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预防性养护政策与关键技术研究报告
( 简本)

组长单位: 山东省交通厅公路局
成员单位: 江苏省公路局
华北高速股份公司
浙江省公路局
河北省公路局
辽宁省高速公路管理局
青海省高速公路管理局
上海市公路管理处
广东省交通集团有限公司

9月

目 录
1、 国外预防性养护基本概念 1
2、 国外预防性养护发展概况 1
2.1 国外预防性养护的发展特点 2
2.2 国外预防性养护发展的启示 3
3、 中国预防性养护发展概况 4
3.1 各地区预防性养护发展概况 4
3.2 中国预防性养护发展总结 7
4、 预防性养护相关概念的研究 8
4.1 路面全寿命周期 8
4.2 全寿命周期路面成本 8
4.3 全寿命周期内路面年平均成本 8
4.4 平均车公里路面成本 9
4.5 平均车公里全成本 9
4.6 影响道路使用者费用成本的因素 9
4.7 对降低道路使用者费用成本的保障 9
4.8 预防性养护的目标 10
5、 预防性养护决策机制与方法 11
5.1 基本标准 11
5.2 信息来源 11
5.3 决策基本过程 12
5.4 效果检验方法 12
5.5预防性养护决策机制与方法总结 13
6、 预防性养护关键技术 14
6.1 沥青路面预防性养护技术 14
6.2 水泥混凝土路面预防性养护技术 15
6.3 路基、 桥涵预防性养护技术 15
7、 预防性养护问题与对策 17
7.1 问题总结 17
7.2 对策研究 17
8、 结论和建议 22
8.1 基本结论 22
8.2 预防性养护的概念 22
8.3 实施预防性养护的关键技术 23
8.4 实施预防性养护政策与建议 23

1、 国外预防性养护基本概念
预防性养护是作为一个完整的概念于20世纪80年代提出, 是一种周期性的强制保养措施, 是在路面结构强度充分, 仅表面功能衰减的情况下, 为恢复路面表面服务功能而采取的一种养护措施。预防性养护虽然需要投入一定的费用, 可是一种费用效益比最优的养护措施。主要有两个说法: 一是让状态良好的道路系统保持更长时间, 延缓未来的破坏, 在不增加结构承载能力的前提下改进系统的功能状况; 二是在适当的时间, 将适用的措施, 应用在适宜的路面上。预防性养护的核心思想是要求采用最佳成本效益的养护措施, 强调养护管理的计划性。
所谓矫正性养护, 就是我们传统上的修补路面的局部损害或对某些特定病害进行的养护作业, 适用于路面已经发生局部的结构性破损, 但还没有波及全局的情况, 显然这是一种事后、 被动的养护方式, 其延缓路面失效的效果较差。采取预防性养护在路面使用过程的某个最佳时机, 进行若干预防性养护措施干预, 路面状况将一直保持在较高水平, 较好延长路面使用寿命, 降低了成本与投入。
美国道路业曾对几十万公里不同等级道路进行跟踪, 发现这些道路的使用性能和寿命有一个共同的变化特征: 一条质量合格的道路, 在使用寿命75%的时间内性能下降40%( 这一阶段称之为预防性养护阶段) , 如不能及时养护, 在随后12%的使用寿命时间内, 性能再次下降40%, 从而造成养护成本大幅度的增加。 根据1987年美国战略公路研究计划( SHRP ) 研究, 在整个路面寿命周期内进行3-4次的预防性养护能够延长使用寿命10- , 节约养护费用45％~50％。
2、 国外预防性养护发展概况
预防性养护( Pavement Preventive Maintenance) 是维护现有道路系统及其附属设施, 延缓未来病害发展, 保持或改进系统未来的功能状况( 但并没有增强结构能力) 的一种有成本效益的处治计划策略。从这个角度出发, 预防性养护更多地是一种理念和方法。
本报告简本在调研国内部分省、 市公路管理部门的基础上, 借鉴国外预防性养护研究成果, 目标是了解中国预防性养护的现状, 借鉴成功经验, 明确预防性养护实施中的问题, 形成预防性养护的实施政策建议, 为预防性养护保证体系的建立提供参考。下面首先对预防性养护的国外发展历史和现状作简要回顾。
2.1 国外预防性养护的发展特点
