國內外高速公路預防性養護

　　公路養護和預防性養護是當前交通土建的必談話題，也是當前交通土建領域的研究重點，本文結合國內外養護經驗，對我國預防性養護的現存問題進行探討。

　　《中外公路》(曾用刊名：國外公路)，1976年創刊，是全國公路交通行業權威性期刊，發行量在公路系統報刊中居于前列。資訊刊不僅有效地吸引了全國近30個省市區數百家高速公路管理廳局、公司及上千家高速公路服務區的中高層經營管理者;以高速公路及服務區為服務對象的各行業的經營管理人員;高速公路司乘人員、自駕游者等讀者群。

　　近年來，隨著通車里程和使用年限的不斷增長，我國公路事業開始從快速建設階段向養護管理階段過渡。瀝青混凝土路面是我國公路選用的主要路面結構形式，但我國瀝青混凝土路面結構早期損壞現象比較普遍，成為養護管理工作一個主要負擔。20世紀90年代中后期，我國逐漸引進了“預防性養護”的理念和技術。預防性養護在延緩瀝青路面使用性能惡化速率、延長其使用壽命和節約壽命周期費用方面具有重要意義。

　　國外研究現狀

　　國外自1932年第一條高速公路建成以來，尤其是以二戰期間的快速建設，國外發達國家已經建立了相當完善的高速公路體系，并且已經進入了維修養護時期，各種養護手段，技術已趨于成熟。

　　許多發達國家,如美國、法國、德國等國發現采取一系列低成本的預防性養護措施可以延長路面使用壽命,保持或改善路面使用性能,從而達到節省路面壽命周期養護費用的目的。70年代初許多發達國家的公路網已經基本建成，新建道路減少而現有的養護維修問題日益突出，為了保護和改善現有道路的服務水平，每年需要耗費大量資金在道路養護和維修，因而許多國家的公路管理部門開始將注意力轉向對現有道路路面使用性能的分析研究，這些分析研究一般都包括路面使用性能的評價、性能指標的預測和養護決策方案的制定，而這些思想和方法又大多數體現在各國建立的路面管理系統和路面養護維修系統中。

　　美國各州公路及運輸工作者協會在1999年對41個運輸部門進行了調查，36個運輸部門已經制定了路面預防性養護計劃，兩個部門正在制定 PPM 計劃，41個運輸部門都已經開始應用各種路面預防性養護措施。到目前為止，除了美國開始使用路面預防性養護技術外，南非廣泛使用了石屑封層，這項技術以用于日交通量在50000及以上的路面，其路面管理系統已經證明表面封層對于維持路面壽命是一項有效的措施。在澳大利亞，石屑封層應用得也很成功。加拿大在20年前就意識到路面預防性養護的好處，早在70年代晚期安大略省運輸部就系統得應用預防性養護的觀念世事了一個路面管理計劃。在80年代早期，渥太華的市政部門就意識到即使進行路面養護的重要性。近年來，美國的公路管理部門，包括聯邦公路管理局(FHWA)，路面維護機構(FP2)和美國各州公路工作者協會(AASHTO)聯合發起推動實行路面預防性養護策略。為了推動預防性養護技術，已經在 6 各方面資助了50個研究資課題。FHWA、AASHTO和FP2已經主辦國多次預防性養護專題討論會和論壇。為了解決預防性養護時機問題，FHWA 專門資助了專門的項目 NCHRPP14-14。同時，AASHTO、FP2 和 FHWA 用三年的時間另外再投資35萬美元來支持預防性養護時機選擇的研究項目。

　　在修補裂縫方面，美國科來福公司采用的補縫材料是一種密封膠。該密封膠屬于聚合物改性瀝青材料，外觀為固體狀，用紙箱包裝。該密封膠的品種有：路守福、保利福、蘇步福等型號，使用前需要加熱成液體。當密封膠冷卻后，在常溫和低溫時均有較高的彈性，可隨著裂縫的漲縮發生彈性變形，始終保持其密封作用。用美國科來福公司的技術修補瀝青路面裂縫，需要兩臺專用設備，即路面開槽機和路面灌縫機，設備較復雜，施工費用較高。

