| 高速公路沥青路面养护管理发展趋势及对策 |
来源:管养网 作者:何雄伟 周丹 发布日期:2008-7-1
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摘要:目前我国高速公路普遍存在重建轻养问题,湖北省京珠高速公路管理处一直致力于养护工作的研究。本文以湖北京珠高速的实际养护为依托,就目前我国高速公路沥青路面养护与管理中的主要问题及对策作了深入分析。 一、背景
在我国,高速公路是指满足交通部《公路工程技术标准》(JTG B01—2003),采用高级路面结构(沥青砼路面、水泥砼路面)的公路。高速公路的主要特点是:交通流量大、行车速度快、渠化程度高、桥涵等构造物多、公路设施比较齐全,全部控制出入。它们构成国家公路网主骨架,是国家公路交通运输主动脉。
到2005年底,全国公路通车总里程为193.05万公里,居世界第四位。其中,等级公路里程159.18万公里,占总里程的82.5%;二级及以上公路里程32.58万公里,占16.9%;有路面公路里程99.46万公里,占51.5%;高速公路通车里程为4.1万公里,已居世界第二位。按照规划,2010年我国将基本完成国家高速公路网“7918”中的“五射两纵七横”的建设,使高速公路总里程达到5.5万公里,初步形成规模效益。与高速公路建设已取得的巨大成就及远景目标相比,我国高速公路的养护管理工作却严重滞后,已不能适应我国公路事业高速发展的需要。
二、高速公路沥青路面养护发展趋势及对策
沥青路面结构层在世界范围来讲是高速公路首选的结构层,它有很多优势是不言而喻的,目前修建一条高速公路不太难,从平原到山区,从湖泊到丘陵。从沥青路面建设来讲技术标准、技术规范、操作程序十分成熟并且成型,而难的是如何把沥青路面养护好,保持路面结构的完整性,延长路面使用年限,这也是世界各国沥青路面养护者共同面临的一项课题,大家也都在进行积极有益的探索。这里就国内高速公路沥青路面的养护发展趋势及对策浅谈一下个人观点:
1、沥青路面养护管理发展趋势:
1.1 路面诊断智能化
路面诊断智能化分为两个阶段,首先是路面检测的自动化。与之相适应的许多路面检测设备应运而生,如路面综合检测车、横向摩擦力系数检测车、弯沉仪、激光平整度仪等等,通过这些检测设备进行路面数据自动采集。大部分路面检测设备技术是成熟的,但是路面综合检测车目前在国内还处于研究、探索、试用阶段,还没有形成规模,最具有代表性的是武汉大学和南京理工大学的路面综合检测车。第二是路面管理专家系统,其功能是将路面检测数据进行储存和分析,通过数据处理评定路面使用性能和提出养护对策。路面管理系统通过交通部多年努力推广和运用,虽然取得了一批成果,但是目前还不能提出养护对策。为此很多公路养护管理部门在进行深入的研究,探索沥青路面各项技术指标的变化规律,通过技术经济综合比较提出切实可行的养护对策,为制订年度养护计划提供技术保障。
1.2 预防性养护的常态化
从目前国内养护情况看,基本上都是事后性养护,就是出现了病害才去处理问题,而真正实行预防性养护有个过程,并且取决于智能化数字处理的准确性。从世界范围来讲,在实行预防性养护过程中,除了日常性地做好排水和常规性的病害处理外,有三种预防性养护的方式和方法被广泛应用:
1.2.1 雾封层技术
所谓雾封层技术就是将乳化沥青、改性乳化沥青以雾状喷洒在沥青路面上,封闭路面孔隙、微裂缝、修复路面老化,是一种针对沥青路面疲劳开裂、松散和水损坏的预防性养护技术。雾封层技术主要应用在微裂缝上,当路面开始出现微裂缝或松散,在路面上薄薄洒上一层雾封层封闭微裂缝,达到防水、提高表面层强度和改善路面外观的目的。雾封层技术施工方便,技术成熟,经济合理,可以有效延长沥青路面使用寿命。雾封层技术在我国处于试用阶段,在我省武汉市的城市道路也首次进行了尝试。
1.2.2 微表处技术
微表处技术是国内用来解决轻度车辙问题的一种技术,它有四大优点:一是养护成本低,并能最大限度地保证道路原有结构不受到破坏;二是施工工艺简单,通过直接在车辙路段两条轮迹带上填补沥青混合料来达到修复车辙的目的,工期比铣刨加铺沥青缩短近两倍;三是可以增强道路表面封水,修复沥青面层功能;四是提高路面平整度和路面抗滑性能;有效地修复路面轻度车辙,延缓路面病害的继续发生,从而推迟道路大、中修维修周期,提高养护资金的使用效率。今年湖北京珠高速公路上首次尝试应用微表处技术处理25mm以内车辙,效果良好。微表处技术在世界范围用来处理15mm以内车辙。
