專利名稱：公路瀝青混凝土路面預防性養(yǎng)護的措施及時間的確定方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種路面養(yǎng)護措施及時間的確定方法，特別是一種公路瀝青混凝土路面預防性養(yǎng)護的措施及時間的確定方法。

背景技術：
隨著我國大量公路瀝青路面的建成通車，公路管理部門的養(yǎng)護工作量日益增大。傳統(tǒng)的“先損壞后維修”的被動路面養(yǎng)護方式已經遠遠不能滿足當前和未來路面養(yǎng)護工作的需求，對路面采取積極的預防性養(yǎng)護是解決這一問題的有效途徑。預養(yǎng)護是在路面狀況尚良好時就對路面積極采取費用效益良好的養(yǎng)護措施，以達到保持路面的良好技術狀態(tài)，延緩路面損壞并最終延長路面使用壽命和減少路面壽命周期養(yǎng)護費用的目的。與傳統(tǒng)養(yǎng)護相比，預養(yǎng)護具有費用低、施工期短、對交通干擾小、用戶滿意度高、費用效益良好等優(yōu)點。預養(yǎng)護作為傳統(tǒng)養(yǎng)護的重要補充，其主要工作內容是在最佳的時間對合適的路面采取有效的措施。當前國內公路瀝青路面的使用壽命普遍較短，遠遠不能達到設計壽命，未在恰當的時機對路面進行預養(yǎng)護是其中一個非常重要的原因。因此，對公路瀝青路面積極采取預養(yǎng)護顯得極其迫切和必要。
但是目前在對公路路面進行預養(yǎng)護時，選擇的時間和措施沒有很好的方法，—般是靠養(yǎng)路工的經驗來確定，其缺乏科學性。造成投入大，養(yǎng)護效果不好。


發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題在于提供一種公路瀝青混凝土路面預防性養(yǎng)護的措施及時間的確定方法，以科學地確定公路路面與預養(yǎng)護的最佳時間和采用的有效措施，以較少的投入，獲得很好的預養(yǎng)護效果。
本發(fā)明所要解決的技術問題可以通過以下技術方案來實現(xiàn) 一種公路瀝青混凝土路面預防性養(yǎng)護的措施及時間的確定方法，其特征在于包括如下步驟 1、預養(yǎng)護措施選擇 首先根據路面的主導損壞類型及嚴重程度、公路等級和交通量技術因素，由公路瀝青路面預養(yǎng)護對策集初步遴選出所有適用的預養(yǎng)護措施，然后采用等效年度費用法對遴選出的預養(yǎng)護措施分別進行費用效益分析，進一步選擇出費用效益良好的預養(yǎng)護措施；最后綜合考慮施工因素、用戶因素和環(huán)境因素，采用項目級綜合評判法分別對各預養(yǎng)護措施進行分析，最終選擇綜合評判系數k值最大的措施作為最佳預養(yǎng)護措施； 2、最佳預養(yǎng)護時間確定 a、確定常規(guī)養(yǎng)護情況下的PCI衰變方程，由PCI的衰變方程及其預養(yǎng)護標準確定適合預養(yǎng)護的時間范圍，并根據相等的時間間隔或由用戶根據路面養(yǎng)護習慣自行選擇預養(yǎng)護時間對比方案； b、確定常規(guī)養(yǎng)護和各預養(yǎng)護時間方案的路況指標衰變方程；對于表面加鋪類預養(yǎng)護措施，路況指標應包括PCI、RQI和BPN3項，如果數據不充分或RQI、BPN的規(guī)律性不明顯，也可只分析PCI的衰變方程；對于非表面加鋪類預養(yǎng)護措施，路況指標主要指PCI； c、對于表面加鋪類預養(yǎng)護措施，分別計算采取預養(yǎng)護后相對于常規(guī)養(yǎng)護所增加的PCI、RQI和BPN衰變曲線下的面積以及常規(guī)養(yǎng)護情況下PCI、RQI和BPN衰變曲線下的面積，并計算預養(yǎng)護效益指數PBI；對于非表面加鋪類預養(yǎng)護措施，計算采取預養(yǎng)護后相對于常規(guī)養(yǎng)護所增加的PCI衰變曲線下的面積，即為預養(yǎng)護效益指數PBI； d、計算各預養(yǎng)護時間方案的預養(yǎng)護費用，即日常養(yǎng)護費、預養(yǎng)護費和中修費在路面壽命周期內的當量平均年度費用，如果日常養(yǎng)護費或中修費不明確，可不考慮，但必須考慮預養(yǎng)護費用； e、計算各預養(yǎng)護時間方案的預養(yǎng)護效益費用比BCR，最終以BCR值最大的時間方案所對應的預養(yǎng)護實施時間點作為最佳預養(yǎng)護時間。
本發(fā)明的優(yōu)點是通過對各級公路瀝青路面預養(yǎng)護措施的選擇、最佳預養(yǎng)護時間的確定，保證預養(yǎng)護的效果，最終達到保持路面的良好技術狀態(tài)、延緩路面損壞、延長路面使用壽命和節(jié)省路面壽命周期養(yǎng)護費用的目的。



圖1為本發(fā)明所述最佳預養(yǎng)護時間確定步驟中PCI的標準化預養(yǎng)護效益計算圖。
圖2為本發(fā)明所述最佳預養(yǎng)護時間確定步驟中RQI的標準化預養(yǎng)護效益計算圖。
圖3為本發(fā)明所述最佳預養(yǎng)護時間確定步驟中BPN的標準化預養(yǎng)護效益計算圖。
圖4為本發(fā)明所述最佳預養(yǎng)護時間確定步驟中單一指標情況的預養(yǎng)護效益計算圖。
圖5為本發(fā)明所述最佳預養(yǎng)護時間確定步驟中EUACj的計算模型示意圖。
圖6為本發(fā)明應用于公路瀝青路面預養(yǎng)護系統(tǒng)的決策流程圖。
圖7為本發(fā)明應用于公路瀝青路面預養(yǎng)護系統(tǒng)的判斷路況是否適合預養(yǎng)護的流程圖。