2.1.1 预防性养护广泛发展且区域间差异明显
美国研究资料表明, 其各州的预防性养护开展的层次和水平差异很大, 根据 国家公路合作研究计划( NCHRP, National Cooperative Highway Research Program) 的523号报告”预防性养护技术应用的时机选择( Optimal Timing of Pavement Preventive Maintenance Treatment Applications) ”, Arizona和Iowa州已经铺设了专门的预防性养护试验路以评价某些预防性养护技术措施的性能; Michigan、 NewYork和California州已发展了良好的预防性养护计划, 并反映在多种指南文件中。
在1999年, 对美国50个州、 哥伦比亚特区、 Puerto Rico和6个加拿大省份的公路管理部分进行了一次大范围的预防性养护计划与实践的问卷调查, 获得41个部门的反馈, 结果表明: 全部反馈的部门都进行了预防性养护技术的应用。85%的部门确立了预防性养护计划, 2个部门正在确立。17个部门报告有超过 的现场预防性养护计划。
2.1.2 预防性养护基本理念长期难以统一
对于预防性养护应用时的旧路面状况问题, 25个部门在路面仍处于较好状态时进行, 22个州报告在路面处于较差状态时进行, 1个部门报告在路面处于很差的状态时进行。按照预防性养护的特点, 在路况尚好情况下实施是合理的, 其它情况下则偏离了预防性养护的主要目标, 实施时机把握上的差异表明, 对预防性养护的基本理念的理解还不统一。
2.1.3 预防性养护实施影响因素众多
, 在一项由路面维护基金会( FP2, Foundation for Pavement Preservation) 发起的研究中, 进行了对公路养护部门的广泛调查, 共获得34个有效反馈。
调查结论认为: 对大多数公路部门而言, 预防性养护观念——适当时机采用适当处治技术——反映了观念、 策略和方向上的巨大转变。
大多数公路部门面临资金短缺问题, 预防性养护和最差优先的养护方式之间矛盾凸显。在一个最差优先的养护计划中, 剩余资金( 如果还有) 才用于预防性养护。应对路面功能失效的处治技术将占养护资金的大部分, 且效果较差, 使总体计划失效。
2.2 国外预防性养护发展的启示
根据美国预防性养护发展的历史与现状, 能够概括以下基本规律:
1) 预防性养护基本概念方面
( 1) 预防性养护是一种养护理念, 其基本出发点是经过早期养护, 延缓路面的病害发展过程, 从而推迟了后期进行维修重建时间, 延长了路面使用寿命, 最终获得更高的费效比;
( 2) 预防性养护与预防性养护技术并不是完全对应的关系, 该类技术也可用于非预防性养护工程, 但不能达成预养护目标。
2) 预防性养护发展的区域性特点
( 1) 各区域间预防性养护发展水平很不平衡, 但其基本理念在长期的传播和发展过程中, 已广为接受, 是大势所趋;
( 2) 各管理区域都开展了预防性养护政策与技术的研究与实践工作。
3) 预防性养护区域内发展的一般要求
( 1) 预防性养护发展必须有统一的概念、 规范、 指南、 手册等文件来引导, 且需根据实践效果及时修订;
( 2) 预防性养护是一项长期工作, 要提供长期支持, 特别是专项资金支持;
( 4) 尽量设置领导、 指导和协调预防性养护工作的专门机构或机制, 负责资金分配、 效果评价、 技术总结与推广等工作, 还需对技术人员开展不定期培训;
( 5) 要扩大技术合作与交流, 扩充预防性养护技术体系, 最大限度地发挥预防性养护的针对性强的特点。

3、 中国预防性养护发展概况
预防性养护与一定的公路发展水平与发展阶段相适应。九十年代后期, 随着高速公路的快速发展, 高速公路里程的不断增多, 发展高水平的养护技术已逐步成为养护工作中的重点。进入二十一世纪以来, 中国早期建设的高速公路不少已经进入大、 中修阶段, 且养护相关观念和技术的国际交流日益频繁, 大型养护设备逐步引进, 都促使公路养护, 特别是高速公路养护进入了一个新的纷繁复杂的阶段。预防性养护观念和相关技术逐渐为广大公路工程技术人员所了解和接受, 并在全国各地区进行了不同程度的尝试, 并取得了一定的实际效果。
