摘要：预防性养护是一种社会效益和经济效益均很好的养护方法，其有效性和经济性在很大程度上取决于采取预防性养护措施的时机。本文对预防性养护时机进行了多方面的研究，提出了一些较实用的确定方法。
关键词：沥青路面；预防性养护；养护时机
一、分析周期的选择
未实施预防性养护措施的情况下，不同的性能指标评价得到的路面期望寿命是不同的。这一寿命的确定是由性能评价指标曲线与效益基线的交点确定的。假定预防性养护的效益来源于所采取的措施对路面性能指标的改进值。例如，假设由粗糙度指数、摩擦系数、裂缝率确定的路面服务寿命分别为15a，14a，17a，本文选择14a作为未采取预防性养护措施总的服务寿命。
预防性养护效益是通过所选取的路面性能评价指标变化趋势计算得到的。不同的性能指标在同一时间采取同一种预防性养护措施得到的寿命周期是不同的。对选取多个评价指标应用同一种养护措施的情况，为了消除年限的影响，可以规定在一个相同的期限（即分析期）内进行效益费用分析。本文选取的综合评价指标PQI，其衰变曲线与最低可接受水平的交点所确定的时间即为寿命周期，比较各方案的寿命周期，取寿命周期最短的年限为分析周期。
二、基于疲劳破坏的预防性养护时机确定
2.1预防性养护方案
由于本文主要是研究养护时机的选取，因此对于养护措施只选择统一的措施-稀浆封层。
2.2路况指标
由公式2.1可以得到不同路况下疲劳裂缝的长度，因此选取裂缝长度为路况指标。为了更好地模拟现实路面的破坏情况，根据整个路面使用寿命期是18年，把N/Nf与疲劳裂缝的关系换算为每一年的裂缝长度得到：
Y=2*10-7*e1.3645x（3.1）
根据路况衰减规律制定其养护时机：实际路面的第5，6，7，8年，此时路面裂缝长度分别为0.00796mm，0.02812mm，0.08175mm，0.20602mm。
2.3最低可接受水平
采取预防性养护措施时性能指标的最低可接受水平就是在计算效果面积时表征路况性能的指标在Y轴上的上限或下限，对于随路龄增长呈递减关系的性能指标曲线，其性能指标的最低可接收水平就是下限，计算效果面积时超过性能指标下限的部分将不计为效果。根据试验可知，当裂缝长度为20mm时，破坏急剧增加，因此确定最低可接受水平是裂缝长度为20mm。
2.4预防性养护后路面裂缝的衰变情况
根据资料中提供的预防性养护后路面状况衰变曲线变化情况，经过相似性分析得出本文路面在采取微表处养护后的衰变曲线。
2.5达到最低可接受水平时的年限
2.6效用指标计算
应用效用指标计算的结果可以看出：第8年的性能突跃效果最好，第5年养护时的恶化速率下降效果最好。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.7养护效果
（1）未采取养护措施时效果面积的计算。未采取任何预防性养护措施时呈递增规律性能曲线的积分面积用下式计算：
（2）采取养护措施后效果面积的计算。方案一在道路使用寿命为16年（从第5年算起）的时候达到预防性养护措施的最低可接受水平（最早达到最低可接受水平），故我们采用16年作为分析周期。根据下式计算养护措施后效果面积：
（3）效果的计算。4个养护方案分别在路龄为5，6，7和8年的时候采取微表处养护措施，其各方案的效果面积计算。
三、路面预防性养护时机的确定方法
3.1行驶质量指数法（RQI）及破坏指数法（DI）
为了延迟由不平整度和动载引起的路面破坏，MDOT资助了用RQI作为各种路面的预防性养护阈值的研究。如果有了这种新的RQI界限，通过采取预防性养护措施就可以提高路面平整度减小动载影响来增加路面的服务期。为了达到这个目的，密西根州立大学开发了一个采取预防性养护最佳时间的可靠性模式，用新的RQI阈值和实际路面的RQI增长值来确定这种平整度阈值。其研究结果表明，提高平整度的预防性养护措施比较适合于刚性路面。