圖8為本發(fā)明應用于公路瀝青路面預養(yǎng)護系統(tǒng)的高速公路最佳預養(yǎng)護措施和最佳預養(yǎng)護時間選擇的流程圖。
圖9為本發(fā)明應用于公路瀝青路面預養(yǎng)護系統(tǒng)的一級公路最佳預養(yǎng)護措施和最佳預養(yǎng)護時間選擇的流程圖。
圖10為本發(fā)明應用于公路瀝青路面預養(yǎng)護系統(tǒng)的二級公路最佳預養(yǎng)護措施和最佳預養(yǎng)護時間選擇的流程圖。
圖11為本發(fā)明應用于公路瀝青路面預養(yǎng)護系統(tǒng)的三級公路最佳預養(yǎng)護措施和最佳預養(yǎng)護時間選擇的流程圖。
圖12為本發(fā)明應用于公路瀝青路面預養(yǎng)護系統(tǒng)的四級公路最佳預養(yǎng)護措施和最佳預養(yǎng)護時間選擇的流程圖。

具體實施例方式 為使本發(fā)明實現(xiàn)的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。
1、本發(fā)明采用的技術術語及符號如下 1.1術語 1.1.1路面預防性養(yǎng)護pavement preventive maintenance 路面預防性養(yǎng)護是在不增加路面結構承載力的前提下，對結構完好的路面或附屬設施有計劃地采取費用效益良好的養(yǎng)護措施，以達到保養(yǎng)路面系統(tǒng)、延緩損壞、保持或改進路面功能狀況的目的，簡稱預養(yǎng)護(PPM)。
1.1.2預養(yǎng)護宏觀路況標準macroscopical pavement conditioncriterion for PPM 指預養(yǎng)護對反映瀝青路面整體性能的路面狀況指標的要求。
1.1.3預養(yǎng)護微觀路況標準microcosmic pavement conditioncriterion for PPM 指預養(yǎng)護對瀝青路面主導損壞類型和嚴重程度的要求。
1.1.4綜合評判系數synthesis judgement index 綜合考慮工程、用戶和環(huán)境等因素，對預養(yǎng)護措施進行分析計算得到的系數。
1.1.5預養(yǎng)護效益benefit from PPM 由預養(yǎng)護所產生的經濟效益和社會效益。
1.1.6預養(yǎng)護效益指數preventive benefit index 預養(yǎng)護效益的表征指標。
1.1.7預養(yǎng)護費用cost for PPM 按照預養(yǎng)護方式保養(yǎng)路面而在路面壽命周期內所發(fā)生的各項養(yǎng)護費用。
1.1.8最佳預養(yǎng)護時間optimal time of PPM 可獲得最佳費用效益的預養(yǎng)護實施時間點。
1.1.9碎石封層chip seal 分普通碎石封層和同步碎石封層兩類。普通碎石封層指在路面上直接灑布熱瀝青，緊跟著撒布集料，并立即用輪胎壓路機碾壓而形成的瀝青碎石磨耗層。同步碎石封層指采用專用設備即同步碎石封層車將碎石及粘結材料(改性熱瀝青或改性乳化瀝青)同步鋪灑在路面上，并立即用輪胎壓路機碾壓而形成的瀝青碎石磨耗層。
1.1.10復合封層cape seal 指在碎石封層之上再施工一層稀漿封層的雙層處治層。
1.1.11薄熱拌瀝青混凝土罩面thin hot-mix asphalt overlay 指在原有瀝青路面上加鋪薄瀝青混凝土面層(20~30mm)，以解決較嚴重的路面破損，改善路面的抗滑能力和平整度。
1.1.12霧狀封層fog seal 采用機械設備(瀝青噴灑車)將稀釋的慢凝乳化瀝青噴灑在原瀝青路面上，以密封路面表面、富養(yǎng)氧化或硬化的路面等。
2.1.13瀝青再生處治asphalt rejuvenation 指在原瀝青路面上涂刷一層瀝青還原劑，以在一定程度上恢復或改善原路面瀝青的路用性能。
1.2符號 各符號含義見表1 表1 2、預養(yǎng)護路況標準 2.1預養(yǎng)護宏觀路況標準 2.1.1預養(yǎng)護的宏觀路況指標采用SSI、RQI和PCI三項，其中SSI和RQI為檢驗指標，PCI為判斷指標，即在SSI和RQI滿足要求的前提下，以PCI為標準判斷瀝青路面是否需要進行預養(yǎng)護。各指標的預養(yǎng)護宏觀路況標準應符合表2.1.1的規(guī)定。
預養(yǎng)護宏觀路況標準 表2.1.1
2.2預養(yǎng)護微觀路況標準 2.2.1適合預養(yǎng)護的路面損壞類型和程度包括 (1)輕微的橫向裂縫或縱向裂縫； (2)細小或輕微的不規(guī)則裂縫； (3)輕微或中等程度的龜裂； (4)輕微的車轍(深度小于25mm)； (5)路面輕微磨損(包括磨光、麻面)； (6)輕微的松散； (7)各種程度的老化(包括老化、硬化、泛白)； (8)泛油； (9)輕微的路面滲水。
2.2.2不適合預養(yǎng)護的路面狀況包括 (1)路面有超過10％的中等程度或2％嚴重程度的龜裂； (2)在實施預養(yǎng)護措施之前，路面有寬度很大或很嚴重的橫向裂縫和縱向裂縫，無法有效填封； (3)路面有嚴重的或大量的補丁，其中中等和嚴重程度的補丁面積占20％以上； (4)路面有中等或嚴重程度的坑槽； (5)具有由于瀝青混合料不穩(wěn)定引起的車轍； (6)國際平整度指數IRI超過30.3m/km； (7)瀝青混凝土路面表面出現(xiàn)擁包、推移等現(xiàn)象； (8)路基條件很差； (9)路面的排水條件不良或具有與濕度有關的損壞。