3.1 各地区预防性养护发展概况
上海市
到20世纪90年代中后期, 上海逐渐引进了”预防性养护”的理念和技术, 当时使用的预防性养护措施有稀浆封层、 微表处等。
, 上海市公路管理处联合同济大学, 专门成立了公路沥青路面预防性养护技术研究课题组, 对预防性养护技术的一些关键问题进行了研究。于 7月~ 10月间先后完成了4条试验路的施工, 并对其进行了跟踪观测和分析。该课题已于 10月经过鉴定。
1月, 上海市公路管理处组织编写了《上海市公路沥青路面预养护技术规程》( SZ-G-D01- ) , 于 1月17日由上海市市政工程管理局批准颁发, 2月1日起正式实施。
7月, 上海市公路管理处将预防性养护模块纳入到原有的公路路面管理系统, 利用系统的决策树模型和辅助决策。
Error! Reference source not found.是上海市公路部门各区使用的沥青路面预防性养护措施情况。
表 3.1 沥青路面常见预养护措施
公路养护管理单位
养护措施
市管署
3~5cmTHMO罩面、 稀浆封层
高速署
沥再生、 稀浆封层、 微表处
金山区公路管理署
3细THMO罩面、 稀浆封层
松江区公路管理署
3细THMO罩面、 稀浆封层
嘉定区公路管理署
4cm铣刨罩面
宝山区公路管理署
喷洒乳化沥青、 稀浆封层、 3cm细粒式THMO
闵行区公路管理署
稀浆封层、 3cmTHMO罩面
浦东新区公路管理署
加罩面层、 热再生、 稀浆封层
奉贤区公路管理署
3~5cmTHMO罩面、 稀浆封层、 现场热再生、 铣刨3cm加罩3cmTHMO
南汇区公路管理署
稀浆封层
崇明县公路管理署
稀浆封层、 坑槽修补、 灌缝
当前沥青路面的预养护措施有: 稀浆封层、 微表处、 碎石封层、 复合封层、 THMO、 灌缝或封缝、 雾封层和沥青再生剂等8种。
水泥路面的预防性养护措施主要有金刚石研磨法、 裂缝填封、 接缝重灌缝、 部分深度修补/全深修补、 板底压浆等5种。上海市路基常见预防性养护主要有注浆加固一种。
江苏省
《乳化沥青稀浆封层技术应用研究》项目列入当年江苏省交通科技研究计划( 编号01T003) 。经过近2年努力, 从原材料、 稀浆混合料质量控制、 施工工艺、 施工质量检查与验收等各个方面, 对该技术的施工实践作出了一系列的科学性总结, 为其推广应用提供了重要的指导作用。在此基础上, 形成了《乳化沥青稀浆封层技术应用指南》和《乳化沥青稀浆封层施工技术规程》, 进一步推动乳化沥青稀浆封层在全省的推广应用。自1998年以来, 在全省各地累计实施了近1800万平米稀浆封层。
自 以来, 江苏省对于稀浆封层预防性养护, 每市均设定了目标, 全省平均每年实施300多公里, 实施效果良好。路面稀浆封层技术在全省范围得到了进一步的推广应用。当前公路预防性养护继路面养护工作中取得良好效果之后, 在桥涵、 路基方面的应用也在不断的实践和发展之中。
陕西省
陕西省先后于 在榆林铺筑薄层罩面试验段, 西安在周马路铺筑碎石封层试验段, 西安铺筑碎石封层试验段, 并在试验段的基础上, 总结经验, 改进工艺, 逐步在我省推广预防性养护施工新工艺。
华北高速
京津塘高速公路连接京、 津、 冀两市一省, 1988年开工建设, 1990年北京亚运会部分路段试通车, 到1993年全线建成通车。至 底, 全线平均日交通量已达到30000辆/日。
开通初期至 , 因京津塘高速公路修建质量较高, 而且各管理处养护全面、 及时到位, 京津塘高速公路全线预防性工程量较小。随着路龄的增长, 预防性养护工作量也越来越大。
京津塘高速公路当前常见预防性养护技术一般有裂缝填封维修、 表层铣刨加铺( 挖补) 和就地热再生等技术。
在京津塘高速公路开通初期, 京津塘高速公路应用最多的预防性养护技术就是路面表面层挖补技术。主要原因是天津段约有58公里软土路基沉降路段, 特别是桥头引道和构造物路段。近几年, 部分行车道出现网裂和轻微车辙, 也经常使用表层挖补技术来处理局部行车道病害。
