公路路面使用性能评价与预防性养护决策

引言

公路路面长时间受到交通荷载和自然环境的作用，难免产生各种裂缝、坑槽、车辙、松散等病害。这些病害给公路的平整度、抗滑性及结构强度造成较大影响，大幅缩短其使用年限，增加了养护成本。预防性养护是养护工程中较为先进的养护理念，指针对尚未发生明显病害或只产生早期病害的路面，采取一定养护措施，延缓路面性能下降的进程。科学合理的预防性养护措施既能有效预防和控制路面病害的发展，又可以保持路面良好的使用性能，给公路使用者提供更安全、舒适、便捷的出行。因此，进行公路路面使用性能评价与预防性养护措施的研究，不仅可以保障公路交通安全，提高公路服务质量，而且可以有效节约公路养护的资源，实现公路的可持续发展。

1 预防性养护原则

科学性原则。科学性原则是指在制定公路路面预防性养护措施的过程中要采用科学的方法和技术，全面、准确分析路面状况及相关影响因素，以确定合理的养护对策。例如：利用数据挖掘技术，深入挖掘海量的路面检测数据、养护历史数据、交通量数据等隐藏的规律和趋势，建立路面性能的预测模型；利用基于机器学习算法的神经网络模型，预测路面的性能变化，为养护决策提供科学依据。（2）针对性原则。针对性原则是指在制定预防性养护方案时，根据路面的主要病害和影响因素，制定有效的养护对策。公路路面病害种类较多，不同路面病害对路面使用性能的影响程度存在差异，在制定养护措施的过程中，应综合路面性能、路面状况和平整度等因素。例如，当公路路面出现严重裂缝病害时，应采取灌缝、封缝等针对性措施，防止水分渗入路面结构内部而进一步加剧病害的发展。若路面还存在轻微的松散病害，可以在灌缝后对松散部位进行适当修补，提升路面的整体性能。（3）经济性原则。在制定预防性养护方案时，不能只考虑养护费用，而是需要综合考虑养护维修费用、运营费用等因素。在选择养护措施时，若某一项预防性养护措施需要的花费成本较多，但是该措施的实施可以有效延缓病害的发展，大幅降低后期运营费用，此时应考虑养护费用和运营费用的平衡关系。从我国路面养护管理现状看，如何合理计算预防性养护的资金投入至关重要。在计算的过程中，需要考虑地区差异以及不同地方的公路等级和交通量的差异，从而选择合理的资金投入量。

2 公路路面使用性能评价

2.1 评价内容与指标

公路路面使用性能评价主要包括以下几个方面的内容：路面损坏状况：这是评价路面使用性能的重要指标之一，主要反映路面结构的完整性。常见的路面损坏类型有裂缝（如横向裂缝、纵向裂缝、龟裂）、坑槽、车辙、沉陷、松散等。评价时，需要对这些损坏的类型、数量、严重程度进行调查和统计，通常采用损坏率、裂缝率等指标来量化路面损坏状况。路面平整度：路面平整度直接影响行车舒适性和安全性，是衡量路面使用性能的关键指标。平整度差的路面会增加车辆的颠簸和振动，加剧车辆磨损，同时也会影响行车速度和燃油消耗。常用的平整度评价指标有国际平整度指数（IRI），它通过测量车辆在路面上行驶时的竖向位移来反映路面的平整程度。路面抗滑性能：路面抗滑性能关系到行车安全，尤其是在雨天或冰雪天气条件下，良好的抗滑性能可以减少车辆打滑和追尾事故的发生。评价路面抗滑性能的指标主要有摆值（BPN）、构造深度（TD）等，摆值反映了路面表面的抗滑能力，构造深度则反映了路面表面的宏观纹理特征。路面结构强度：路面结构强度是路面承受车辆荷载的能力，它直接决定了路面的承载能力和使用寿命。

2.2 评价方法

公路路面使用性能评价通常采用定性与定量相结合的方法。定性评价主要是通过目测观察路面的损坏情况和外观特征，对路面状况进行初步判断；定量评价则是利用专业的检测设备对各项评价指标进行测量，并根据一定的评价标准进行打分或评级。目前，常用的定量评价方法有层次分析法、模糊综合评价法、神经网络评价法等。层次分析法是将复杂的评价问题分解为多个层次，通过确定各层次指标的权重，进行逐层分析和综合评价；模糊综合评价法考虑了评价指标的模糊性，通过建立模糊评价矩阵，对路面使用性能进行综合评判；神经网络评价法则利用神经网络的自学习和非线性映射能力，通过对大量实测数据的训练，实现对路面使用性能的准确评价。

3 公路路面预防性养护决策

3.1 定期开展病害检测

为确保高速公路运营安全性与畅通性，高速公路管理部门应定期开展病害检测，进而为高速公路路面预防性养护方案的制订提供科学依据。具体而言，可采用路面病害自动检测车和探地雷达探测设备，高效、准确地获取路面信息。该检测车能实现对路面的快速扫描，清楚显示出裂缝，坑槽和其他病害形式；探地雷达则能深入路面内部，以检测结构层可能存在的问题，如基层松动或空洞等情况。通过综合分析检测数据，可实现对路面病害种类、严重程度及分布范围进行准确判断，进而为养护时机的确定、养护技术的选择提供可靠依据。

3.2 稀浆封层与微表处技术

稀浆封层和微表处技术均属于薄层表面养护措施，主要区别在于材料组成和施工性能。稀浆封层采用普通乳化沥青、水、矿粉和集料混合后均匀摊铺在路面上，形成一层薄膜，适用于轻微老化或裂缝较少的路面，以提高表面抗滑性能和密封效果。而微表处技术则采用改性乳化沥青、特定级配的骨料、填料及添加剂，形成高性能薄层，适用于路面磨耗较严重、轻微车辙和裂缝较多的情况。施工过程中，稀浆封层采用机械喷洒或人工摊铺，施工简便，但养护期较长；微表处采用专用摊铺设备，可在短时间内开放交通，且具备更强的耐久性和抗滑性能，因此适用于交通量较大的高速公路。

3.3 裂缝修补技术

裂缝修补是公路预防性养护的重要内容，主要分为裂缝灌缝和贴缝技术。裂缝灌缝适用于轻中度裂缝，通过填充高弹性密封材料，防止水分渗入基层。施工步骤包括裂缝清理、加热密封材料、灌注填充、刮平密封层，确保密封效果。该方法适用于温度变化大的地区，可有效减少裂缝扩展风险。而贴缝技术适用于较窄或纵向裂缝，采用高强度粘结带或防水膜覆盖裂缝，以增强路面防水能力。施工时需确保路面干燥、清洁，并使用专用设备进行热压粘贴，保证粘结牢固。裂缝修补技术成本较低，适用于日常养护，但修补效果受气候和交通荷载影响较大，需要定期检查维护。

结束语

公路路面使用性能评价与预防性养护决策是公路养护管理工作的重要组成部分。科学合理的路面使用性能评价能够为预防性养护决策提供可靠的依据，而有效的预防性养护决策则能够延长公路使用寿命、降低养护成本、保障交通畅通。在实际工作中，应不断完善路面使用性能评价指标和方法，提高评价的准确性和科学性；同时，应结合实际情况，选择合适的预防性养护决策方法，制定最优的养护方案。通过将两者有机结合，实现公路路面的精细化养护管理，为交通运输事业的发展提供有力保障。

参考文献

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