青混合料对于修补车辙有很好的效果,具有重要应用前景。

（3）对于表面磨的破坏。沥青路面面封层材料可以是单独的沥青或其他封层剂，也可以是沥青与集料组成的混合料表面封层可以用来复原或延缓表层沥青材料的老化，防止集料的散失;恢复路面的抗滑能力，密封表面的微小裂缝，防止水渗入路面结构层，提高路面行车能力一目前常用的表面封层技术主要包括雾封层、稀浆封层、微表处和石屑封层等薄层沥青混凝土罩面是介于“传统磨耗层”与“厚表面处治”之间的一种处治技术法国是国际上采用薄层沥青混凝土路面的代表性国家，但是路网中约30%的道路使用薄层罩面养护，薄层罩面可以有效防止下渗水的破坏，有效地降低路面噪音，减少水雾，提高路面抗滑性能，在一定范围内校正表面缺陷，提高路面平整度薄层罩面结构分为表面磨耗层和豁结防水层2个部分表面抗滑磨耗层能够恢复路面的表面功能，提高路面的抗滑性能，改善路面的平整度。豁结防水层能够保证薄层罩面与原路面结合紧密，防止雨水下渗，适度延缓旧沥青路面反射裂缝的发展、随意性，技术上很难确定一个固定的养护周期，只能根据路面的实际状况随机安排养护计划，但是这些养护措施的实施却是发挥后期各类预防性养护措施作用的基础。把裂缝填封和局部缺陷修补定义为不确定性实施措施，把表面封层和薄层罩面定义为确定性实施措施。

四 高速公路沥青路面养护管理对策

1)及时养护。许多高速公路沥青路面经常出现一些小坑洞,特别是雨季过后,往往许多高速公路不及时补小洞,等到小洞变成大洞之后才补,造成养护资金的浪费。因此在养护管理时要加强日常巡视,及时进行日常性养护,并建立一套行之有效的高速公路沥青路面养护维修管理系统。

2)当沥青路面刚出现病害时,应及时考虑预防性养护,从而防止高速公路沥青路面加速损坏。许多高速公路沥青路面3~5 a就出现大中修,因此高速公路养护部门每年应根据路用品质将预防性养护作为一项重要的内容考虑,重视预防性养护,提高路用品质。

3)提高养护工程质量。养护工程质量太差,很多修补重铺沥青混凝土往往在使用不到1 a就重新出现了新病害。因此高速公路养护工程要采用正规的监理队伍和施工队伍,并加强现场质量管理,特别是原材料和配合比、现场摊铺、压实的质量控制。

4)加强超载治理。众所周知,超载重载运输对道路的损坏十分严重,是我国高速公路路面病害的“头号杀手”,但目前公安、公路管理部门对超载运输治理不力,许多查到了,也仅罚款了事,没有起到应有的效果。超载治理仍是我国高速公路养护管理工作长期而艰巨的工作。

5）路面养护对策的选择养护技术可分为三类:预防性养护、改正性养护和紧急养护。改正性养护是指在路面已经出现各种病害的时候采取的相应的养护措施,平时对泛油、较大的车辙、较宽的裂缝等进行的处治就属于改正性养护的范围。紧急养护是指在紧急情况下进行的养护。预防性养护主要是针对结构性较好的路面,防止路面病害的进一步恶化,减小各种路面病害对路面性能的影响,或者防止路面病害的发生。但是,基本上无助于路面结构承载能力的增强。当前,对使用中路面的养护、维修有多种不同的技术与方法可用,其处治范围也较广,涵盖了从局部处治到全路面处治的不同等级, 具体措施可见下表：

处理类型 裂缝处治类 表面处治类 其他

处理措施 裂缝填充

裂缝密封 雾封层

稀浆封层

微表处

碎石封层 薄层罩面等

五 结论

目前我国高速公路沥青路面养护正处于起步阶段,应加强路面养护管理,特别应重视预防性养护工作。结合我国的需要,尽快开发适合我国国情的路面养护专家决策系统,是公路养护领域的一大新课题,也是促进我国沥青路面养护朝着现代化方向发展的必由之路。对于沥青路面养护我们应该：

(1)把现有预防性养护措施归结为裂缝填封、局部缺陷修补、表面封层和薄层罩面4类。路面局部缺陷修补和裂缝填封的实施完全体现在日常养护活动中，没有固定的养护周期;表面封层和薄层罩面技术都有一定的计划性和周期性。

(2)根据各预防性养护措施的技术特点，总结形成了沥青路面预防性养护技术对策集合。随着养护技术的不断发展，养护决策集合应该是开放性的，需要不断更新和完善。

(3)所建立的路面预防性养护决策框架初步解决了预防性养护体系中路段的选定和预防性养护措施的选择问题，但给出的决策结果只是说明在某一年以前的所有时间都可以采取预防性养护，而确定最佳养护时机需要在此基础上建立相应的决策方法，参考文献:

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