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一、 沥青路面预防性养护概述
在我国,目前的养护方式主要采取矫正性的养护措施,在公路设施出现病害、甚至较严重病害后,再采取补救性措施进行修复。矫正性养护是一种事后行动，它是去补救某处明显的损坏或缺陷，因此也可以被称为被动养护。在这样的模式中,养护目标与养护经费不足的矛盾较为突出。一些病害路段由于分配不到足够的养护资金,得不到及时修复,导致这些路段的病害进一步发展和恶化,从而需要更多的维修经费。
近年来，国内外研究的热点是路面预防性养护，路面预防性养护对维持良好的路面性能具有重要的意义。AASHTO对预防性养护(Pavement Preventive Maintenance, PPM)定义为:在公路寿命期内,为了保证路况良好、延长公路寿命并将寿命周期内养护成本降到最低,而应用一系列的预防性养护措施的系统过程。而在这一系统过程中,要在不增设建成公路系统及其附属设施的条件下,达到延缓路况退化、保持或改进系统的功能性状况的目的。
对于预防性养护技术国外发达国家已经形成了整套规范化、科学化的体系, 预防性养护措施主要有：灌缝、雾封层、稀浆封层、微表处、石屑封层、超薄磨耗层等技术，主要处理路面裂缝、车辙、泛油以及防止水损害等，延长路面使用寿命，延迟大中修的到来。
二、预防性养护在广州机场高速公路的应用
（一） 广州机场高速路面工程概况
广州机场高速公路全长50.46公里，全线沥青路面面积151.2万平方米，混凝土路面面积25.1万平方米，以沥青路面为主。针对广州地区的气候条件和根据交通量的预测，路面设计为：上面层沥青马蹄脂碎石混合料SMA-13和中面层沥青混凝土AC-20I的结合料采用改性沥青；基质沥青采用进口重交通道路石油沥青AH-70；上面层用粗集料采用优质玄武岩。
（二） 广州机场高速路面病害情况
根据广州机场高速公路几年来路面病害调查情况，路面破损主要有：纵、横向裂缝、坑槽、麻面、脱皮、车辙等。这些病害与当地的气候条件及地质条件有很大的关系，因为路线位于珠江三角洲广州市北部，段内地势平缓，软土地基分布范围广泛，地质条件差，处于亚热带气候，受海洋季风影响，温暖多雨，夏季湿热，多台风及暴雨；冬季干燥，偶有奇寒。温差较大、地表水充沛、地下水位较高，使得路基甚至基层经常处于潮湿状态。
针对该高速公路主要的路面破损如下：
1、横向裂缝
这种裂缝与路面中线近于垂直，有时伴有少量支缝。裂缝起于两侧的硬路肩，逐渐发展而贯通全路幅，贯通的裂缝沿路面大致呈均匀分布。该高速公路的横向裂缝主要是由于低温收缩或半刚性基层收缩引起的反射性裂缝。
2、坑槽
该高速公路坑槽以左线为主，右线次之，慢车道多于超车道。坑槽多出现在雨后，一次集中降雨后，新增加若干个。通常是松散、裂缝等病害进一步发展的结果。过量的水分渗入这些病害处，部分碎裂的小块面层或基层材料剥落脱离，形成坑槽并不断扩大。
3、车辙
车辙是沥青路面表面沿轮迹的纵向凹陷，是沥青路面特有的一种损坏现象，是在与时间有关的荷载因素和气候因素共同作用下，轮迹带逐渐产生下洼形变并形成两条纵向的凹槽。车辙的深度常以轮迹带外侧凸起部分的峰顶到槽的谷底的距离表示。广州机场高速公路路面车辙，以左线（即南行）较为严重。沥青路面上的车辙，除了影响行车舒适性外，还与交通安全有直接影响。影响车辙形成的因素有以下几方面：
(l) 沥青混合料的影响。