3、預養(yǎng)護措施 3.1一般規(guī)定 3.1.1所選擇的預養(yǎng)護措施應能滿足路面狀況、交通量、公路等級等的技術要求，且能充分發(fā)揮其應有的預養(yǎng)護性能。
3.1.2應選擇費用效益良好的預養(yǎng)護措施，使所選擇的預養(yǎng)護措施比其它措施具有更低的養(yǎng)護成本。
3.1.3所選擇的預養(yǎng)護措施應能反映具體公路管理單位對路面養(yǎng)護質量和效果的要求、公路用戶對預養(yǎng)護路段路面使用性能的要求以及環(huán)境保護等要求。
3.2預養(yǎng)護措施選擇的流程 3.2.1考慮技術因素，根據路面的主導損壞類型及嚴重程度、公路等級和交通量等技術因素，由公路瀝青路面預養(yǎng)護對策集初步遴選出所有適用的預養(yǎng)護措施。
3.2.2考慮經濟因素，采用等效年度費用法對遴選出的預養(yǎng)護措施分別進行費用效益分析，進一步選擇出費用效益良好的預養(yǎng)護措施。
3.2.3綜合考慮施工因素、用戶因素和環(huán)境因素，采用項目級綜合評判法分別對各預養(yǎng)護措施進行分析，最終選擇綜合評判系數k值最大的措施作為最佳預養(yǎng)護措施。
3.3預養(yǎng)護措施 3.3.1高速、一級公路以及AADT大于5000的公路對于各種類型和嚴重程度的路面損壞所適用的最佳預養(yǎng)護措施可參考表3.3.1選擇。
表4.3.1高等級和大交通量公路瀝青路面推薦選擇的最佳預養(yǎng)護措施
3.3.2二、三、四級公路以及AADT不大于5000的公路對于各種類型和嚴重程度的路面損壞所適用的最佳預養(yǎng)護措施可參考表3.3.2選擇。
表3.3.2普通和中小交通量公路瀝青路面推薦選擇的最佳預養(yǎng)護措施
4.常用預養(yǎng)護措施的技術要求 4.1一般規(guī)定 4.1.1選擇預養(yǎng)護措施之前，必須考慮路面條件、交通量、公路技術等級和天氣條件。
4.1.2施工之前，必須進行室內試驗，并出具試驗報告，試驗合格后方可進行施工。
4.1.3預養(yǎng)護措施的施工，必須嚴格按照相應的施工技術要求進行。
4.2稀漿封層 4.2.1適用條件 1、稀漿封層適用于中、小交通量，即AADT＜5000輛/車道/天的公路。
2、稀漿封層適用于路面狀況良好的公路，可見的路面損壞包括(1)細小不規(guī)則裂縫(2)輕微龜裂(3)輕微車轍(4)磨光、麻面、松散(5)老化、氧化、硬化(6)泛油(7)輕微滲水。
3、稀漿封層的施工一般要求氣溫和路面溫度均高于10℃，而且在24小時內沒有冰凍現(xiàn)象；不宜在雨天和可能有雨的天氣施工，也不宜在炎熱天氣(可能產生路面泛油問題)和零度左右的低溫下使用；最好在溫暖且日溫差較小的天氣應用。
4、在下述兩種條件下禁止使用稀漿封層(1)結構性損壞(如嚴重的疲勞開裂或較深的車轍等)；(2)嚴重的溫度裂縫。
4.2.2材料技術要求 應符合《路面稀漿封層施工規(guī)程》(CJJ66-95)及《微表處和稀漿封層技術指南》(JTG/T F40-02-2005)的有關規(guī)定。
4.2.3施工技術要求 應符合《微表處和稀漿封層技術指南》(JTG/T F40-02-2005)的有關規(guī)定。
4.3微表處 4.3.1適用條件 1、微表處可適應任何等級的交通量。
2、微表處適用于路面狀況良好的公路，可見的路面損壞包括(1)細小不規(guī)則裂縫(2)輕微龜裂(3)輕微車轍(4)磨光、麻面、松散(5)老化、氧化、硬化(6)泛油(7)輕微滲水。
3、微表處的施工一般要求氣溫和路面溫度均高于10℃，而且在24小時內沒有冰凍現(xiàn)象；不宜在雨天和可能有雨的天氣施工，也不宜在炎熱天氣(可能產生路面泛油問題)和零度左右的低溫下使用；最好在溫暖且日溫差較小的天氣應用。
4、在下述條件下禁止使用微表處(1)結構性損壞(如嚴重的疲勞開裂等)；(2)大面積的路面損壞和剩余壽命較短的路面；(3)嚴重的溫度裂縫；(4)中等到嚴重程度的路面裂縫。
4.3.2材料技術要求 應符合《微表處和稀漿封層技術指南》(JTG/T F40-02-2005)的有關規(guī)定。
4.3.3施工技術要求 應符合《微表處和稀漿封層技術指南》(JTG/T F40-02-2005)的有關規(guī)定。
4.4碎石封層 4.4.1適用條件 1、碎石封層適用于中、小交通量，即AADT＜5000輛/車道/天的公路。
2、碎石封層適用于路面狀況良好的公路，可見的路面損壞包括(1)細小不規(guī)則裂縫(2)輕微龜裂(3)磨光、麻面、松散(4)輕微滲水。
3、碎石封層的施工最好在溫暖、有太陽、濕度低的天氣進行，一般要求溫度高于15℃，相對濕度低于75％；不宜在濕度大、溫度低的天氣和霧天、雨天施工。
4、碎石封層不宜用在下列情況(1)結構性損壞(如嚴重的疲勞開裂或較深的車轍等)；(2)嚴重的溫度裂縫；(3)大面積的路面損壞和剩余壽命較短的路面；(4)高速、大交通量道路。
4.4.2材料技術要求 碎石封層所使用的材料主要是瀝青和石料兩種。碎石封層所用的瀝青主要是改性熱瀝青，一般需要加熱至150-170℃，其質量應符合《公路改性瀝青路面施工技術規(guī)范》(JTJ036-98)的有關規(guī)定。其用量應以70％的石料能嵌入瀝青粘結層為標準，一般在1.2-1.7kg/m2，可根據現(xiàn)場實際情況調節(jié)。
碎石封層使用的石料類型應選擇堅硬耐磨的玄武巖、輝綠巖等。普通碎石封層所使用集料的級配和質量要求分別應滿足表4.4.3-1和表4.4.3-2的規(guī)定，其用量范圍一般在11-12kg/m2。
表4.4.3-1普通碎石封層用集料的級配 表4.4.3-2普通碎石封層用集料的質量要求 注1.有害顆粒是指頁巖、泥板巖、淤泥、泥沙、粘土等雜質。