当前, 京津塘高速公路使用最多的预防性养护技术是路面就地热再生技术。 华北高速公路股份有限公司引入就地热再生技术, 即在京津塘高速公路天津塘沽段进行试验性养护维修施工, 并取得了成功。几年来, 京津塘高速公路运用就地热再生技术累计维修路面136.9万平方米。
山东省
九十年代早期, 采用沥青洒布车洒布沥青, 然后人工抛洒预拌碎石进行碎石封层施工, 其后, 稀浆封层、 同步碎石封层、 灌缝等技术广泛应用。
从九十年代后期, 展开的科研涉及: 抗滑表层技术、 路面施工养护专项技术及改性沥青应用技术、 乳化沥青、 稀浆封层、 旧桥检测加固、 公路水毁治理等养护新技术等, 但由于养护经费的紧缺, 预防性养护新技术的发展仍相对缓慢。近年来, 随着技术种类的丰富和发展, 基本的预防性养护技术体系基本形成。
当前, 预防性养护基本观念已为广大公路养护技术人员广泛接受, 相应的工程应用也不断展开, 并具有以下基本特点:
1) 预防性养护的基本思路除了在公路路面养护工程中体现外, 在桥梁、 路基等方面也有发展;
2) 公路路基路面的预防性养护, 已逐步扩展到对路肩、 边沟、 绿化、 排水设施等多项辅助设施领域;
3) 预防性养护与新技术、 新工艺的推广应用相结合, 可应用的预防性养护措施不断增多, 系统的预防性养护综合方案逐步显现。
预防性养护技术从高等级公路开始, 逐步在普通国省干线公路养护工作中得到进一步的推广和应用, 裂缝填封、 微表处、 稀浆封层、 铣刨加铺、 薄层罩面等技术广泛应用。
3.2 中国预防性养护发展总结
对比国内外预防性养护发展历史与现状, 不难发现:
( 1) 国内外预防性养护的发展过程、 程度与速度等, 在不同地区间都呈现出明显的差异性;
( 2) 总体上, 国内预防性养护技术措施的应用种类要少于国外( 美国为例) , 国内各地区间差异也很明显;
( 3) 预防性养护的资金和组织机制是预防性养护的基础, 即使可用的相关技术种类少, 也能一定程度上达到预防性养护目标。
( 4) 基于各地区不同的原始路况水平, 预防性养护资金占投资总额比例虽有起伏, 但投资绝对值在总体上是逐年增加的;
( 5) 多数情况下, 预防性养护资金划拨仍混于养护资金总额中, 受其它类型养护资金需求的影响较大, 很少有专门的预防性养护资金计划, 也没有长期的预防性养护投入规模控制;
( 6) 预防性养护投入增加, 并实施一定时间后, 路况的总体水平都有显著的提升, 在预防性养护投资延续一定时间, 路面总体路况趋于相对稳定后, 需要的投资规模有可能也趋于稳定。

4、 预防性养护相关概念的研究
4.1 路面全寿命周期
路面全寿命周期是指路面从建成投入使用到下一次路面结构性整体补强大修或重建之间的时间段。我们用”T”( 单位: 年) 表示。
4.2 全寿命周期路面成本
全寿命周期路面成本是指在路面全寿命周期内的路面建设费用和养护费用的总和, 用”A”表示( 万元/公里) 。
用公式表示如下:
A=J+Y
Y=T*R+T*X+n*Z
Y=T( R+X) +nZ( 万元/公里)
A=J+T( R+X) +nZ( 万元/公里)
式中: J—— 路面实际建设投资( 万元/公里)
T—— 路面全寿命周期( 年)
R—— 年平均日常保养费用( 万元/年公里)
X—— 年平均小修工程费用( 万元/年公里)
n—— 在全寿命周期内路面中修工程次数
Z—— 一次路面中修工程的平均费用( 万元/公里)
4.3 全寿命周期内路面年平均成本
全寿命周期内路面年平均成本用”B”表示( 万元/年公里) 可由下式表示:
B=A/T
B=[J+T(R+X)+nZ]/T
B=R+X+( J+nZ) /T( 万元/年公里)
式中字母意义同上
4.4 平均车公里路面成本
平均车公里路面成本是指全寿命周期内路面年平均成本B( 万元/年公里) 除以该路段的年平均交通量( H,换算为中型卡车,单位为: 年万辆) 得到的每辆车行驶每公里的路面成本, 用”b”表示。
b=B/H(元/辆公里)
式中: B——全寿命周期内路面年平均成本( 万元/年公里)
H——路段年平均交通量( 年万辆) 均换算为中型卡车
4.5 平均车公里全成本
道路使用全成本应为道路管理者的建设、 养护成本与道路使用者的车辆、 时间等费用成本之和, 平均车公里全成本用”q”( 元/辆公里)表示。