沥青混合料是一种粘弹性材料，对密级配沥青混凝土来说，尤其在较高路面温度条件下，它可以看成是一种热流变性材料。此时弹性作用相对较弱，粘性起主导作用，亦即车辙的产生与沥青感温性相关。
(2) 集料级配的影响。
对密级配沥青混凝土而言，增大集料的粒径对提高抗车辙能力有一定效果，但同时必须保证有较好的级配以增大密实度。因为，孔隙率对车辙的影响非常大。
(3) 沥青面层厚度的影响。
沥青面层厚度是影响车辙的重要因素，合理的面层厚度能够减少车辙的产生。
(4) 交通及环境条件影响。
交通量、轴载、轮胎气压是影响车辙的重要因素，气候特点对车辙也有重要影响。
（三）广州机场高速预防性养护措施
广州机场高速公路路面结构是4cm(SMA-13)-6cm(AC-20I)-6cm(AC-25I)，SMA路面基本上不透水的优点使沥青路面水稳定性得到很大改善，即中下面层空隙率较大，易透水，上面层裂缝或其它原因致水下渗时，面层空隙水在长期交通荷载作用下，动水压力必会从下面层开始破坏路面，在进行翻浆病害维修时，常看到下面层早已相当松散。 因此，加强对沥青路面4cm上面层的养护，防止水下渗入中、下面层，是路面养护工作的中心。
随着运营时间的增加，沥青路面使用年限增加，受到温度、降雨、交通荷载等外界因素的影响，路面必然会逐渐出现疲劳裂缝及沥青老化等现象。为了延迟沥青路面大中修的到来，提高路面使用寿命，广州机场高速公路采取预防性措施，加强对沥青路面的检测、调查、修补，保证足够的维修经费进行路面维修。从表1-1可以看到路面维修数量随着使用年限的增加、交通荷载加重而提高，07年较06年维修面积增加了约30%，路面使用质量仍然保持良好状态。
表1-1 2006年和2007年沥青路面维修工程量统计表
2004年8月，在广州白云国际机场正式搬迁后，广州机场高速公路交通量迅速增加，特别加上机场高速北延线开通后，重车货车数量增多，对路面的损坏加大，且按照2007年昼夜交通量的统计，实际昼夜交通量为114753辆，相当于设计的车流量的2.6倍，路面的损坏加速，需加强养护维修。
在养护管理过程中，认真贯彻“预防为主，防治结合”的方针，实现“三大转变”，即由跟踪性养护转变为预防性养护，突击性养护转变为经常性养护；单一路面养护转变为全面养护。坚持实行路况巡视制度，加强预防性养护，按照“早检查、早发现、早测设、早施工”的方针，积极主动做好病害的预防和治理工作。规定设施巡查养护、设施报修维修和设施检测等各项工作流程，并且有完善的设施养护维修制度，在制度中明确专人专项负责高速公路及其附属设施的检查与养护，定期填写相关表格纪录，保持高速公路正常使用功能。坚持以路面养护为中心，加强路面的周期性检查和养护，尽量将安全隐患消除在萌芽状态。同时，在路面管理的过程中，引进路面管理系统，综合考虑技术、经济、社会、环境等多方面的因素，使整个管理过程系统化、科学化和现代化，为管理部门的决策人员提供分析的方法和工具，更加系统、科学地管理好路面。
三、沥青路面预防性养护的优势
预防性养护具有以下优点：（1）资金得到充分利用。预防性养护采用科学的方法与检测手段对路况进行科学的预测与评价,对公路路况按优劣进行排序,为制定科学的养护计划提出了依据,在资金分配上首先处理那些即将出现问题的路段,使路上的各种病害在即将出现时即通过养护手段进行处理,使公路路况始终保持良好的状态,使有限的资金得到合理利用。（2）公路养护形成了良性循环。预防性养护的依据是路况的信息及现代化的检测和评价手段,从而准确地掌握了公路的发展规律对公路采取了科学的养护手段,使各种病害处于萌芽状态。（3）促进公路养护现代化。能够充分发挥专业技术人员的能动性和现代科学技术的优势,为公路养护事业服务。（4）较好地服务于社会。采取预防性养护,公路路况始终保持在较高的水平,为社会提供了高质量的服务[30]。
