预防性养护技术措施及适用范围

预防性养护技术措施及适用范围

当前，“预防性养护”在我国还不是一个标准的专业术语，对预防性养护尚无统一界定，造成预防性养护措施选择的混乱。本章根据预防性养护的起源和发展，以及国外对预防性养护的理解，考虑国内外养护技术规范的差异，明确了预防性养护的定义和内涵。调研分析了安徽省沥青路面常用的预防性养护措施，阐述了常用沥青路面预防性养护措施的基本特性，总结了不同预防性养护技术措施适用条件，建立了面向沥青路面病害的预防性养护对策库。

1预防性养护的定义和内涵

目前，交通部相关技术规范中并未给出预防性养护明确定义，“预防性养护”还不是一个标准的专业术语。因此，对于预防性养护技术的定义和内涵理解存在差异。

预防性养护的概念起源于上个世纪70年代末期。1980年，Blum 和Phang 结合加拿大路面管理系统项目正式提出了路面预防性养护的概念，这是最早关于路面预防性养护概念的报导。1987年，美国公路战略研究计划（SHRP）开展了代号为SPS-3的养护费用-效益（Maintenance Cost-Effectiveness）的柔性路面预防性养护技术试验路的研究项目。该项目将坑洞修补、裂缝处治纳入预防性养护范畴。2000年AASHTO提出了预防性养护的定义，即公路预防性养护是一种成本效益处置计划策略，它是针对已建公路系统及其附属设施，延缓破坏时间、保持或提高系统功能性状况，但不提高结构承载能力的周期性养护措施。

2001年，美国路面维护基金会（FP2，Foundation for Pavement Preservation）研究认为，预防性养护关键是“适当时机采用适当处治技术”，这反映了观念、策略和方向上的巨大转变。应当指出，“灌缝、补洞”等技术措施是“即现即修”，不存在“适当时机”问题，因此坑洞修补、裂缝处治不应纳入预防性养护范畴。

1.1 预防性养护的界定

当前，“预防性养护为主、修复性养护为辅”的公路养护理念已经得到认可和践行。但是，按照交通部现行的路面养护技术规范，一般将沥青路面养护作业分为“小修保养、中修工程、大修工程和专项工程”四种。这使得预防性养护处于尴尬的局面，一方面管理部门很难明确预防性养护的地位，另一方面也难以获得相

关预防性养护工程计划资金。

美国将路面养护维修作业分为：预防性养护、修复性养护、路面翻修和路面重建。因此，坑洞修补、裂缝处治等日常养护技术可以纳入预防性养护范畴。参考我国现行规范，可将预防性养护定义为介于小修保养与中修工程之间养护作业，其主要目的是推迟路面大中修时间并节约了大量养护费用。

1.2 预防性养护的内涵

路面预防性养护是一种复杂系统工程，其内涵十分丰富，包括路面状况评价、使用性能预测、养护路段划分、养护措施选择、养护时机确定、养护效果评价等问题。从技术角度上来讲，公路预防性养护关键主要是解决3W的问题，即什么样的时机（When）、采取什么措施（What）、用在什么样的道路上（Where）。

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。为实现“在最佳时间内对合适的路段采取有效措施”，必须对路面状况科学评价的基础上，基于路面性能衰变规律、费用-效益分析确定养护时间和养护技术。

准确地评价路面状况是明确养护需求，制定预防性养护策略的基础。对于沥青路面，可综合考虑PCI、RQI、SFC或BPN、SSI等指数进行评定。对路面进行全面评价形成单项评价指标，每个单项指标都应该存在个阈值用于进行预防性养护的决策。在评价指标值达到阈值之前都可以采取预防性养护措施, 而一旦超过此值则不再适合预防性养护。

养护时机的确定通常是建立关键路用性能指标的触发值，通过路用性能预测或实地检测获取某路用性能指标的数据，一旦发现该路用性能指标达到其触发值，则认为此时需采取预防性养护措施。如美国采用PCI进行控制，PCI在60~75时，要开展预防性养护。而这种方法的基础是建立路面性能变化规律预测模型。目前国内外常用的预测方法可分为确定型方法和概率型方法。在我国，确定型方法较为常用，即通过历年来路面性能变化规律进行外延来推测，通常为指数型。

养护措施的选择主要基于路面状况、养护技术适用条件和效益费用分析。其中效益费用分析在多种养护措施同时适用时起到关键作用。可采用全寿命周期路面成本进行分析，即在路面全寿命周期内的路面建设费用和养护费用的总和进行分析。也可简单地采用等效年度费用（单位成本/预期寿命）进行分析。

2 国外预防性养护措施

预养护措施是预养护计划实施的手段，在70年代，美国就开始使用预防性养护措施。根据预养护的定义，预养护措施主要作用在路面结构完好的路面上，用来改善路面的表面使用性能和耐久性。美国常用的预养护措施主要包括以下这些：

（1）灌缝（Crack Seal），采用密封材料填入路面的裂缝内，防止水和杂物进入路面内部，加速路面的损坏。裂缝修补包括裂缝的清理、灌填空间的形成（如切割）和填缝料的灌入。这种措施在国内外都得到了广泛的应用，在国内被作为小修保养的范围，单其使用材料施工工艺需要进一步的规范化。

图2-1 灌缝

（2）雾封层(Fog Seal)，采用机械设备将稀释的慢凝乳化沥青喷洒在路面上，密封细小的裂缝和孔隙，防止路面的松散和老化。

图2-2 雾封层

（3）碎石封层（Chip Seal），是指在路面上直接洒布沥青（一般为乳化沥青），紧跟着撒布一层集料，然后用轮胎压路机进行碾压。碎石封层主要用来防水、修补细小的裂缝（主要为与荷载无关的裂缝）、改善抗滑性能，在美国大量使用在低交通量道路和城市道路。近年来美国对碎石封层在大交通量道路和高速公路上的应用也展开了研究。碎石封层可以是单层应用也可以是多层应用。

图2-3碎石封层

（4）砂封层（Sand/Flush Seal），与碎石封层的结构和工艺类似，区别在于砂封层在洒布乳化沥青后覆盖的是砂或则细集料。砂封层可以用来富养干燥、氧化的沥青路面表面，防止松散，阻止水的渗入，增加路面的抗滑性能。该措施在国内的下封层中有广泛应用，单在面层的使用还缺乏经验。