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沥青路面功能性养护技术

介绍了目前沥青路面性能的衰变规律，分析了我国沥青路面进行预防性养护的现状，提出了功能性养护理念并总结了功能性养护技术，最后对功能性养护时机进行了探讨。
1.概述
路面所能提供的行车条件，可由路面使用者的综合感受来评价。使用者 希望舒适安全、快捷经济。我国的沥青路面的使用性能评价包括路面损坏，平整度、车辙、抗滑性能，即沥青路面面层出现微小裂缝、车辙、麻面、脱皮、泛油、沥青老 化、路面渗水等轻微病害，造成路面的不平整和抗滑性能的下降，使其不再具有预期的功能。其主要体现在沥青路面的功能性，主要表现为行驶舒适、行车安全、运 行经济以及对环境的不良影响等。
预防性养护就是在道路病害出现之前或即将出现病害时，经过有针对性 地检测对路面预先进行养护处理防止病害的进一步扩展，以减缓路面使用性能的恶化速率，延长路面使用寿命的养护理念。预防性养护通常用于没有发生损坏或只有 轻微缺陷与病害迹象的路面。而功能性养护更强调的是养护的措施和技术。

2.预防性养护与功能性养护
我国公路养护的方针为“预防为主，防治结合”，这充分反映了对预防性养护的重视。目前，在全国 十多个省市都进行了预防性养护，取得了良好的效果，但大多数地区仍采用被动养护方式，主要原因在于运营期缺乏对路况调查、数据收集处理及道路病害预测，无 法正确及时作出养护决策和养护规划，即使有养护计划，但针对性、预防性、效益性如何，很难有量化结果，所以养护处于被动，一般是出了问题就去解决。
功能性养护和预防性养护强调的重点不同，其阶段划分见图1。预防性养护强调养护的前瞻性、计划性，是一种理念，即以积极防御为目的，以潜在病害为起点（时间），以检测评价为依据（路面），以适宜技术为保障（措施）。
目前，国内外应用比较多的沥青路面养护技术主要包括：雾封层、碎石封层、稀浆封层、微表处、热沥青超薄罩面、各种再生技术等。
表1  沥青路面常用的预防养护技术
技术种类
适用条件
预处理
使用年限
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
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
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
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、唧泥处治、大的坑槽部位的修补等
2-4
复合式罩面
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、唧泥处治、大的坑槽部位的修补等
3-5
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、唧泥处治、大的坑槽部位的修补等
2-4
（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
注：表中所列使用年限是根据交通量的变化会有所不同。
以上这些不同的养护技术，对于沥青路面的常见病害都能够起到一定的作用，但每项技术的侧重点不同，达到的养护效果也就不尽相同。
功能性养护指以路面功能为养护对象而有计划地实施保持、恢复、改善路面实用功能的养护措施，即如何在预防性养护理念指导下实施功能性养护技术措施，其侧重于养护技术实施的部位和养护的作用（保持、改善、恢复等）。

图1 功能性养护与预防性养护阶段划分
表 2  功能性养护技术
技术种类
技术名称
适用条件
使用年限
坑槽、灌缝类
灌缝、封缝
结构强度满足要求，路面出现了横向、纵向或不规则裂缝时，裂缝宽度在3mm-25mm范围内的裂缝填封。
1-2
坑槽修补
满足强度要求，适合于由水损害造成沥青路面材料松散而导致的坑槽。对于冷补材料特别适用于雨季、冬季后不利季节发生破坏的应急性修复。
1-2
表面处治类
雾封层
适用于沥青路面出现老化、渗水、贫油、微细裂缝等病害时的养护。
2-3
微表处
适用于沥青路面表面出现麻面、松散、渗水、抗滑能力不足等功能性病害时的养护作业。
2-4
同步碎石封层
适用于原路面强度满足要求，表面出现了轻微松散、轻度纵横裂缝以及路面磨光等病害，一般用作表面磨耗层。
2-3
专项养护
微表处修复车辙
适用于沥青路面出现车辙深度不大于40mm的压密型及磨耗型等稳定类车辙填补，亦可用于修补失稳型车辙。
2-4
热沥青铣刨修复车辙
适用于车辙严重的，交通量大、重车多的车辙病害路段，不得用于结构型车辙的修复。
3-5
再生类
热再生
下承层状况较好，但上层严重松散、有纵、横向裂缝及轻度松散，少量块裂，中度以下车辙等病害的沥青路面。
3-5
冷再生
下承层状况较好，但上层严重松散、有纵、横向裂缝及轻度松散，少量块裂，中度以下车辙等病害的沥青路面。
3-4

3.功能性养护决策
合理的路面养护提倡对症下药，分时而治，才能最大限度地发挥养护技术的作用，同时也节省成本。 养护技术的选择和应用要考虑现有路面情况，包括结构、病害、排水等；环境影响包括交通量、噪音、将来的交通量等；寿命周期费用包括初期投入、养护、修复和 用户延迟费用、服务寿命等等；当地可利用的条件，包括材料、业主对质量性能要求、经济实力等实际因素，同时还要明确想要达到的目的。
（1） 道路条件
路面现有的条件是影响最佳养护措施选择的首要因素。养护措施选择一般是根据病害类型和病害数量来选择处治类型，最终确定出合适的养护措施，对于不常出现的病害可以不作为选择的依据。
虽然各种病害的严重程度不作为主要的选择依据，但是在选择过程中要间接考虑。最有效的选择养护 措施的模式，首先是列出选择的养护措施可以处治的所有病害类型，最后通过对比分析得出处治的最主要病害类型。例如：处治表面粗糙、抗滑不足、松散等病害， 抗滑性能比其他病害类型显得重要。
（2） 交通量
交通量在选择过程中也是一个关键因素。选择的养护措施必须在这个交通量条件下，能够满足整个设计寿命周期的使用要求。另外，选择的养护措施必须能够处理其他的潜在问题。例如，表面处治类被推荐用在重交通量道路上应该设计限制松散碎石的总量。
（3）可用的材料及设备
可用的材料在进行方案选择时不被直接考虑。这个因素应该是在确定了方案之后再考虑，例如选择采用碎石封层时，基于处治的成本效益考虑，可以采用本地的可用集料。设备的提供不用在决策过程中直接考虑。
（4）成本效益
在选择养护措施的过程中始终要考虑成本效益，成本效益是从两方面来考虑的：第一，养护措施的成本间接的参与选择，通过选出可行的方法使其符合成本效益最低的目的。
第二，每种养护措施的寿命周期养护成本可以来评价该养护措施是否最恰当。寿命周期成本分析需要确定养护措施合理的期望寿命，分析应该包括整个寿命周期的所有成本，即初期建设成本、维修费用、未来的修复成本以及废品再利用价值。
4.总结
对于不同养护措施的养护时机可以依据交通量水平和环境而改变。但是所有最终的目的都是把寿命周期成本降到最低。所以在结构强度满足的前提下，根据病害类型及成因的不同，按照交通量进行养护措施的进一步选择。
   本文通过调研，分析了我国沥青路面预防性养护的现状，提出了功能性养护理念，提出了预防性养护与功能性养护的不同，总结了目前的预防性养护措施，并对功能性养护进行了分类，提出了优化路面使用性能评价指标组合的养护决策方法。