预防性养护理念的核心在于防患于未然,基础在于经济性最优。也可以说,预防性养护就是指在道路技术状况衰减的初期,在最适当的时机,应用最适当的预防性养护措施,以最小的寿命周期成本、最大程度地延缓路况退化。有资料显示预防性养护可延长公路寿命达15年,养护费用降低45%。在发达国家的多年应用表明,预防性养护是理论基础坚实、决策体系科学、工作程序规范、技术措施先进、经济效益显著的高速公路养护模式。而我国公路管理部门对预防性养护的研究和应用刚刚起步,缺乏基础数据和实践经验,因此积极研究和推广预防性养护,在我国的高速公路养护管理中具有积极意义和重要价值。
四、 结束语
预防性养护理念的核心在于防患于未然,基础在于经济性最优。也可以說,预防性养护就是指在道路技术状况衰减的初期,在最适当的时机,应用最适当的预防性养护措施,以最小的寿命周期成本、最大程度地延缓路况退化。有资料显示预防性养护可延长公路寿命达15年,养护费用降低45%。在发达国家的多年应用表明,预防性养护是理论基础坚实、决策体系科学、工作程序规范、技术措施先进、经济效益显著的高速公路养护模式。而我国公路管理部门对预防性养护的研究和应用刚刚起步,缺乏基础数据和实践经验,因此积极研究和推广预防性养护,在我国的高速公路养护管理中具有积极意义和重要价值。
参考文献：
[1] 苏卫国,张肖宁,王端宜.道路预防性养护的概念、应用及发展 .广东公路交通,2005.
[2] 陆鼎中、程家驹，路基路面工程，上海：同济大学出版社，1999：209
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
在我国,目前的养护方式主要采取矫正性的养护措施,在公路设施出现病害、甚至较严重病害后,再采取补救性措施进行修复。矫正性养护是一种事后行动，它是去补救某处明显的损坏或缺陷，因此也可以被称为被动养护。在这样的模式中,养护目标与养护经费不足的矛盾较为突出。一些病害路段由于分配不到足够的养护资金,得不到及时修复,导致这些路段的病害进一步发展和恶化,从而需要更多的维修经费。
近年来，国内外研究的热点是路面预防性养护，路面预防性养护对维持良好的路面性能具有重要的意义。AASHTO对预防性养护(Pavement Preventive Maintenance, PPM)定义为:在公路寿命期内,为了保证路况良好、延长公路寿命并将寿命周期内养护成本降到最低,而应用一系列的预防性养护措施的系统过程。而在这一系统过程中,要在不增设建成公路系统及其附属设施的条件下,达到延缓路况退化、保持或改进系统的功能性状况的目的。
对于预防性养护技术国外发达国家已经形成了整套规范化、科学化的体系, 预防性养护措施主要有：灌缝、雾封层、稀浆封层、微表处、石屑封层、超薄磨耗层等技术，主要处理路面裂缝、车辙、泛油以及防止水损害等，延长路面使用寿命，延迟大中修的到来。
二、预防性养护在广州机场高速公路的应用
（一） 广州机场高速路面工程概况
广州机场高速公路全长50.46公里，全线沥青路面面积151.2万平方米，混凝土路面面积25.1万平方米，以沥青路面为主。针对广州地区的气候条件和根据交通量的预测，路面设计为：上面层沥青马蹄脂碎石混合料SMA-13和中面层沥青混凝土AC-20I的结合料采用改性沥青；基质沥青采用进口重交通道路石油沥青AH-70；上面层用粗集料采用优质玄武岩。