表4.4.3-3同步碎石封層用石料技術要求 同步碎石封層對材質的要求是碎石要求經過反擊破(或錘擊破碎)所得到的碎石，針片狀含量嚴格限制在15％以下，幾何尺寸要好，不含雜質和石粉，壓碎值≤14％，并嚴格經過水洗風干，而對石料酸堿性無特殊的要求，其技術要求見表4.4.3-3。
同步碎石封層普遍采用斷級配結構。根據路面狀況及對路面防滑性能的要求不同可分為2-4mm、4-6mm、6-10mm、10-14mm四個規(guī)格。可根據不同路面選用不同的碎石規(guī)格，一般鄉(xiāng)村公路路面養(yǎng)護通常選用4-6mm的規(guī)格，車速較高公路路面養(yǎng)護用6-10mm或10-14mm，可根據路面技術要求攤鋪2層以上。常用方法為用4-6mm或6-10mm、10-14mm碎石進行第一次封層，用2-4mm碎石做第二次上封層。其用量一般和普通碎石封層相同，可根據現(xiàn)場實際情況調節(jié)。
4.4.3施工技術要求 1、準備工作 (1)原路面處理 對原路面較寬的裂縫、較深的坑槽和車轍等進行預處理，保持路面的平整。施工之前用路面清掃車對原路面進行清掃，要求掃除路面的松動材料和雜物。清掃車掃不到的地方可用掃帚進行人工清掃。另外，還需要預先遮蓋檢修孔、閘門閥、窨井蓋等設施以免被瀝青粘結層覆蓋。
(2)材料準備 施工前應按設計要求準備好瀝青、碎石等材料。
(3)交通控制 交通控制應在施工人員和機械進入場地之前進行。施工現(xiàn)場應設專人管理交通，交通控制的內容包括設置施工標志、施工護欄、施工旗幟等，還有其它一些必要的安全措施。
2、施工工藝 施工之前應先進行15-30m的試攤鋪以對設計的瀝青用量和石料用量作適當調節(jié)。然后用瀝青噴灑車在路面上均勻地噴灑瀝青，緊接著用石料撒布機在其上均勻地撒布石料。對于同步碎石封層，瀝青和石料的撒布可由同步碎石封層車一次性完成。石料撒布后需要立即用氣胎壓路機進行碾壓，石料撒布和完成初壓的時間間隔不得超過3min。氣胎壓路機的行駛速度應小于8km/h，整個碾壓過程必須在乳化瀝青破乳之前或熱瀝青大幅降溫之前完成，一般需要碾壓三次。
3、質量控制 瀝青噴灑率的偏差應控制在±0.06L/m2，集料撒布率的偏差應控制在±0.5kg/m2，級配偏差的控制標準見表4.4.3，施工時集料的含水量不得超過其干重度的4％。
表4.4.3集料級配偏差控制標準 4、開放交通 碾壓完成之后，需要有一定的養(yǎng)護時間。待乳化瀝青完全破乳或熱瀝青的溫度降低至常溫，形成強度且估計石料不會被車輛帶走時，清掃掉路面上的松動石料后即可開放交通。為了防止石料被車輛帶走，開放交通初期應限制車速在40km/h以內。
4.5復合封層 4.5.1適用條件 1、復合封層適用于中、小交通量公路。
2、復合封層適用于基層條件和路面狀況良好的公路，可見的路面損壞包括(1)細小不規(guī)則裂縫(2)輕微龜裂(3)輕微車轍(4)磨光、麻面、松散(5)老化、氧化、硬化(6)輕微滲水。
3、復合封層適用于各種氣候條件，最好在溫暖且日溫差較小的天氣應用。
4、在下列情況下不適合采用復合封層(1)結構性損壞(如嚴重的疲勞開裂或較深的車轍等)；(2)大面積的路面損壞和路面剩余壽命較短；(3)嚴重的溫度裂縫。
4.5.2材料技術要求 材料技術要求參考碎石封層和稀漿封層的相關規(guī)定。
4.5.3施工技術要求 施工技術要求參考碎石封層和稀漿封層的相關規(guī)定。
4.6薄熱拌瀝青混凝土罩面 4.6.1適用條件 1、薄熱拌瀝青混凝土罩面適用于任何交通量的公路。
2、薄熱拌瀝青混凝土罩面適用于基層條件和路面狀況均良好的公路，可見的路面損壞包括(1)細小不規(guī)則裂縫(2)輕微或中等程度的龜裂(3)輕微車轍(4)磨光、麻面、松散(5)老化、氧化、硬化(6)泛油(7)輕微滲水。
3、薄熱拌瀝青混凝土罩面的施工適宜在溫暖的天氣進行，溫度要求在13℃以上。
4、薄熱拌瀝青混凝土罩面在下列條件下不宜使用(1)結構性損壞(如嚴重的疲勞開裂等)；(2)大面積的路面損壞和剩余壽命較短；(3)嚴重的溫度裂縫；(4)嚴重松散或車轍或基層薄弱。
4.6.2材料技術要求 應符合《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》(JTG F40-2004)的有關規(guī)定。
4.6.3施工技術要求 應符合《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》(JTG F40-2004)的有關規(guī)定。
4.7灌縫與封縫 4.7.1適用條件 1、灌縫和封縫可應用于任何交通量的公路。
2、灌縫和封縫適用于基層條件和路面狀況均良好的公路，可見的路面損壞主要是輕微到中等程度的縱向裂縫或橫向裂縫。
3、灌縫和封縫可在各種氣候條件下施工，但最好在涼爽干燥且日溫差較小的天氣應用。
4、灌縫和封縫不宜用在下列情況(1)結構性損壞(如嚴重的疲勞開裂或較深的車轍等)；(2)大面積的路面損壞和路面剩余壽命較短。
4.7.2材料技術要求 應符合《公路瀝青路面養(yǎng)護技術規(guī)范》(JTJ 073.2)的規(guī)定。
4.7.3施工技術要求 為了保證質量，應采用機械化施工。其施工技術要求應符合《公路瀝青路面養(yǎng)護技術規(guī)范》(JTJ 073.2)的有關規(guī)定。
4.8霧狀封層 4.8.1適用條件 1、霧狀封層適用于中、小交通量公路。
2、霧狀封層僅適用于具有很多孔隙能吸收一定量乳化瀝青的路面。一般，路面越粗糙，初始瀝青膜厚度越薄，霧狀封層應該越早使用；可見的路面損壞包括(1)細小不規(guī)則裂縫(2)輕微松散(3)老化、氧化、硬化、發(fā)白(4)輕微滲水。