q=b+c( 元/辆公里)
式中: b—— 道路管理者的平均车公里路面成本( 元/辆公里)。
c—— 道路使用者的平均车公里费用成本( 元/辆公里)。
4.6 影响道路使用者费用成本的因素
( 1) 路面状况指数PCI的高低对车辆油耗、 另部件磨损、 行车速度等的影响;
( 2) 路面维修时对车辆油耗、 行车速度、 交通事故的影响;
( 3) 道路封闭施工对车辆绕行的影响。
4.7 对降低道路使用者费用成本的保障
对于道路使用者费用成本的研究, 已有许多研究成果, 本课题不再展开叙述, 但在进行平均车公里路面成本分析时, 必须对降低道路使用者费用成本作出保障。如: PCI值在良级以上; 中修以下养护作业不封闭交通; 养护作业区做好交通安全管理等。从而保障道路使用者费用成本处于较低的水平, 否则, 单纯强调道路管理者的建设、 养护成本最低是没有意义的。
4.8 预防性养护的目标
有了以上概念的提出, 结合我省提出的预防性养护概念, 我们能够进一步给出预防性养护的目标。具体如下:
道路管理者与道路使用者平均车公里全成本”q”( 元/辆公里)最低;
道路管理者全寿命周期内路面年平均成本”B”( 万元/年公里) 最低;
道路管理者平均车公里路面成本”b”(元/辆公里)最低;
路面全寿命周期内年平均养护费用”s”最低。
s=Y/T
s= [T( R+X) +nZ]/T
s=R+X+nZ/T
在求解以上公式时, 要满足如下两个条件:
( 1) 路面全寿命周期”T”尽可能延长( 最低要达到其设计年限) ;
( 2) 路面在使用周期内尽可能保持较高的路况质量( PCI>70) 。
有了以上目标的量化, 为下一步预防性养护提供了具体操作的依据。

5、 预防性养护决策机制与方法
本章经过对调研资料的分析, 得出了国内代表性地区预防性养护相关的决策机制和方法, 经过对比分析, 明确当前机制与方法中的不足, 提出相应的改进建议。
5.1 基本标准
方法一: 当前中国还没有统一的预防性养护的基本标准、 决策依据。针对沥青路面, 将保持路面PQI指数处于良好; 保持路面PCI指数处于中以上; 保持路面RQI指数处于良好以上; 保持路面SFC或BPN指数处于中以上; 保持路面SSI指数处于良好以上作为预防性养护的目标。针对水泥混凝土路面, 将保持路面PCI指数处于中以上; 保持路面DBL指数处于良好以上; 保持路面RQI指数处于良好以上; 保持路面抗滑能力处于中以上作为预防性养护的目标。
采用路面及桥梁管理系统的路段信息并结合日常及年度养护检查结果制定预防性养护路段方案。
对于高速公路, 针对沥青路面的预防性养护目标中, 选择将四种指数( PCI、 RQI、 SFC或BPN、 SSI) 都保持处于良好作为预防性养护的基本目标; 针对水泥路面的预防性养护目标中, 选择将四种指数( PCI、 RQI、 SFC或BPN、 SSI) 都保持处于良好作为预防性养护的基本目标。
方法二: 经过进一步的研究, 按照第四章中的指标进行量化和测算, 提出更加合理与先进的决策方法和依据。
5.2 信息来源
信息来源方面, 公路及桥梁管理系统报告作为制订预防性养护方案的信息来源, 并结合日常养护检查制订最后方案。
在预防性路段信息获取方面, 较多单位还是将路面及桥梁管理系统的分析报告作为主要信息来源, 并补充日常养护与检查的结果得出, 部分单位还没有充分利用管理系统的分析报告。

图 4.1 中国沥青路面预养护对策选择流程图
5.3 决策基本过程
中国当前代表性地区沥青路面预防性养护政策决策流程一般过程如图4.1所示, 相应水泥路面的决策过程基本相同。
5.4 效果检验方法
对预防性养护效果的检验与评价主要依据日常指标检测, 在预防性养护实施前后, 都要进行日常的路面使用性能指标检测与评定, 经过实施预防性养护前后的指标对比与变化趋势, 并经过与非预防性养护路段的对比, 评价预防性养护的效果。在实施前, 选取需要进行预防性养护的路段进行各项路用指标检测, 并对其行车舒适性、 使用耐久性等各项性能进行综合评定, 发现其不足之处。对该路段实施预防性养护作业并经过一段使用后, 再次对其各项指标进行检测, 观察指标的增长情况以及各项路用性能的恢复情况, 并与未实施预防性养护措施的同等病害路段进行横向比较, 观测各项指标差距, 以检验预防性养护的效果。