（二） 广州机场高速路面病害情况
根据广州机场高速公路几年来路面病害调查情况，路面破损主要有：纵、横向裂缝、坑槽、麻面、脱皮、车辙等。这些病害与当地的气候条件及地质条件有很大的关系，因为路线位于珠江三角洲广州市北部，段内地势平缓，软土地基分布范围广泛，地质条件差，处于亚热带气候，受海洋季风影响，温暖多雨，夏季湿热，多台风及暴雨；冬季干燥，偶有奇寒。温差较大、地表水充沛、地下水位较高，使得路基甚至基层经常处于潮湿状态。
针对该高速公路主要的路面破损如下：
1、横向裂缝
这种裂缝与路面中线近于垂直，有时伴有少量支缝。裂缝起于两侧的硬路肩，逐渐发展而贯通全路幅，贯通的裂缝沿路面大致呈均匀分布。该高速公路的横向裂缝主要是由于低温收缩或半刚性基层收缩引起的反射性裂缝。
2、坑槽
该高速公路坑槽以左线为主，右线次之，慢车道多于超车道。坑槽多出现在雨后，一次集中降雨后，新增加若干个。通常是松散、裂缝等病害进一步发展的结果。过量的水分渗入这些病害处，部分碎裂的小块面层或基层材料剥落脱离，形成坑槽并不断扩大。
3、车辙
车辙是沥青路面表面沿轮迹的纵向凹陷，是沥青路面特有的一种损坏现象，是在与时间有关的荷载因素和气候因素共同作用下，轮迹带逐渐产生下洼形变并形成两条纵向的凹槽。车辙的深度常以轮迹带外侧凸起部分的峰顶到槽的谷底的距离表示。广州机场高速公路路面车辙，以左线（即南行）较为严重。沥青路面上的车辙，除了影响行车舒适性外，还与交通安全有直接影响。影响车辙形成的因素有以下几方面：
(l) 沥青混合料的影响。
沥青混合料是一种粘弹性材料，对密级配沥青混凝土来说，尤其在较高路面温度条件下，它可以看成是一种热流变性材料。此时弹性作用相对较弱，粘性起主导作用，亦即车辙的产生与沥青感温性相关。
(2) 集料级配的影响。
对密级配沥青混凝土而言，增大集料的粒径对提高抗车辙能力有一定效果，但同时必须保证有较好的级配以增大密实度。因为，孔隙率对车辙的影响非常大。
(3) 沥青面层厚度的影响。
沥青面层厚度是影响车辙的重要因素，合理的面层厚度能够减少车辙的产生。
(4) 交通及环境条件影响。
交通量、轴载、轮胎气压是影响车辙的重要因素，气候特点对车辙也有重要影响。
（三）广州机场高速预防性养护措施
广州机场高速公路路面结构是4cm(SMA-13)-6cm(AC-20I)-6cm(AC-25I)，SMA路面基本上不透水的优点使沥青路面水稳定性得到很大改善，即中下面层空隙率较大，易透水，上面层裂缝或其它原因致水下渗时，面层空隙水在长期交通荷载作用下，动水压力必会从下面层开始破坏路面，在进行翻浆病害维修时，常看到下面层早已相当松散。 因此，加强对沥青路面4cm上面层的养护，防止水下渗入中、下面层，是路面养护工作的中心。
随着运营时间的增加，沥青路面使用年限增加，受到温度、降雨、交通荷载等外界因素的影响，路面必然会逐渐出现疲劳裂缝及沥青老化等现象。为了延迟沥青路面大中修的到来，提高路面使用寿命，广州机场高速公路采取预防性措施，加强对沥青路面的检测、调查、修补，保证足够的维修经费进行路面维修。从表1-1可以看到路面维修数量随着使用年限的增加、交通荷载加重而提高，07年较06年维修面积增加了约30%，路面使用质量仍然保持良好状态。
表1-1 2006年和2007年沥青路面维修工程量统计表
2004年8月，在广州白云国际机场正式搬迁后，广州机场高速公路交通量迅速增加，特别加上机场高速北延线开通后，重车货车数量增多，对路面的损坏加大，且按照2007年昼夜交通量的统计，实际昼夜交通量为114753辆，相当于设计的车流量的2.6倍，路面的损坏加速，需加强养护维修。