3、霧狀封層可在各種氣候條件下使用，但最好在溫暖或炎熱干燥的季節(jié)或天氣使用，要求氣溫高于10℃，路面溫度高于15℃，下雨天嚴禁施工。
4、霧狀封層不宜在下列狀況下使用(1)結構性損壞(如嚴重的疲勞開裂等)；(2)中等程度的泛油；(3)中等到嚴重程度的抗滑損失；(4)嚴重程度的溫度裂縫。
4.8.2材料技術要求 1、霧狀封層所使用的材料一般為乳化瀝青和水，有時為了某種特殊目的，也可在乳化劑中添加一定量的添加劑。其設計方法主要包括乳化瀝青的稀釋率和稀釋乳化瀝青的噴灑量。
2、霧狀封層使用的乳化瀝青可為陽離子和陰離子型，最常用的乳化瀝青類型為CSS-1h和SS-1h。其質量標準應符合《乳化瀝青路面施工及驗收規(guī)程》(CJJ 42-91)的有關規(guī)定。
3、一般在施工前24小時內應對乳化瀝青(含水率一般43％)進行稀釋，稀釋率推薦1∶1，即乳化瀝青和加水量的比例為1∶1，稀釋用水應為飲用水，否則應進行相容性試驗，經檢驗合格或處理后的水方可使用。加水后應用離心泵或其他合適的泵進行攪拌以保證其均勻性。
4、稀釋乳化瀝青的噴灑量取決于路面條件和施工時的天氣情況。噴灑量的確定方法是取1L稀釋的乳化瀝青(稀釋率為1∶1)，將其均勻地噴灑在1m2大的路面上，代表噴灑量為1L/m2。如果在2-3分鐘內乳化瀝青不能完全被路面吸收，則減少噴灑量并重復以上做法直至找到合適的噴灑量；反之，如果路面還可以吸收更多的乳化瀝青，則應增加噴灑量并重復以上做法直至找到合適的噴灑量。典型的噴灑量一般在0.54-0.82L/m2。
4.8.3施工技術要求 1、準備工作 (1)原路面處理 施工之前應對原路面進行清掃或清洗，施工時要求路面干燥潔凈。
(2)材料準備 在施工前24小時內對乳化瀝青(含水率一般43％)進行稀釋，加水后應用離心泵或其它合適的泵進行攪拌以保證其均勻性。
(3)交通控制 交通控制應在施工人員和機械進入場地之前進行。施工現(xiàn)場應設專人管理交通，交通控制的內容包括設置施工標志、施工護欄、施工旗幟等。為了保證施工安全，施工人員應戴好安全帽、安全眼鏡、安全手套并穿好安全服。
2、施工工藝 按照4.8.20的做法確定稀釋乳化瀝青的用量，調整好瀝青噴灑車的噴嘴高度和角度，按既定的噴灑量在路面上均勻地噴灑稀釋乳化瀝青。為了快速開放交通，可以在其上撒一層細砂，撒布量大約1kg/m2；如果局部噴灑量過大，也可撒一層細砂。
3、開放交通 待乳化瀝青破乳后即可開放交通，正常天氣條件下一般2-3個小時即可，如果溫度低可能需要更長的養(yǎng)護時間。為了保證行車安全，開放交通初期應限制車速至40km/h以內。
4.9瀝青再生處治 4.9.1適用條件 1、瀝青再生處治適用于任何交通量的公路。
2、瀝青再生處治適用于路面結構強度足夠的公路，可見的路面損壞包括(1)細小不規(guī)則裂縫(2)輕微松散(3)老化、氧化、硬化、發(fā)白(4)輕微滲水。
3、瀝青再生處治宜在溫暖干燥(路表溫度要求在10℃以上)的氣候下使用。
4、瀝青再生處治不宜在下列情況下使用(1)結構性損壞(如嚴重的疲勞開裂或較深的車轍等)；(2)中等程度的泛油；(3)中等到嚴重程度的抗滑損失；(4)嚴重程度的溫度裂縫、松散。
4.9.2材料技術要求 瀝青再生處治的設計內容主要指瀝青再生劑使用量的確定。使用量主要取決于瀝青再生劑的類型和路面的老化程度。目前主要憑經驗確定，其中，瀝再生的用量一般在0.17-0.25kg/m2。
4.9.3施工技術要求 應采用專用機械按照設計用量均勻噴灑瀝青再生劑，待路面干涸后即可開放交通，正常天氣條件下一般3-5個小時即可。為了保證行車安全，開放交通初期應限制車速至40km/h以內。
A預養(yǎng)護措施選擇方法 A.0.1根據路面的主導損壞類型及嚴重程度、公路等級和交通量3項技術因素，由公路瀝青路面的預養(yǎng)護對策集初步遴選出所有適用的預養(yǎng)護措施。對于高速、一級公路以及AADT大于5000的公路，各種路面損壞類型和嚴重程度所適用的預養(yǎng)護措施見表A.0.1-1。對于二、三、四級公路以及AADT不大于5000的公路，各種路面損壞類型和嚴重程度所適用的預養(yǎng)護措施見表A.0.1-2。
表A.0.1-1高等級和大交通量公路瀝青路面的預養(yǎng)護對策集
表A.0.1-2普通和中小交通量公路瀝青路面的預養(yǎng)護對策集
A.0.2采用等效年度費用法(EAC)對遴選出的預養(yǎng)護措施分別進行費用效益分析，進一步選擇出費用效益良好的預養(yǎng)護措施，EAC的計算公式如式(A.0.2)所示。
EAC＝N/C(A.0.2) 式中，N為預養(yǎng)護措施的使用壽命，C為預養(yǎng)護措施的單位費用。
根據N與C的調研結果，各常用預養(yǎng)護措施的EAC計算結果見表A.0.2-1，按EAC從小到大的順序依次是霧狀封層、微表處、碎石封層、稀漿封層、灌縫或封縫、瀝青再生處治、復合封層和THMO。排除表A.0.1-1和表A.0.1-2中EAC明顯較大的措施，可得到綜合考慮技術和經濟因素后的預養(yǎng)護對策集，見表A.0.2-2和表A.0.2-3。
表A.0.2-1各常用預養(yǎng)護措施的EAC 序號 預養(yǎng)護措施 平均使用壽命(年)單位費用(元/m2) EAC(元/m2/年) 1稀漿封層 3 17.55.83 2微表處 4 21.55.38 3碎石封層 3 16.55.50 4復合封層 4 34.08.50 5THMO 4 37.59.38 6灌縫或封縫 1.5 10.06.67 7霧狀封層 1.5 7.5 5.00 8瀝再生 3 22.57.50 表A.0.2-2高等級和大交通量公路瀝青路面的預養(yǎng)護對策集