5.5预防性养护决策机制与方法总结
当前, 全国各地区在预防性养护实践过程中, 因完整的体系与过程未真正实现, 还存在不少问题, 也体现在决策机制与方法中:
( 1) 全国各区域预防性养护基本上没有明确的养护目标, 或沿用养护规范的PCI、 PQI标准;
( 2) 预防性养护的决策基本信息都来源于每年的常规公路检测项目, 大部分区域没有专门针对预防性养护决策、 效果评价的专门分析过程;
( 3) 大部分区域在决定实施的预防性养护具体措施时, 依据的是本地已有的预防性养护技术, 可能存在措施选用不完全合理的情况;
( 4) 大部分地区预防性养护措施的最终决策受限于资金, 并在决策过程中与一般养护方式相同, 而且与非预防性养护混合在一起, 可能造成预防性养护实施规模的限制和不连续性;
( 5) 在预防性养护决策中, 很难体现区域内路网级别( 路网中哪个路段) 、 路段级别( 路段选择什么预防性养护措施) 两个层次的预防性养护决策模式;
( 6) 预防性养护监管、 效果检验过程中得出的经验或教训大多缺乏统一的反馈与总结模式。

6、 预防性养护关键技术
因篇幅限制, 这里只介绍根据国内多个省市汇总, 并参考国外资料确定的预防性养护技术种类、 使用条件及使用年限等情况。
6.1 沥青路面预防性养护技术
表 5.1 沥青路面预防性养护技术适用性
序号
技术种类
适用条件
预处理
使用年限
1
灌缝、 封缝
原路面基层和横断面良好, 柔性基层沥青路面建成后2-4年, 复合路面( 下卧层为水泥混凝土层) , 表面病害可能包括: 直的纵、 横向原始裂缝, 伴随裂缝处的轻微扩展裂缝和松散, 状态良好的补丁或没有修补
无
1-2
2
雾封层
原路面基层和横断面良好, 轻度纵、 横向裂缝, 轻度松散
填缝
2-3
3
碎石封层
原路面基层和横断面良好, 表面可见病害为轻微松散, 中度纵、 横向裂缝伴随缝处轻度松散, 轻到中度磨光, 少量状态良好的修补
无论单层、 双层封层, 需对裂缝先进行填缝处理
2-3
4
稀浆封层
原路面基层良好, 横断面均匀。表面病害包括: 轻到中度车辙、 表面不规则,轻到中度的松散
包括: 填缝、 唧泥处处治、 大的坑槽部位的修补等
2-4
5
微表处
原路面基层良好, 横断面均匀。表面病害包括: 中度纵、 横向裂缝, 车辙、 少量表面不规则、 抗滑能力低、 轻到中度的松散
包括: 填缝、 唧泥处处治、 大的坑槽部位的修补等
2-4
6
( 超) 薄层罩面
原路面断面整齐, 基层尚好仅有少量轻微病害, 表面病害包括: 中度松散, 中度纵、 横向裂缝, 中度疲劳开裂或中度块裂
包括: 清理和填缝, 修补轻度基层病害, 填补路面表面空洞, 清除粘结差或泛油的修补位置
3-5
7
就地热再生
下层状况较好, 但上层严重松散、 纵、 横向裂缝结合轻度松散, 少量块裂, 中度以下车辙等
无
3-5
注: 表中所列使用年限是在交通量相对较大路段上, 根据国外经验取值。
6.2 水泥混凝土路面预防性养护技术
表5.2 水泥混凝土路面预防性养护技术适用性
序号
技术种类
适用条件
预处理
使用年限
1
接缝重灌缝
病害发展相对缓慢的路面优先考虑, 如独立应用, 只针对轻度纵、 横向裂缝, 且无其它病害
无
1-2
2
缝隙填封
病害发展相对缓慢的路面优先考虑, 如独立应用, 只针对轻度纵、 横向裂缝, 且无其它病害
无
2-3
3
压浆
路面表面病害以接缝处错台为主, 未出现中度、 重度唧泥, 错台量不超过5-6mm
钻孔
2-3
4
部分、 全深修补
路面整体状况尚好, 只有局部需要修补
移除板块上部厚度1/3( 部分深度) 或全厚度( 全深度) 的混凝土和钢筋
2-3
5
重布传力杆
只用于状况尚好或较好的路面, 没有严重病害, 在接缝或裂缝处只有极少甚至没有碎裂, 裂缝处宽不超过5mm, 错台不超过3mm。
无
2-3
6
金刚石研磨
现有路面基层良好、 断面均匀, 表面病害包括: 接缝和裂缝张开不超过5mm, 轮迹磨耗不超过5mm, 中度到重度磨光, 不超过1/4的表面剥落
