公路水泥混凝土路面预防性养护的探讨文献综述

 2022-03-18 21:54:02

文献综述

前言水泥混凝土路面最早使用于苏格兰,于20世纪20年代末传入中国并不断发展,根据《2012年公路水路交通运输行业发展统计公报》,全国水泥混凝土路面165.32万公里,占铺装路面的72%。水泥混凝土路面有结构强度高、稳定性好等特点,且建设性价比较高,因此广泛运用于各级公路及市政道路,但水泥混凝土路面一旦损坏,修复困难,养护成本高,因此如果公路养护管理部门不重视水泥混凝土路面预防性养护,初期养护不足,将不利于道路使用寿命的延长,而且水泥混凝土路面的大修成本比较高。路面预防性养护理论提出后,也在水泥混凝土路面的养护中得到应用。路面预防性养护以路面初期病害为关注重点,美国国有公路运输管理员协会( AASHTO) 对预防性养护的最新定义为:一种在路面状况良好的情况下采取的对现有道路系统进行有计划的,基于费用和效益的养护策略[1],预防性养护可以在没有提高路面结构能力的情况下延迟路面的损坏,维持或改善路面现有的通车条件,通过延长原有路面的使用寿命来推迟昂贵的大修或重建活动。

在全寿命周期内实施预防性养护能有效降低总养护维修费用且能保持较好的路面使用性能,其可以有效阻止路面损坏的进一步发展,通过主动性养护延缓造价高昂的水泥混凝土路面的大修及重建工程,延长道路使用寿命;另外,可以恢复路面表面行驶功能,改善道路行车安全,提高驾驶员驾驶舒适性;最后,道路维修最大程度的利用了旧路强度和材料,相对新、改建道路有更好的经济性和环境保护效益。

在不断加大新建道路力度的同时,我们也应当注意到,我国汽车保有量和公路交通量随着经济的快速发展均大幅度增加,加之超载、超限运输问题一直以来没有得到有效解决,路面结构的损坏日益严重,尤其加剧了早期水泥混凝土路面的破坏,甚至一些远未达到设计年限的新建道路也出现了不同程度的损坏。另外,目前我国通常在混凝土路面出现损坏甚至是结构性破坏之后才开展养护维修工作,大多数是造价昂贵的道路大修或重建工程[2]。近年来各省市公路管理部门对预防性养护越来越重视,但目前公路预防性养护研究和应用实践普遍针对沥青混凝土路面,水泥混凝土路面预防性养护的研究与应用程度远远不及沥青混凝土路面。因此,预防性养护工作在减少路面破坏,增加其使用寿命和推迟造价高昂的大修及改建工程方面有重要义。

  1. 国内外研究进展

2.1 公路水泥混凝土路面预防性养护在国外的研究与发展现状

在预防性养护技术研究方面,为了降低路面在养护工作方支出的总费用,美国率先于上世纪 90 年代提出预防性养护的概念。其核心思想在于在路面出现破坏之前或破坏程度较小时,对路面进行合理的养护处治,以预防更大病害的产生与发展,维持路面使用性能,其关键在于通过对养护时间和养护措施的综合选择,在满足路面使用要求的前提下,达到最佳的成本效益,同时降低路面维修工程难度,减少道路维修养护对交通运输正常运行的干扰。美国 SHRP 计划成果显示:3-4 次预防性养护工作即可延长路面使用寿命 10-15年,从综合成本来考量,有非常可观的经济性价比。

Filippo Giustozz等 [3]强调“可持续路面”,并采用了一种创新的方法论对环境影响进行评估,并采取预防性维修策略,这在一定程度上延长了水泥混凝土路面的使用寿命.Carey和 Irick提出了用以评价路面损坏状况的现时服务指数 PSI(PresentServiceability Index)[4],并最早被接受,对路面养护管理技术的发展有着深远的影响。美国国家公路研究所(National Highway Institute,简称NHI)开设了一系列路面保护培训课程,美国国家公路战略合作研究计划(National Cooperative Highway Research Program,简称NCHRP)进行了多项相关研究,以帮助促进路面养护原理的发展[5] 。在此之后,加拿大、英国等国也根据本国国情提出了相应的路面评价模型,路面使用性能的评价是预防性养护的重要依据。

另外,通过美国联邦公路局(FHWA)、美国各州公路与运输官员协会(AASHTO)、美国路面保护基金会(FP2)等相关部门长期的共同努力,美国现在已经建立了相对完善的路面预防性养护理论体系和实践体系。除美国之外,加拿大、澳大利亚、法国、南非等国也开展了预防性养护方面的相关研究[6]

2.2 公路水泥混凝土路面预防性养护在我国的研究与发展现状

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