对沥青路面养护规划的编制与研究论文_周坚

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摘要:随着我国公路建设的日趋成熟和路网的完善,“大路网”格局初具规模,随之而来的道路养护问题也渐渐凸显,因此结合道路现状情况、合理分析公路路面病害,针对性地对公路路面提出合理的养护方案及养护时间,能有效地延长路面的使用寿命周期,发挥道路的最大使用能效,也能对我国公路路面设计提供有价值的参考。

关键词:沥青路面养护;养护规划;编制研究

目前公路养护存在着诸多问题,针对不同的路面状况,做到技术上合理、经济上优化的养护技术,有前瞻性的选择路面养护契机,将能够大大提高公路沥青路面养护资金的利用效率、节省养护资金,有效保证路面的使用质量、延长路面的使用寿命。

一、养护规划的总体思路

在工程概况和原设计、施工情况的基础上,通过现有路面历年养护情况调查及评估、未来交通量的调查、分析与预测及路面使用状况调查,深入评价路面状况,预测路面使用性能,在综合对各种养护技术进行对比论证的基础上确定养护措施;再在此基础上提出未来规划期内(一般为3到5年)养护规划方案,并通过全寿命经济分析确定最终的养护规划方案、计算历年养护资金投入情况,最后提出养护规划实施中的一些问题与建议。

二、养护的主要措施

路面养护的实质是“在适当的时间将适用的养护措施应用在适宜的路面上。”保证养护规划编制的科学性与合理性,即是科学合理的确定路面养护的三要素:养护时机、养护措施以及养护路段。

目前,我国高速公路常用的养护方式是矫正性养护,即为当道路严重损坏时再采取措施进行养护的“反应型养护方式”, 是一种被动的、事后弥补措施,这种养护措施不仅费用高,且路况的恢复程度也有限。而在国外,却把预防性养护作为高速公路养护的主题。究其根本,首先与我们的国情分不开,现阶段在养护管理上理念的局限性,在实际工作中仍然面临着大量的矫正性养护问题;其次是交通量增长迅速使得开展预防性养护的周期时间需要比国外提前很多,这使得对预防性养护开展的时间不好判定。因此在养护上应充分体现了“预防为主、防治结合”的养护理念,结合三要素开展养护工作。

1、预防性养护

a、路段选择

预防性养护是一种在路面状况良好的情况下采取的,对现有道路系统进行有计划、基于费用与效益的养护策略。预防性养护能减少水分进入路面结构内部,减缓路面的破坏速率,矫正路面诸如平整度等非荷载性破坏、维持或改善路面现有的通车条件,通过延长原有路面的使用寿命来推迟昂贵的矫正性养护,预防性养护措施对路面结构强度几乎没有改进作用。

一般而言,在路面性能下降40%以前,采取预防性的养护措施是经济的。

b、养护时机的选择:预防性养护只适合于路面结构性能良好和路面破坏不太严重的情况,当路面破坏严重和结构强度不足时,我们就需要铣刨、重新罩面或补强。只有对应不同的路面性能状况,及时采取相应的维护措施,这样的路面维护策略才会经济有效。

c、养护措施的选择:沥青路面预防性养护主要包括裂缝处治、表面处治两大类,目前使用较多效果较好的有HAP 石屑封层、稀浆封层、微表处、NovaChip、OGFC 薄层、就地热再生等。

2、矫正性养护

矫正性养护适用于路面状况相对较差,已经不具备预防性养护条件的路段,或者说通过单纯预防性养护措施不能解决的路段,主要采用铣刨回铺和罩面补强两种常见的处理措施。

矫正性养护确定时机的确定主要有两种方法,一是通过路面现有状况及病害发展趋势预测确定病害严重路段矫正性养护的时机;二是通过交通量分析与剩余寿命计算,当路面实际行车荷载超过设计荷载时,应采用矫正性的养护措施。加铺层的厚度结合原路面结构承载能力和交通量,通过计算确定。

具体而言,罩面、铣刨等矫正性养护措施的确定应根据交通量情况、原路面承载能力情况、原路面病害情况综合确定。以图1为例,可以看出在路面使用寿命75%左右的时间,性能下降将40%;在随后的12%的使用时间里,性能急剧下降40%,以高速公路为来说,15年为设计年限,有近10年的使用寿命时,已经进入功能衰退曲线区域,需要采取大修的养护方案来延缓结构强度的衰减,从而延长道路的使用寿命。

a、路段与方案的选择

(1)铣刨路段的确定

结合往年积累的相关工程经验与业内一般性认识,铣刨段落应主要结合纵横向裂缝、网裂、坑槽、修补不良、沉陷等病害的密集度以及平整度、车辙测试结果,参考路面结构整体强度、基层松散率指标综合确定。

基层出现下列情况之一者,要对基层进行维修:

1)基层出现连续的疲劳裂缝(网裂、龟裂),并有多处唧浆;

2)基层松散未结成板块;

3)基层虽然板结较好,但块状裂缝成片,或纵横向裂缝密集(平均间距小于10m)。

(2)加铺罩面路段的确定

罩面路段的确定根据交通量情况、原路面承载能力情况、原路面病害情况综合确定加铺层结构设计和材料设计,一般情况下对于原路面强度不足以及反射裂缝严重路段可考虑采用加铺罩面的方式。加铺层的厚度结合原路面结构承载能力和交通量。

三、全寿命周期养护理念

全寿命周期成本分析(Life—Cycle Cost Analysis,简称 LCCA),主要是基于某个合理的基础经济指标,对2个或2个以上的备选方案进行比较。综合考虑备选方案在整个使用年限内(从实施开始到最终丧失使用功能为止)的所有费用,包括建设成本、养护成本以及用户成本,并对其进行分析,选出能在使用年限内提供必需的性能且成本最低的方案,即寿命周期成本最低。

通过对路面使用状况数据衰减的分析,经过整理和比较寿命的推算和比较,结合道路自身的实际养护成本与运营情况,计算出不同养护方案下的效益,并结合利用等效年度费用计算出每种养护方案的效益比,是资金使用更为合理。

综上所述,养护规划的编制应在对路面施工及养护历史调查的基础上,结合现有交通量分析及未来交通量预测,重点对现场检测数据进行深入分析与钻芯取样情况,准确评价路况和分析病害原因,通过检测汇总数据建立各项路面性能指标的预测模型,以此提出矫正性养护的控制指标和后期预防性养护的阀值,对各路段适合矫正性和预防性养护进行划分,综合各种养护措施和材料在本地区的适用性分析,并在交通量剩余寿命分析的基础上,以全寿命周期理念和预防性养护理念提出了沥青路面养护方案。

参考文献:

[1] 朱洁. 公路养护规划的制定方法研究 [J]. 城市道桥与防洪,2016,5(05):140-143.

[2] 帅青燕.何亚伯 . 高速公路沥青路面全寿命经济分析[J]. 工程管理学报,2011,25(06):649-652.

论文作者:周坚

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第7期

论文发表时间:2017/8/9

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