表A.0.2-3普通和中小交通量公路瀝青路面的預養(yǎng)護對策集
A.0.3綜合考慮施工因素、用戶因素和環(huán)境因素，即可獲得的材料、施工質量、耐久性、交通干擾、行駛舒適性、抗滑性、噪音和美觀8項影響因素，采用項目級綜合評判法分別對各預養(yǎng)護措施進行分析，最終選擇綜合評判系數k值最大的措施作為最佳預養(yǎng)護措施。綜合評判系數k的計算公式如式(A.0.3)所示。各常用預養(yǎng)護措施的k值計算結果見表A.0.3-3。
式中 Wj——第j種影響因素的權重系數，參照表A.0.3-1取值； Cij——第i種待選預養(yǎng)護措施對于第j種因素的特征屬性值，參照表A.0.3-2取值； n——影響因素的數目。
表A.0.3-1不同等級公路的影響因素權重系數Wj 影響因素 高等級公路權重系數 普通公路權重系數推薦范 代表值 推薦范圍 代表值圍 可獲得的材料 5-110 10-2 155 0 施工質量 15-20 15-2 2025 5 耐久性 10-15 5-15 1020 交通干擾 10-15 5-15 1020 行駛舒適 10-15 10-2 15 性 20 0 抗滑性 10-15 10-2 1520 0 噪音 0-15 5-15 100 美觀 0-15 0-10 50 合計 - 100 -100 表A.0.3-2各常用預養(yǎng)護措施的屬性分值推薦值 序 影響因素稀微碎復THMO 灌縫霧狀瀝青 號 漿表石合 或封封層 再 封處封封 縫 生處 層 層層治 1 可獲得的材 5 5 3 3 5 4 5 5 料a 2 施工質量b 4 4 3 3 4 4 5 5 3 耐久性c 4 5 3 4 4 2 2 4 4 交通干擾d 5 5 3 3 1 4 5 5 5 行駛舒適性e 4 4 3 4 4 3 3 3 6 抗滑性f 5 5 5 5 5 1 1 1 7 噪音g 3 3 3 3 4 4 4 4 8 美觀h 5 5 5 5 5 3 4 5 注a——獲得符合質量要求材料的難易程度(5＝很容易，1＝很難) b——施工單位的熟練度和經驗(5＝質量很好，1＝質量很差) c——預養(yǎng)護措施的使用壽命(5＝最長，1＝最短) d——對交通干擾的程度(5＝幾乎沒有干擾，1＝干擾很大) e——對路面平整度的改善(5＝改善很大，1＝沒有改善) f——對路面抗滑性的改善(5＝改善很大，1＝沒有改善) g——施工后對行車噪音的影響(5＝明顯減小，1＝明顯增加) h——對路面外觀的改善(5＝改善很大，1＝沒有改善) 表A.0.3-3各常用預養(yǎng)護措施的k值計算結果 序 預養(yǎng)護措施 k值 號 高等級公路 普通公路 1 稀漿封層- 4.40 2 微表處 4.45 - 3 碎石封層- 3.40 4 復合封層- 3.70 5 THMO4.05 3.85 6 灌縫或封縫 3.15 3.05 7 霧狀封層- 3.55 8 瀝再生 3.90 - A.0.5在綜合考慮技術和經濟因素后得到的預養(yǎng)護對策集中選擇k值最高的措施作為最佳預養(yǎng)護措施。根據表A.0.3-3的計算結果，由表A.0.2-2和表A.0.2-3即可選擇出各種路面損壞類型和嚴重程度所適用的最佳預養(yǎng)護措施，針對高等級公路和普通公路選擇結果分別見表A.0.5-1和表A.0.5-2。
表A.0.5-1高等級和大交通量公路瀝青路面適用的最佳預養(yǎng)護措施
表A.0.5-2普通和中小交通量公路瀝青路面適用的最佳預養(yǎng)護措施
B最佳預養(yǎng)護時間確定方法 B.0.1根據上海市公路設施管理系統(tǒng)中的檢測數據回歸公路瀝青路面常規(guī)養(yǎng)護PCI衰變方程的參數。各級代表性公路的回歸結果見表B.0.1。
表B.0.1常規(guī)養(yǎng)護PCI衰變方程的參數
B.0.2由PCI的常規(guī)養(yǎng)護衰變方程及其預養(yǎng)護標準確定適合預養(yǎng)護的時間范圍，并根據相等的時間間隔或公路管理部門的路面養(yǎng)護習慣選擇預養(yǎng)護時間對比方案。選擇相等時間間隔為1年，各級代表性公路的預養(yǎng)護時間對比方案的選擇結果見表B.0.2。
表B.0.2各級代表性公路的預養(yǎng)護時間對比方案
B.0.3根據預養(yǎng)護措施的類型選擇預養(yǎng)護效益分析指標。對于表面加鋪類預養(yǎng)護措施，應選擇PCI、RQI和BPN三項；對于非表面加鋪類預養(yǎng)護措施，可只選擇PCI一項。各級代表性公路的RQI和BPN檢測數據規(guī)律性不明顯，預養(yǎng)護效益分析指標只選擇PCI一項。
B.0.4根據預養(yǎng)護措施的歷史應用情況，并結合具體的路面條件，預測各預養(yǎng)護時間對比方案所對應的預養(yǎng)護效益分析指標的衰變方程。各級代表性公路的PCI預測結果分別見表B.0.4-1、B.0.4-2、B.0.4-3、B.0.4-4和B.0.4-5。
表B.0.4-1高速公路各預養(yǎng)護時間對比方案PCI衰變方程的參數
表B.0.4-2一級公路各預養(yǎng)護時間對比方案PCI衰變方程的參數
表B.0.4-3二級公路各預養(yǎng)護時間對比方案PCI衰變方程的參數
表B.0.4-4三級公路各預養(yǎng)護時間對比方案PCI衰變方程的參數
表B.0.4-5四級公路各預養(yǎng)護時間對比方案PCI衰變方程的參數
