高速公路沥青路面使用性能评价及预防性养护的探讨文献综述

 2022-06-07 21:41:56

文献综述

  1. 前言

高速公路在我国的建设发展较之西方国家晚了将近半个世纪,但是随着中国改革开放的进程,在经过几代路桥人的艰苦探索以及国家的支持下,高速公路事业蓬勃发展。截至2019年,中国公路总里程已达484.65万公里,高速公路达14.26万公里,位居全球第一。同时由于经济社会的发展,尤其是电子商务的迅速发展,带动交通运输行业的迅猛发展,给高速公路的管养工作增加了很大的压力。尽管我国高速公路的总里程处于世界领先地位,但公路养护管理工作未得到相应的重视。路面建设是创造财富,路面养护是保护财富,两者意义同等重要[1]

“十三五”发展规划明确指出,我国公路将进入周期性养护高峰期,而预防性养护比重会越来越大。我国高速公路正在由大规模建设阶段向“建养并重”阶段转变。预防性养护的概念,指的是一种有成本效益的计划性策略,是在公路结构良好,路面还没有出现严重病害或将要出现严重病害之前采取一定的措施,遏制路面病害进一步向更深层次发展的养护类型[2]。我国高速公路90%以上是沥青路面,主要出现的病害类型有五大类,分别是路面裂缝、路面变形、路面坑槽、松散以及其他破坏。鉴于沥青材料自身的特性以及频繁车辆荷载作用,高速公路沥青路面运营期间出现病害的时间会提前,进而影响到高速公路的使用性能及寿命。因此,在管养单位制定高速公路预防性养护措施之前,对高速公路路面使用性能的现状评价以及对使用性能在未来一段时期内衰变趋势的预测是必要的。我国在这方面有相关规范可供参靠,然而在实际工程应用中,标准中的评价体系仍不够完善,有待进一步的修改。预防性养护决策所选择的时机是很重要的,养护太早或者太晚都会影响预防性养护的费用以及效果。另外,我国高速公路的预防性养护技术主要包括:雾封层、石屑封层、超薄冷拌封层(稀浆封层、微表处)、Novachip超薄磨耗层、OGFC开级配磨耗层等。这些不同的技术措施的技术特点不同,花费成本也不一样,如何结合工程实际,选择最具有性价比的预养措施是预防性养护决策的关键所在。同时,高速公路预防性养护的后评价工作也不能够忽视。

2.国内外研究进展

2.1 国外研究综述

美国AASHTO道路委员会在二十世纪中期首次提出了路面使用性能评价模型[3],即路面服务模型PSI(Present Service ability Index)。PSI模型是专家在主观评分和路面病害实地调查的基础上,通过多元回归拟合评分系统和路面病害的关系模型。随后,美国军事管理部门考虑道路的军事作用,又基于专家扣分法建立了非线性的路面状况指数评价模型(Pavement Condition Index)。

1981年,日本学者饭岛则参考美国的PSI模型,从道路管理者的角度出发,制定了MCI(Maintenance Control Index)评价模型[4]。在日本的 MCI 模型中,路面的平整度指标权重较低,裂缝、车辙指标的权重很高,与美国的 PSI 模型完全相反。另外,MCI 模型中要求专家组成员全部是道路管理人员,成员更关心的是能直接反映道路状况变化的指标。

1997年,澳大利亚从路面养护成本角度出发,对包括结构、地区、荷载等不同条件下的路面进行长时期的调研统计,确定了五种不同养护措施对路面性能的具体改善效果[5]

2007年,希腊学者通过调研路面裂缝病害检测数据库,并用进化神经网络模型分析,充分考虑路面结构组成、气候因素、路龄等外界因素,将裂缝的损坏程度划分为5个等级,通过等级划分对路面的损坏状况进行评价[6]

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