3.2基于时间或路况的方法
预防性养护是为了保持路面的良好功能，使其不致出现功能失效而进行的养护。所以预防性养护理论的研究就必须弄清功能失效的时间，养护应在路面功能还处于一定水平时进行。因此，可以选取基于时间或基于路况，作为预防性养护的两种方法。Hicks等人认为，每个路段大致都有一个需要进行预防性养护的时间。表1给出了沥青路面需要在不同时间进行的预防性养护措施。当然进行各种预防性养护的实际时间随交通水平和环境有所不同。但管理部门可据此确定所辖路段进行预防性养护的大致时间。
3.3效益费用评估法
效益费用法是用效益与费用的比值来衡量的。费用根据单价，如元/m2；效益根据预防性养护后期望延长的路面寿命或根据性能曲线的变化，即性能曲线下增加的面积。性能曲线是由路面数据（诸如路况、荷载、气候和维修养护）来确定的。由于实行了路面预防性养护而导致了路面性能的变化。
每一种策略的费用都根据管理部门费用和用户费用来确定。管理部门费用包括设计费、初期修建费、养护费、改建费和残值，用户费用包括车辆运营费、延误费、行程时间费和事故费。
3.4排序法
进行预防性养护的各种特征对管理部门是非常重要的，但有些特征不容易定量化。这些特征包括交通分布、当前预防性养护的经验及适合施工的气候条件等。除了效益费用比外，还可对所采取的预防性养护措施进行整体评分排序。排序法通常是先初步安排养护的时间和对策，然后考虑预算的约束和优先次序的要求决策一年或多年的项目规划。预防性养护时间的安排可以遵循某一事先设定的标准进行，如采用使用性能标准PCI。当路段路面的PCI低于此标准时，该路段即需采取预防性养护措施。此时，进行预防性养护的时机和措施是分开考虑的，通常采用使用性能参数进行各项目的排序。当然也可以采用经济分析参数进行排序，此时预防性养护的时间和措施的确定是同时进行的。
3.5生命周期评估法
生命周期费用分析（Life-CycleCostAnalysis）是在一定的时期内，通过分析某一路段的初建费用和以后的折扣费用来评价其经济价值的过程。生命周期评估法是目前应用比较广泛的一种方法。在路面大、中修和重建时，常常用到生命周期评估法。预防性养护推迟了昂贵的路面大修活动，但预防性养护要求提前支付养护费用。在不同时期支付同样多的费用有不同的经济价值，所以有必要进行经济分析。分析的方法是将分析期内不同时间支出的费用，按某一预定的贴现率转换为现在的费用（现值）。通过转换成单一的现值，可在等值的基础上比较各各种方案。
结语：
为了保持公路沥青路面在投入使用过程中能够较长时间地保持良好的使用性能，有效地对其进行预防性养护不仅可以减少病害的侵蚀，同时也为政府和相关部门节约大修或重建的经费。因此作者在此呼吁养护管理部门在提高科学地认识预防性养护的重要性的同时，还要理性地选好、用好雾封层、薄层罩面、稀浆封层、石屑封层和裂缝填封等先进的预防性养护措施，并结合各条公路沥青路面的实际情况制作出相应的解决方案。
参考文献：
[1]张雅涛.高等级公路加强预防性养护的意义及具体实施建议.交通世界.2016（4）.
[2]董瑞坤，孙立军.路面维护及预防性养护效益分析[J]，公路.2018（3）.
[3]彭勇.路面预防性养护时机确定方法探讨.中国安全科学学报.2017.14（3）.
论文作者:王向民
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第25期
论文发表时间:2019/6/24
标签：预防性论文; 路面论文; 措施论文; 时间论文; 费用论文; 裂缝论文; 路况论文; 《建筑细部》2018年第25期论文;