其它常规维修方法
2-3
7
铣刨和磨削
原路面整体状况较好, 但表面不局部不平整, 或表面抗滑性能低
无
3-5
注: 表中所列使用年限是在交通量相对较大路段上, 根据国外经验取值。
6.3 路基、 桥涵预防性养护技术
表 5.3 路基预防性养护技术适用性
序号
技术种类
适用条件
1
植草
边坡稳定, 坡长较短, 破面冲刷轻微, 边坡坡度缓于1: 1, 且宜于草类生长的土质路堤或路堑边坡以及经改良的边坡, 经常浸水或者长期浸水的路堤边坡, 种草不宜成活和生长, 不宜采用。
2
浆砌片石
边坡较稳定, 坡长较长, 破面冲刷, 边坡坡度陡于1: 1, 经常浸水或者长期浸水的路堤边坡
3
干砌片石
边坡稳定, 坡长较短, 破面冲刷轻微
4
注浆加固
路基局部轻微塌陷, 或出现局部不均匀下沉时
5
完善排水设施
排水不通畅, 路表雨后积水等路段

表 5.4 桥涵预防性养护技术适用性
序号
技术种类
适用条件
预处理
1
伸缩缝更换
原有伸缩缝失效
清除原伸缩缝
2
裂缝填封
混凝土表面出现细微裂缝( 0.1mm左右)
裂缝边缘清理
3
修补表面缺陷
混凝土表面麻面, 局部孔洞等
缺陷表面清理、 凿除
4
碳纤维加固
混凝土局部抗拉强度不足
缺陷处凿除
5
粘贴钢板加固
混凝土局部抗拉强度不足, 或提高几个构件间的协同受力效果
对加固构件进行卸荷
6
加大截面加固
混凝土局部受压能力不足
表面凿毛

7、 预防性养护问题与对策
实践证明, 发展预防性养护是一个长期而复杂的过程, 期间会遇到的问题也因各地区情况的差异而不同, 很难提出一种普适的标准方法。然而, 推广预防性养护中出现的问题具有一定规律性, 可据此提出推广预防性养护的基本要求。按照这些基本要求, 结合前面中国预防性养护发展现状, 明确主要问题, 结合中国当前养护模式特点, 参考国内外经验, 提出可能的解决方案与建议。
7.1 问题总结
根据前叙章节的分析可知, 当前, 中国各地区要实施预防性养护, 重点需要解决以下问题:
1、 预防性养护与中国常规养护模式间的关系问题;
2、 预防性养护资金的长期保证问题;
3、 预防性养护专门运作机构、 模式的建立问题;
4、 预防性养护决策方法与过程的标准化问题;
5、 预防性养护相关指南、 标准、 规范等的编制及修订问题;
6、 预防性养护相关人员的技术培训问题;
7、 预防性养护相关技术的交流与合作问题;
8、 预防性养护技术的推广应用问题;
9、 后续预防性养护技术开发、 设备研制与发展问题。
7.2 对策研究
7.2.1 原因分析
如前所述, 预防性养护是一种养护理念及实施这一理念的一整套养护策略。因此, 它并不是以预防性养护技术为核心, 而是以其实现的一整套政策、 体制、 模式和运作方式为核心, 技术只是最终的实现方式。
实际上, 在中国以往的养护模式中, 也有一些预防性养护的做法, 但没有明确发展相应的养护观念。中国当前的养护体制与模式, 与预防性养护相比, 最大的差别在于上述观念差异导致的养护策略差异。在小、 中修范畴内, 一般情况下, 只有路况最差的路段才能得到更优先的养护, 但由此带来的问题是费效比不高, 因为在路况总体水平不是很高的情况下, 实施的养护对延缓病害、 延长寿命的效果要差一些( 从费效比看) , 最佳时机不在此时。
预防性养护不能涵盖所有养护问题, 只是路面整个寿命周期养护工作中的一个阶段。预防性养护与当前养护体系的主要矛盾就在于: 中国路况总体水平一定的情况下, 很多路段已经超出了养护的最佳时机( 费效比角度) , 而对这些路段优先养护, 使中国养护资金大量作用在费效比较低的层次上, 而这又造成不少路段错过了最佳养护时机, 进入费效比低的养护阶段, 并由此进入恶性循环。
7.2.2 转变传统的养护思路是解决存在问题的关键
7.2.2.1 预防性养护的切入点
要跳出以上的模式, 就需要有步骤、 有计划地缓步推进预防性养护模式:
( 1) 在中国当前的基本区域路况水平下, 直接转换为预防性养护是不可能的, 当前养护模式仍将在较长时间内发挥重要作用;
( 2) 不推进预防性养护, 则始终把握不了费效比最佳的养护时机, 使养护资金的使用效益低下。