1.2.3 宏表处技术
宏表处技术在针对沥青路面疲劳开裂、磨光、泛油、松散、纵横向开裂的预防性养护技术,其施工工艺是将沥青路面清理干净后喷洒一层改性乳化沥青,然后洒布一层3号集料,最后碾压成型。宏表处技术施工简单易行,开放交通快,可以有效提高沥青路面抗滑能力和抗水损坏能力。湖北京珠管理处在沪蓉线上做了几百米试验段,从目前状况来看,松散和老化状况得到控制,抗水损坏能力明显提高,其使用寿命还需要时间检验。
1.3 养护设备的一体化
随着高速公路的不断发展,社会对高速公路的要求随之增高,要求高速公路提供快速、安全、高效的道路运输条件,如继续采取传统的修补坑槽、裂缝等的方法,耗时长、效果差,影响道路安全畅通,其发展趋势必然是养护施工设备的一体化。如美国、德国、日本等国家生产了现场热再生养护列车,它代表当今世界养护施工机械化、一体化的发展方向,集加热、铣刨、摊铺等功能于一体,每工作日可以对1~2km沥青路面进行再生养护,大大提高了养护效率,减少了占道时间。
1.4 养护材料的节能环保化
沥青路面材料再生利用可以缓解资源压力,有利于环境保护和降低养护成本,受到了各国的普遍重视。欧美发达国家经过多年的系统研究,开发了五种再生方式以及一系列成套设备,已经形成了一套比较完整的再生技术,达到了规范化和标准化的成熟程度,部分国家出台了相应的政策法规强制规定废旧沥青路面材料必须进行再生利用。1997年国际经合组织对11个国家的路面材料再生利用情况进行了调查,发表了《道路工程再生利用战略》白皮书。我国还处在引进、消化、试用阶段,我国大部分高速公路在沥青路面养护过程中将大量铣刨料废弃,不仅破坏了环境,浪费了资源,而且增加了成本。因此作为高速公路的管理者、养护者非常有必要增强环保节能意识。
1.5 路面结构材料的新型化
普通沥青路面设计寿命为15年,也就是说在15年内沥青路面需进行大修养护。一方面大修养护过程中需要花费大量的时间,占用过往车辆在途时间;另一方面在石油资源日益紧张的情况下,15年进行一次大修养护经济上不尽合理,为此部分国家不惜重金研究开发路面新结构和新材料,以最大限度地延长沥青路面使用寿命。德国于二十世纪六十年代开始研究SMA结构,八十年代开始大规模推广应用,其使用寿命达到25~30年。美国于二十世纪八十年代末投资1.5亿美元开展战略公路研究计划(即SHRP计划),对沥青路面结构和材料进行系统研究,经过5年的研究取得了一系列成果,将沥青路面使用寿命延长到20年。为解决水泥路面加铺沥青面层的反射裂缝问题,美国研究开发了应力吸收层,即strata结构,有效延缓了反射裂缝的发生,在国外得到广泛应用,在湖北省武黄高速公路的加铺、汉宜高速公路的加铺中,也大量应用此种结构层,从目前应用情况来看,反射裂缝至少可延迟3~5年出现。目前国际上部分学者提出了“永久路面”的新概念,试图通过提高沥青路面厚度,将沥青路面使用寿命延长到50年以上,必要时只对因沥青老化导致性能降低的表面层进行养护。旨在延长沥青路面寿命的新材料研究开发也方兴未艾,一是橡胶沥青,它是将废旧轮胎加工成粉末作为沥青的改性剂,形成橡胶沥青,以提高沥青路面的高温性能和力学性能;二是路面增强材料,法国和德国将塑料作为沥青混合料的改性剂,以提高沥青路面的抗车辙能力;国内也在进行这方面的探索和研究,为解决重载交通高速公路长大纵坡的抗车辙问题,湖北京珠管理处和湖北高发公司联合研究开发了一种新型路面增强材料,可以显著提高沥青路面抗车辙能力和强度,经过实践检验效果良好。三是环氧沥青结构层,它主要应用在钢桥面铺装上,国内环氧沥青结构层发展的前沿在东南大学。南京长江二桥、润扬大桥、江阴大桥上广泛应用此结构层,效果良好;四是一种高性能聚酯路用纤维,具有熔点高,强度大的特点,加入混合料中后可以有效提高沥青路面强度和抗车辙能力。
1.6 养护施工社会化
在世界范围内发达国家高速公路管理部门与养护施工单位基本分离,其社会化程度高不高,取决于养护管理水平、技术能力的高低,我国养护管理也逐渐在向这个方向转化。
2、当前我国沥青路面养护管理中存在的主要问题
由于我国高等级公路的建设发展异常迅猛,传统的、长期计划经济体制下的经验型养护管理模式,已不能适应其发展要求,目前暴露出的问题集中反映在以下几个方面:
2.1预防性养护严重滞后
我国高速公路建设速度非常快, 20年的时间就建成了4万公里,而美国的建设速度则是80年修建了8万公里。换句话说,我国用20年的时间走过了发达国家近半个世纪的历程。但正是由于建设速度过快,养护管理明显滞后,从全国范围来讲,至今还未形成有效的管理体系。高速公路养护技术标准没有完善,很多养护规范套用的一般公路的养护规范,不适应现有高速公路。从专业层面探讨,预防性养护严重滞后,各方面来讲对预防性养护都重视不够,而且没有形成规模,制约了养护工作的发展,如果积极开展预防性养护,就可以把一些问题消灭在萌芽状态,节省养护成本,提高养护效率。
2.2 新材料的研究与应用规模化程度不高
一方面体现在各地盲目引进新材料,但是往往材料内在机理及运用中的关键技术没有搞清楚就开始使用,结果以失败告终。另一方面新材料的研究力度也不够,在国内主要集中在大专院校、科研所等研究机构进行研究,仅限于研究传统问题,并且处于实验阶段,没有形成规模效应和材料品牌。
2.3 国内新设备的研制没有形成产业
现在国内很多新设备在研制过程中过多注重建设时期的设备研究、制造,而真正以养护为出发点、适应养护市场的新设备研制不多,没有形成产业和气候。
2.4 资源节约和环境友好绿色养护意识不强
建立资源节约型、环境友好型社会,在国内意识还不是很强。就高速公路来说,体现在建设时期土地的大量占用造成水土的流失问题、水系及植被的破坏等;目前在管理时期是否形成了绿化带,材料再生利用是否最大化等等,确实都值得好好研究。
2.5 缺少养护定额与规范
截止目前,针对高速公路养护管理特点的全国性或地方性统一的养护定额与技术规范尚未出台,养护工程费支出缺乏严格的考量标准,随意性较大;养护质量的考核仍沿用一般公路养护的“好路率”指标,不能满足高速公路全方位养护的客观要求。
3、沥青路面养护管理对策
对目前已存在的问题,我们必须高度重视,站在战略发展的高度,集中精力,重点研究解决,具体要从以下几个方面来加强:
3.1 加大“四新”技术的推广应用,在吸收消化上下功夫
对于“四新”技术不能采取观望和等待的态度,而要积极吸收消化,最后通过实践选择符合我们自身特点的新材料、新工艺、新技术、新设备。
3.2 加大关键技术的研究,在推广应用上下功夫
在养护施工、管理过程中,当前面临的关键问题要从技术的层面去研究,如路面翻浆关键技术、钢桥面铺装结构层的关键技术、补坑槽时新老材料的衔接技术等。作为管理者来讲要研究再生利用技术,监理要研究质量标准怎么控制,施工单位要严格控制配合比。
3.3 加大专业技术人才的培养,在综合技能上下功夫
不论管理者、监理者、施工者包括材料供应商都要在新的技术、材料、结构方面进行研究,而这些研究主要靠人才,这些人才不仅要对本专业很了解,还要计算机管理系统很了解,在此基础上突出技术人员的综合性。从管理角度讲,就是集管理技术、监理指标控制、施工关键工艺把握于一体。
3.4 加大社会化养护管理力度,在运行机制上下功夫
养护的社会化是发展的必然趋势,要建立完备的社会化养护管理体系,首先要建立科学养护质量评定体系,传统的指标能不能控制养护质量还值得探讨,我们应借鉴规范,超越规范。其次要研究人、机、料匹配的标准,对满足高速公路养护需要的人员结构、机械设备配备的标准进行研究。第三是建立完备的工程计划管理程序,计划管理、程序控制体系,计量支付管理程序等。
三、结语
高速公路的作用及特点决定了高速公路养护管理的重要性与特殊性。如何搞好高速公路的养护管理,是摆在公路管理部门及经营企业面前一项长期而艰巨的任务。正确树立“公路建设是发展,公路养护也是发展,而且是更为重要的发展”的观点,是我们从事公路养护管理工作的根本出发点。按照我国建立社会主义市场经济的要求,为满足高等级公路的使用公益性,及其社会化大生产的商品属性,我们必须从公路可持续发展战略的高度,研究现代化公路养护管理对策,深化改革现行公路养护体制与运行机制,走出一条适合我国公路事业不断向前推进的新路。
参考文献:
1、JTG B01—2003《公路工程技术标准》北京:人民交通出版社2003
2、JTJ073—96《公路养护技术规范》北京:人民交通出版社1996
3、《高速公路养护管理》北京:人民交通出版社2000 |
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