劉耘

(廣東能達高等級公路維護有限公司， 廣東 廣州 510000)

預防性養(yǎng)護是指在路面結構強度整體性較好，表層出現(xiàn)一定程度損壞但尚未達到大、中修指標閾值時，經(jīng)過系統(tǒng)預養(yǎng)護使路面質量重新恢復。其核心目標是在提高路面使用質量(包括安全性、舒適性等)的同時，減少道路的全壽命周期成本。目前中國對預防性養(yǎng)護管理決策進行了廣泛探索，但普遍缺乏系統(tǒng)性，部分研究成果因技術分析過于嚴謹導致可操作性差，有的則因地域性局限明顯不能廣泛推廣。因此，有必要進行系統(tǒng)分析，研究技術可行、可操作性強的瀝青路面預防性養(yǎng)護管理決策程序，規(guī)范瀝青路面預防性養(yǎng)護管理決策。

1 預防性養(yǎng)護方案遴選程序

參照JTG H20-2007《公路技術狀況評定標準》及JTJ 073.2-2001《公路瀝青路面養(yǎng)護技術規(guī)范》等標準，借鑒各地有關瀝青路面預防性養(yǎng)護方案遴選程序，制定如下預防性養(yǎng)護方案遴選程序：

(1) 注重前期養(yǎng)護檢測的規(guī)范化及數(shù)據(jù)積累，根據(jù)養(yǎng)護規(guī)范制定不同等級公路檢測頻次，第一時間對運營過程中檢測數(shù)據(jù)進行分析并與累次數(shù)據(jù)進行對比。預防性養(yǎng)護主要采用的路況評定指標為路面損壞狀況指數(shù)PCI、路面行駛質量指數(shù)RQI(行駛質量評價指標)、路面抗滑性能指數(shù)SRI(安全性評價指標)、路面車轍深度指數(shù)RDI(路面變形指標)、路面結構強度指數(shù)PSSI(路面強度評價指標)。在條件允許的情況下，上述指標優(yōu)先采用自動化設備進行檢測，以保證檢測的準確性及快速性。

(2) 將當期檢測數(shù)據(jù)與前期數(shù)據(jù)進行對比，在排除道路可能存在的結構性病害后，判斷項目是否需要進行預防性養(yǎng)護及建議實施預防性養(yǎng)護的路段。若未達到預防性養(yǎng)護技術指標下限，可不進行系統(tǒng)化預防性養(yǎng)護。

(3) 根據(jù)路面損害類型及數(shù)量，視不同公路等級、不同交通量進行預防性養(yǎng)護方案初步遴選。缺少相關養(yǎng)護管理經(jīng)驗時，可參照表1推薦的養(yǎng)護方式進行方案初選。

表1 瀝青路面預防性養(yǎng)護推薦方案

(4) 使用財務分析中等效年值法進行預防性養(yǎng)護方案投資效益比較，選取費用最低的方案作為優(yōu)先推選方案。

(5) 結合項目具體內外部條件，將養(yǎng)護施工后施工質量、抗滑性能、舒適性等路面指標及養(yǎng)護材料獲取便利性、是否符合綠色施工原則、對交通通行影響等外部性指標進行多因素加權綜合評價，結合上述等效年值法綜合確定技術可行、經(jīng)濟合理、實施性強的預防性養(yǎng)護方案。

2 預防性養(yǎng)護方案遴選方法

2.1 初步遴選

根據(jù)表1中不同病害類型推薦的養(yǎng)護方案，中國現(xiàn)有預防性養(yǎng)護方案可分為封縫處治、封層處治、罩面處治三類。其中：封縫處治主要用于封閉瀝青路面表面淺層裂縫，防止表面雨水滲透至結構層內部造成在行車荷載及寒冷環(huán)境下凍脹破壞，封縫材料主要有密封膠、高粘度橡膠瀝青及抗裂貼等；封層處治是將路面損壞部位進行整體性修補，根據(jù)施工設備限制，一般需進行一段范圍連續(xù)鋪設，主要包括稀漿封層、碎石封層、微表處及復合封層等；罩面處治主要為薄層或超薄層罩面，一般加鋪厚度不超過4 cm，主要用于改善瀝青路面平整度、抗滑能力等整體性能。

上述預防性養(yǎng)護方案并非一成不變，一般瀝青路面會存在多種損害形式，宜根據(jù)主要損壞形式進行方案初選。一種損害形式一般可采用不同的養(yǎng)護方案進行處治，一種養(yǎng)護方案也可以處治不同損壞類型，應根據(jù)公路等級、交通量等進行選取。

2.2 經(jīng)濟性分析

預防性養(yǎng)護應在保障路面高質量運營的條件下盡可能降低道路全壽命周期運營成本，在進行預防性養(yǎng)護方案遴選時，經(jīng)濟性分析必不可少。而道路全壽命周期成本涵蓋各項投資費用，如運營前的投資建設費用、運營中的日常維護費用、大中修費用及達到使用壽命后的道路可利用殘值，若為融資型建設道路，還應考慮利息償還等一系列費用支出。若將全壽命周期各項費用全部予以考慮，雖然技術上更合理，但可操作性將大大降低，也不利于遴選程序的大范圍推廣?？紤]到預防性養(yǎng)護為運營過程中成本支出，在進行預防性養(yǎng)護方案對比時，可不考慮建設期費用、道路殘值等費用，使用財務分析中等效年值法進行預防性養(yǎng)護方案投資效益比較。首先確定各養(yǎng)護方案一次性建設所需費用P，然后分列出各養(yǎng)護方案完成后路面再次損壞至目前技術狀況時可使用年限n，根據(jù)投資費用P計算每年均攤費用：