　　纖維瀝青混凝土就是借鑒SMA混合料的形成機理，在普通瀝青混凝土中加大礦粉用量，適當增加瀝青用量，然后添加適量的纖維穩定劑，形成一種新型的、摻加纖維的瀝青混凝土。日本對普通密級配瀝青混合料、SMA混合料等進行了摻加木質纖維素0.5%的試驗，結果表明：密級配瀝青混合料最佳瀝青用量提高了0.7個百分點，動穩定度提高了3.7倍，技術性能得到了很大的改善。SMA混合料最佳瀝青用量比普通密級配瀝青混合料提高了0.3個百分點，動穩定度高達691次/㎜。

　　目前公路預防性養護在我國還處于起步的初級階段，大多數省份雖然做了這方面的嘗試，但是技術還不夠成熟，在某些地區還沒有引起足夠重視。但是，隨著高速公路老化數量的加劇，預防性養護作為一項非常重要的工作,必將引起我國高速公路管理部門的高度重視,也必將成為我國高速公路路面養護管理的發展方向。近年來，開始對預防性養護的理念予以關注，開始研究預防性養護的施工技術，并在全國各地進行了不同程度的嘗試，已取得了一定的實際效果。預防性養護觀念和相關技術逐漸為廣大公路工程技術人員所了解和接受，我國路面養護的機械化程度不斷提高，新材料、新工藝、新機械不斷在養護工程中得到應用，但總體上說，對預防性養護的認識仍處于初級階段。

　　華北高速在2000年開始引入就地熱再生技術;2001年以來，京津塘高速公路使用最多的預防性養護技術是就地熱再生技術，幾年來，已累計維修路面136.9萬平方米。

　　在技術理論方面，曹東偉等用有限元分析了舊水泥混凝土路面瀝青加鋪層的力學響應。彭妙娟在假定半剛性基層中有一貫通整個厚度的裂紋以及其反射到面層兩種情況下，用有限元法分析了溫度和荷載共同作用下的應力和裂紋尖端的應力強度因子，估算了疲勞壽命，討論了開裂機理。

　　在應用方面，目前在秦皇島、國道105、遵義和阿克蘇公路等地都進行了稀漿封層技術的預防性養護措施，取得了良好的效果。目前，我國修補坑槽的技術主要有熱拌瀝青混合料、常溫熱鋪瀝青混合料和低溫瀝青混合料。熱拌熱鋪瀝青混合料屬于傳統的修補坑槽技術。常溫瀝青混合料是相對熱瀝青混合料而言的，它是將級配礦料與乳化瀝青按照一定得比例拌合而成的一種材料，一般稱為乳液型常溫混合料。低溫瀝青混合料是由瀝青、級配礦料、溶劑按照一定的配合比拌合而成的材料，是為解決冬季瀝青路面養護問題而開發研制的低溫混合料。

　　雖然我國公路預防性養護有了一些進步，但目前還存在一些問題，這些問題有：

　　1.沒有一個行之有效的系統來選擇恰當的路面進行養護。路面破壞種類、程度和范圍的調查是路面管理系統的一個重要組成部分，同時也是預防性養護計劃的必要部分。對預防性養護來說，有必要識別具體的路況且找出需進行預防性養護的早期信號。

　　2.在預防性養護的時機上還缺乏成熟的經驗。預防性養護措施必須在路面加速破壞前進行，不能影響路面使用性能和期望壽命。。應用預防性養護太晚會導致差的路面性能，太早應用預防性養護又會引起別的路面問題和資金浪費

　　3.應用于高速公路預防性養護的措施還需要完善。選擇正確的預防性養護措施包括以下四個過程：(1)制定可選措施;(2)對具體路段選擇合適的養護措施;(3)路網中需要進行預防性養護的其他路段及其優先度;(4)材料和施工方法的選擇。

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