因此, 其切入点只能是逐步过渡, 这其中的关键问题是怎样将预防性养护与现有养护模式融合在一起。从养护任务来看, 与预防性养护最接近的养护是小、 中修。因此, 中国推进预防性养护主要就是要将预防性养护模式纳入小、 中修中。
7.2.2.2 预防性养护的转变方法
向预防性养护的转变重点是按预防性养护模式来实施小、 中修。这种转变具有长期性, 需要注意以下问题:
( 1) 对比分析当前小、 中修养护标准与预防性养护标准的关系, 逐步过渡到以预防性养护标准为主, 非预防性养护为辅;
( 2) 完善基本路况信息收集方法, 满足预防性养护技术要求;
( 3) 对小、 中修路段, 主要按预防性养护模式来确定具体养护措施;
( 4) 逐步增大年小、 中修养护资金中, 预防性养护资金支出的比例。
7.2.3 预防性养护资金要有长期保证
公路养护工作总是受到养护资金制约, 而预防性养护具有长期性, 因此, 在预防性养护推进初期保证其资金非常重要。养护资金逐步转换的基本模式:
( 1) 经过最近两、 三年内, 小、 中修中采用预防性养护的资金投入量作为参考, 确定一个年最低预防性养护资金投入量;
( 2) 在一个较长周期内( 如: 5-7年) 的, 维持这一基本量, 并经过路段基本信息分析, 确定每年的预防性养护资金缺口;
( 3) 在周期结束后, 根据预防性养护效益总结( 路况总体水平的变化情况等) 及总体路况水平, 确定基本资金投入量基础上增加的额度;
( 4) 经过以上过程, 逐步加大预防性养护的资金比例。
7.2.4 预防性养护应建立专门的运作机构和模式。
运作机构及模式问题是推进预防性养护工作中的一个重点, 任何临时性、 不完整的运作机构和模式都不能保证预防性养护的长期发展, 这些机构主要包括:
区域( 如省级) 主要管理部门: 负责预防性养护的区域内组织、 协调、 规划、 审批、 资金划拨、 数据汇总、 总结、 指令性文件下达等工作;
子区域( 如地区级) 对口管理部门: 负责在区域管理部门领导下, 对子区域内预防性养护路段的基本信息收集, 计划与方案的初拟与上报, 预算, 组织具体工程实施, 后续路况信息的收集和分析等。
在中国当前的养护体制下, 可考虑职能划分和联系人模式:
( 1) 将小、 中修养护任务相对独立出来, 由省级公路局下属养护部门中部分人员负责, 在计划、 信息部门建立联系人制度, 形成区域主管部门;
( 2) 地市公路局按照类似的方法进行组织;
( 3) 原路况信息收集部门需在以往数据基础上, 根据预防性养护决策需要, 改变数据收集种类、 频度, 满足决策需要, 为避免工作量过大, 可采用先常规数据采集, 后有针对性地采集( 对申报计划中的路段进行重点检测) 的方法。
7.2.5 预防性养护应制定相关的指南、 标准、 规范
建立预防性养护相关指南、 标准和规范是推进预防性养护技术标准化, 保证科学决策和实施效果的重要保证。经过这些方式对相关技术进行定义、 描述、 传播、 应用与修订, 才能促进技术的推广和改进:
( 1) 以本地区已应用的技术为主体, 经过总结应用经验, 形成规范性文件;
( 2) 广泛收集国外的区域性指南、 标准和规范文件作为参考;
( 3) 参考国内其它有应用经验地区的规范文本;
( 4) 对新技术需开展相应的研究, 修筑试验路, 并进行长期观测和评价;
( 5) 在本地区有实践经验后, 不断修订和提高;
( 6) 加强与本地区科研单位的合作, 协同努力。
7.2.6 预防性养护应建立标准化的决策方法与过程
预防性养护决策中的关键矛盾是养护需求与资金有限的矛盾。决策过程实际上是在一定基本( 路况) 信息基础上, 经过一套数学方法得出的最优化问题的解。因此需:
( 1) 改进本地区预防性养护基本信息与数据的采集工作;
( 2) 整理本地区预防性养护相关技术的价格信息;
( 3) 建立决策数学方法;
( 4) 综合决策的数学方法与其它关键影响因素, 如: 交通等级、 重要程度、 工期等, 确定路网中的预防性养护路段及其具体采用的预防性养护措施;
( 5) 将以上决策过程整合进入已有的路面管理系统软件。