A=P(A/P,i,n)

為簡化計算，可采用靜態(tài)財務分析，直接采用以下簡化計算方式：

A=P/n

2.3 多因素加權綜合評價

經(jīng)過上述初步遴選及經(jīng)濟性分析后，可能還存在多個可行的預防性養(yǎng)護方案，針對各項目特有的內外部條件，可將影響方案實施的各因素進行加權分析，以避免養(yǎng)護決策過程中主觀影響的決策偏差。引入多因素加權綜合評價系數(shù)ω，先列出影響因素并確定各影響因素權值比例，然后將不同預防性養(yǎng)護方案在各影響因素下進行賦值，賦值范圍為1～5，該方案受該因素影響大則取高值，反之則取低值。最終根據(jù)多因素加權綜合評價矩陣(見表2)計算各方案多因素加權綜合評價系數(shù)ω，ω越大，項目越利于該方案實施。各地應注重運營期間檢測資料積累，以保證影響因素分析及權值的準確性。

表2 多因素加權綜合評價矩陣

注：影響因素及權值可根據(jù)項目特性進行調整，但調整參數(shù)需經(jīng)專家評審后確定。

3 預防性養(yǎng)護管理決策應用

以某高速公路部分段落預防性養(yǎng)護為依托工程，該段落全長約40 km，為瀝青路面，設計速度100 km/h。由于該路段連通某省會城市，車流量較大，達10 206 pcu/d，且重載車輛較多，瀝青路面已出現(xiàn)各種損壞，主要病害類型及數(shù)量統(tǒng)計見表3。

由表3可知：1) 相對于其他路面損壞類型，裂縫類(含橫向、縱向)病害占比較大，龜裂病害比例也較大。由于道路運營中會不定期地對影響行車安全的較大病害進行修補處理，該路段修補位置較多，而對道路運行安全影響較大的坑槽病害較少。整體而言，該路段存在一定程度損壞，但損壞程度相對較輕。2) 對比左右幅病害數(shù)量，左幅損壞比例遠高于右幅，除縱向裂縫數(shù)量左右幅相當外，其他類型損壞左幅數(shù)量為右幅的2～14倍。這主要是由于左幅為通往省會城市方向，車輛一般滿載出發(fā)而空載返回，軸重不同導致左右幅差異顯著。進行路面預防性養(yǎng)護方案設計時，應對左右幅進行差異化考量。

表3 瀝青路面病害類型及數(shù)量

為判斷上述裂縫是否為結構性貫穿裂縫，在全路段分別選取10條較大裂縫鉆芯取樣。芯樣外觀檢查顯示，只有2個芯樣存在貫穿基層裂縫，其余均為瀝青層裂縫，表明該路段結構整體性相對較好，結構安全性儲備較高。

基于上述分析，該路段預防性養(yǎng)護決策分析如下：1) 該路段左右幅路面損壞差異明顯，右幅遠小于左幅，基于技術與經(jīng)濟性考慮，可只對左幅進行系統(tǒng)性預防性養(yǎng)護，而右幅保持現(xiàn)有間斷性養(yǎng)護即可。2) 由于該路段交通量較大，應按大交通量進行養(yǎng)護方案遴選，且需按主要病害類型(縱、橫向裂縫及龜裂)進行遴選。由于道路基層結構相對完整，裂縫相對單一、連通裂縫少，該類病害宜采用封縫措施，以阻隔雨水通過裂縫滲入侵蝕道路內部。對于龜裂類型損壞，可選取薄層罩面、復合封層及微表處進行預防性養(yǎng)護處治。3) 參照費用效益計算公式進行分析，該路段所有費用均可自籌，不存在借貸利息等其他費用，可采用簡化方式計算，各方案計算結果見表4。結果表明，微表處與薄層罩面的等效年度費用相當，均小于復合封層。4) 對初選3個方案進行多因素加權綜合分析，按上述推薦的權值等相關參數(shù)進行計算，結果顯示微表處、薄層罩面、復合封層的多因素加權系數(shù)分別為4.11、4.01、3.46，微表處與薄層罩面具有比復合封層更高的計算系數(shù)，即更具適用性。5) 綜上，建議該路段采用微表處或薄層罩面進行預防性養(yǎng)護設計。該路段實際采用4 cm AC-13薄層罩面進行預防性養(yǎng)護處治。

表4 推薦預防性養(yǎng)護方案的等效年度費用計算

4 結論

通過對中國預防性養(yǎng)護現(xiàn)狀的分析，提出一種技術可行、可操作性強的瀝青路面預防性養(yǎng)護管理決策程序，該程序主要分為初步遴選、經(jīng)濟性分析及多因素加權綜合評價分析。結論如下：

(1) 宜根據(jù)路面主要損壞形式進行瀝青路面預防性養(yǎng)護方案初選，一種損害形式一般可采用不同的養(yǎng)護方案，一種養(yǎng)護方案也可以處治不同損壞類型，應根據(jù)公路等級、交通量等進行選取。

(2) 應結合項目具體內外部條件，將各因素指標進行多因素加權綜合評價，結合等效年值法綜合確定技術可行、經(jīng)濟合理、實施性強的預防性養(yǎng)護方案。各地應注重運營期間檢測資料積累，保證影響因素分析及權值的準確性。

(3) 瀝青路面預防性養(yǎng)護管理決策程序技術可行、經(jīng)濟合理且實施性強，可用于預防性養(yǎng)護方案管理決策。