在养护管理过程中，认真贯彻“预防为主，防治结合”的方针，实现“三大转变”，即由跟踪性养护转变为预防性养护，突击性养护转变为经常性养护；单一路面养护转变为全面养护。坚持实行路况巡视制度，加强预防性养护，按照“早检查、早发现、早测设、早施工”的方针，积极主动做好病害的预防和治理工作。规定设施巡查养护、设施报修维修和设施检测等各项工作流程，并且有完善的设施养护维修制度，在制度中明确专人专项负责高速公路及其附属设施的检查与养护，定期填写相关表格纪录，保持高速公路正常使用功能。坚持以路面养护为中心，加强路面的周期性检查和养护，尽量将安全隐患消除在萌芽状态。同时，在路面管理的过程中，引进路面管理系统，综合考虑技术、经济、社会、环境等多方面的因素，使整个管理过程系统化、科学化和现代化，为管理部门的决策人员提供分析的方法和工具，更加系统、科学地管理好路面。
三、沥青路面预防性养护的优势
预防性养护具有以下优点：（1）资金得到充分利用。预防性养护采用科学的方法与检测手段对路况进行科学的预测与评价,对公路路况按优劣进行排序,为制定科学的养护计划提出了依据,在资金分配上首先处理那些即将出现问题的路段,使路上的各种病害在即将出现时即通过养护手段进行处理,使公路路况始终保持良好的状态,使有限的资金得到合理利用。（2）公路养护形成了良性循环。预防性养护的依据是路况的信息及现代化的检测和评价手段,从而准确地掌握了公路的发展规律对公路采取了科学的养护手段,使各种病害处于萌芽状态。（3）促进公路养护现代化。能够充分发挥专业技术人员的能动性和现代科学技术的优势,为公路养护事业服务。（4）较好地服务于社会。采取预防性养护,公路路况始终保持在较高的水平,为社会提供了高质量的服务[30]。
预防性养护理念的核心在于防患于未然,基础在于经济性最优。也可以说,预防性养护就是指在道路技术状况衰减的初期,在最适当的时机,应用最适当的预防性养护措施,以最小的寿命周期成本、最大程度地延缓路况退化。有资料显示预防性养护可延长公路寿命达15年,养护费用降低45%。在发达国家的多年应用表明,预防性养护是理论基础坚实、决策体系科学、工作程序规范、技术措施先进、经济效益显著的高速公路养护模式。而我国公路管理部门对预防性养护的研究和应用刚刚起步,缺乏基础数据和实践经验,因此积极研究和推广预防性养护,在我国的高速公路养护管理中具有积极意义和重要价值。
四、 结束语
预防性养护理念的核心在于防患于未然,基础在于经济性最优。也可以說,预防性养护就是指在道路技术状况衰减的初期,在最适当的时机,应用最适当的预防性养护措施,以最小的寿命周期成本、最大程度地延缓路况退化。有资料显示预防性养护可延长公路寿命达15年,养护费用降低45%。在发达国家的多年应用表明,预防性养护是理论基础坚实、决策体系科学、工作程序规范、技术措施先进、经济效益显著的高速公路养护模式。而我国公路管理部门对预防性养护的研究和应用刚刚起步,缺乏基础数据和实践经验,因此积极研究和推广预防性养护,在我国的高速公路养护管理中具有积极意义和重要价值。
参考文献：
[1] 苏卫国,张肖宁,王端宜.道路预防性养护的概念、应用及发展 .广东公路交通,2005.
[2] 陆鼎中、程家驹，路基路面工程，上海：同济大学出版社，1999：209
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。