B.0.5預養(yǎng)護效益的表征與計算方法如下 1、對于表面加鋪類預養(yǎng)護措施，預養(yǎng)護產生的效益主要表現(xiàn)為路面采取預養(yǎng)護后PCI、RQI和BPN的綜合改善量。因此，預養(yǎng)護效益以各效益分析指標的標準化預養(yǎng)護效益按其權重系數的加權值表征。對任一個預養(yǎng)護時間比選方案j，預養(yǎng)護效益指數PBIj的計算公式如下 PBIj＝γ1·SBj(PCI)+γ2·SBj(RQI)+γ3·SBj(BPN) (B.0.5-1) 式中SBj(PCI)、SBj(RQI)和SBj(BPN)分別為PCI、RQI和BPN的標準化效益；γ1、γ2和γ3分別為PCI、RQI和BPN的效益權重系數。
PCI、RQI和BPN的標準化效益SBj(PCI)、SBj(RQI)和SBj(BPN)分別以采取預養(yǎng)護后所增加的路面性能曲線下的面積與常規(guī)養(yǎng)護情況下路面性能曲線下的面積之比表征，其意義是按第j個時間方案實施預養(yǎng)護，相對于常規(guī)養(yǎng)護，PCI、RQI和BPN的改善率，計算公式如下 式中Aj(PCI)、Aj(RQI)和Aj(BPN)分別為采取預養(yǎng)護后PCI、RQI和BPN的改善量，分別如圖1、圖2和圖3中的陰影部分所示。其計算分別見公式(B.0.5-5)、(B.0.5-6)和(B.0.5-7)；A0(PCI)、A0(RQI)和A0(BPN)分別為常規(guī)養(yǎng)護情況下PCI、RQI和BPN的效益面積，分別如圖1、圖2和圖3中的斜線部分所示，其計算分別見公式(B.0.5-8)、(B.0.5-9)和(B.0.5-10)。
式中X1、X2、X3分別為常規(guī)養(yǎng)護情況下PCI、RQI、BPN的數值下降到其相應效益計算基線y＝y(tǒng)0(PCI)、y＝y(tǒng)0(RQI)、y＝y(tǒng)0(BPN)的路面使用時間，y0(PCI)、y0(RQI)和y0(BPN)的數值分別為表2.1.1中PCI、RQI和BPN的預養(yǎng)護標準的下限；Xej為預養(yǎng)護情況下各指標的數值下降到相應效益計算基線的路面使用時間的最小值(如圖1～圖3所示)。
2、對于非表面加鋪類預養(yǎng)護措施，預養(yǎng)護產生的效益主要表現(xiàn)為路面采取預養(yǎng)護后PCI的改善量。因此，預養(yǎng)護效益以采取預養(yǎng)護后相對于常規(guī)養(yǎng)護(不采取預養(yǎng)護)所增加的路面性能曲線下的面積表征(如圖4中的陰影部分所示)。對任一個預養(yǎng)護時間比選方案j，預養(yǎng)護效益指數PBIj的計算公式如下 式中y＝gj1(x)為路面采取預養(yǎng)護后PCI的預期衰變方程(或曲線)；y＝f1(x)為常規(guī)養(yǎng)護情況下PCI的衰變方程(或曲線)；y＝y(tǒng)0(PCI)為PCI的效益計算基線，y0(PCI)的數值為表2.1.1中PCI預養(yǎng)護標準的下限；X0為常規(guī)養(yǎng)護情況下PCI的衰變曲線達到其效益計算基線的路面使用時間，可由公式(B.0.5-12)計算；Xsj為預養(yǎng)護的實施起始時間點；Xej為預養(yǎng)護的失效時間點，可由公式(B.0.5-13)確定。
f1(x)＝y(tǒng)0(PCI) (B.0.5-12) gj1(x)＝y(tǒng)0(PCI) (B.0.5-13) 3、各級代表性公路的PBI計算結果分別見表B.0.5-1、B.0.5-2、B.0.5-3、B.0.5-4和B.0.5-5。
表B.0.5-1高速公路各預養(yǎng)護時間對比方案的PBI計算結果

表B.0.5-2一級公路各預養(yǎng)護時間對比方案的PBI計算結果
表B.0.5-3二級公路各預養(yǎng)護時間對比方案的PBI計算結果
表B.0.5-4三級公路各預養(yǎng)護時間對比方案的PBI計算結果
表B.0.5-5四級公路各預養(yǎng)護時間對比方案的PBI計算結果
B.0.6預養(yǎng)護費用的表征與計算方法如下 1、需要考慮的費用項目主要包括日常養(yǎng)護費、預養(yǎng)護措施費和中修費3項。實際分析時如果缺乏數據也可以只選擇其中一項或兩項，但必須包括預養(yǎng)護措施費。
2、由于各時間方案的養(yǎng)護費用分析周期不同，選擇當量平均年度費用法(Equivalent Uniform Annual Cost，即EUAC)來計算各時間方案的預養(yǎng)護費用，分析指標選擇EUAC。對任意一個預養(yǎng)護時間方案j，EUACj的計算可分以下兩步進行(計算模型如圖6所示) 第一步計算費用分析期
內發(fā)生的各項養(yǎng)護費用的總現(xiàn)值PWj，時間零點選擇路面新建或新近一次大(中)修或預養(yǎng)護的時間。其計算公式如下 式中Ci為第i項養(yǎng)護費用；d為利率(比如利率為4％，則d＝0.04)，可根據當地的經濟發(fā)展水平選擇；ti為第i項養(yǎng)護費用發(fā)生的時間(年)。
第二步將各項費用的總現(xiàn)值PWj轉化為當量平均年度費用EUACj，計算公式如下 式中EUACj為第j個預養(yǎng)護時間方案的當量平均年度費用；nj為第j個預養(yǎng)護時間方案費用分析期的長度，nj＝Xej，其意義見圖4或圖1-圖3。
3、各級代表性公路的EUAC計算結果分別見表B.0.6-1、表B.0.6-2、表B.0.6-3、表B.0.6-4和表B.0.6-5。
表B.0.6-1高速公路各預養(yǎng)護時間對比方案的EUAC計算結果
表B.0.6-2一級公路各預養(yǎng)護時間對比方案的EUAC計算結果
表B.0.6-3二級公路各預養(yǎng)護時間對比方案的EUAC計算結果
表B.0.6-4三級公路各預養(yǎng)護時間對比方案的EUAC計算結果
表B.0.6-5四級公路各預養(yǎng)護時間對比方案的EUAC計算結果
B.0.7計算各預養(yǎng)護時間對比方案的BCR，其計算公式如式(B.0.7)所示。各級代表性公路的BCR計算結果分別見表B.0.7-1、表B.0.7-2、表B.0.7-3、 表B.0.7-4和表B.0.7-5。
表B.0.7-1高速公路各預養(yǎng)護時間對比方案的BCR計算結果
表B.0.7-2一級公路各預養(yǎng)護時間對比方案的BCR計算結果
表B.0.7-3二級公路各預養(yǎng)護時間對比方案的BCR計算結果
表B.0.7-4三級公路各預養(yǎng)護時間對比方案的BCR計算結果
表B.0.7-5四級公路各預養(yǎng)護時間對比方案的BCR計算結果
B.0.8以BCR值最大的時間方案所對應的預養(yǎng)護實施時間點作為最佳預養(yǎng)護時間，各級公路瀝青路面的最佳預養(yǎng)護時間見表B.0.8。
表B.0.8各級公路瀝青路面的最佳預養(yǎng)護時間 圖6至圖12為本發(fā)明應用于公路瀝青路面預養(yǎng)護系統(tǒng)的流程圖。本領域技術人員根據此流程就能很好的應用本發(fā)明。
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
權利要求
1、一種公路瀝青混凝土路面預防性養(yǎng)護的措施及時間的確定方法，其特征在于包括如下步驟
(1)、預養(yǎng)護措施選擇
首先根據路面的主導損壞類型及嚴重程度、公路等級和交通量技術因素，由公路瀝青路面預養(yǎng)護對策集初步遴選出所有適用的預養(yǎng)護措施，然后采用等效年度費用法對遴選出的預養(yǎng)護措施分別進行費用效益分析，進一步選擇出費用效益良好的預養(yǎng)護措施；最后綜合考慮施工因素、用戶因素和環(huán)境因素，采用項目級綜合評判法分別對各預養(yǎng)護措施進行分析，最終選擇綜合評判系數k值最大的措施作為最佳預養(yǎng)護措施；
(2)、最佳預養(yǎng)護時間確定
a、確定常規(guī)養(yǎng)護情況下的PCI衰變方程，由PCI的衰變方程及其預養(yǎng)護標準確定適合預養(yǎng)護的時間范圍，并根據相等的時間間隔或由用戶根據路面養(yǎng)護習慣自行選擇預養(yǎng)護時間對比方案；
b、確定常規(guī)養(yǎng)護和各預養(yǎng)護時間方案的路況指標衰變方程；對于表面加鋪類預養(yǎng)護措施，路況指標應包括PCI、RQI和BPN3項，如果數據不充分或RQI、BPN的規(guī)律性不明顯，也可只分析PCI的衰變方程；對于非表面加鋪類預養(yǎng)護措施，路況指標主要指PCI；
c、對于表面加鋪類預養(yǎng)護措施，分別計算采取預養(yǎng)護后相對于常規(guī)養(yǎng)護所增加的PCI、RQI和BPN衰變曲線下的面積以及常規(guī)養(yǎng)護情況下PCI、RQI和BPN衰變曲線下的面積，并計算預養(yǎng)護效益指數PBI；對于非表面加鋪類預養(yǎng)護措施，計算采取預養(yǎng)護后相對于常規(guī)養(yǎng)護所增加的PCI衰變曲線下的面積，即為預養(yǎng)護效益指數PBI；
d、計算各預養(yǎng)護時間方案的預養(yǎng)護費用，即日常養(yǎng)護費、預養(yǎng)護費和中修費在路面壽命周期內的當量平均年度費用，如果日常養(yǎng)護費或中修費不明確，可不考慮，但必須考慮預養(yǎng)護費用；
e、計算各預養(yǎng)護時間方案的預養(yǎng)護效益費用比BCR，最終以BCR值最大的時間方案所對應的預養(yǎng)護實施時間點作為最佳預養(yǎng)護時間。
2、根據權利要求1所述的公路瀝青混凝土路面預防性養(yǎng)護的措施及時間的確定方法，其特征在于，所述步驟(1)中系數K值的計算公式如下
式中
Wj——第j種影響因素的權重系數，參照表A.0.3-1取值；
Cij——第i種待選預養(yǎng)護措施對于第j種因素的特征屬性值，參照表A.0.3-2取值；
n——影響因素的數目。
3、根據權利要求1所述的公路瀝青混凝土路面預防性養(yǎng)護的措施及時間的確定方法，其特征在于，所述預養(yǎng)護效益指數PBI的計算公司如下
PBIj＝γ1·SBj(PCI)+γ2·SBj(RQI)+γ3·SBj(BPN)
式中SBj(PCI)、SBj(RQI)和SBj(BPN)分別為PCI、RQI和BPN的標準化效益；γ1、γ2和γ3分別為PCI、RQI和BPN的效益權重系數。
全文摘要
一種公路瀝青混凝土路面預防性養(yǎng)護的措施及時間的確定方法，其特征在于包括預養(yǎng)護措施選擇步驟和最佳預養(yǎng)護時間確定步驟。本發(fā)明的優(yōu)點是通過對各級公路瀝青路面預養(yǎng)護措施的選擇、最佳預養(yǎng)護時間的確定，保證預養(yǎng)護的效果，最終達到保持路面的良好技術狀態(tài)、延緩路面損壞、延長路面使用壽命和節(jié)省路面壽命周期養(yǎng)護費用的目的。
文檔編號E01C23/00GK101307589SQ20071004060
公開日2008年11月19日 申請日期2007年5月14日 優(yōu)先權日2007年5月14日
發(fā)明者朱建東, 凌建明, 李哲梁, 趙鴻鋒 申請人:上海市公路管理處