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【建设养护】预防性养护:上医治未病 为道路保价续航

时间:2019-07-03 14:01 来源:交通建设与管理 作者:文/本刊记者 王刚
3月 15 日,中国技术市场协会交通运输委员会江苏西尔玛专家咨询委员会正式宣告成立并召开第一次专家咨询会,来自行业管理部门、科研院所、公路养护管理单位的行业专家,围绕路面
公路建设任务依然繁重与养护管理压力快速上升,是公路发展面临的主要矛盾。

交通运输部修订《公路养护工程管理办法》,首次提出搭建现代公路养护管理体系,并将养护工程由小修、中修、大修和改建工程,调整为预防养护、修复养护、专项养护、应急养护四类。《管理办法》被业内解读为适应行业发展新趋势,全面指导公路养护工程管理工作。
 
作为沥青路面预防性养护的倡导和推动者,公路养护技术国家工程研究中心原副主任王松根认为《管理办法》的出台是公路养护管理的重要里程碑:“沥青路面预防性养护在国外发展比较成熟,在国内也已经推广多年。随着我国公路进入养护高峰期,预防性养护将担负起更重要的作用,不仅是缓解养护任务和养护资金加重的压力,更重要的是推进养护转型、管理升级和服务提质。”
 
预防性养护提高公路使用寿命
 
我国每年至少有 10%的道路陆续进行大修,往往需要开挖处理,费用高昂。在传统的养护理念中,沥青混凝土路面在 15 年的设计寿命内至少需要进行 1 次大修、2 次中修及各类表面处治。然而,我国普通道路养护资金普遍匮乏,高速公路略好但也不容乐观,尤其是当前大部分高速公路盈利能力并不强,大修费存在严重的不足,随着高速公路路网的逐年扩大,养护经费不足的情况愈发严重。
 

 
传统的“损坏后再修复”属于被动养护方式,预防养护则是属于主动养护方式。根据《管理办法》的定义,预防性养护是指公路整体性能良好但有轻微病害,为延缓性能过快衰减、延长使用寿命而预先采取的主动防护工程。公路大国美国通过预防性养护技术应用,发现在恰当的时间花 1 美元用于路面预防性养护,将会为将来节省4 ~ 10 美元路面大修费用。而根据美国 SHRP 计划中对养护费用效益的研究结论:整个路面寿命周期内进行 3 ~ 4 次的预防性养护可延长使用寿命 10 ~ 15 年,节约养护费用 45%~ 50%。养护费用降幅如此之大,对于缓解养护资金的巨大压力无疑是非常具有吸引力。
 
西尔玛公司董事长张玉峰早在 2000 年前后,就已经开始将美国成熟的沥青路面预防性养护理念和技术引入国内。回想起当年创业的艰难,张玉峰说:“美国的路面养护理念和我们当年的理念有比较大的区别,他们认为在有限的养护资金使用上,优先养护好的路面,才能最大程度地保持现有路面的资产价值。尽管在国内有很多公路专家和高层管理者认同这一理念,但在实际执行过程中,由于资金的问题,或者是管理者的惯性思维,当时能够落实预防性养护的公路项目可谓少之又少。” 

“上医治未病、中医治欲病、下医治已病”,沥青路面的预防性养护不正是医道中的“上上医”吗。张玉峰也据此坚信,在路面养护理念和技术发展上,如果能借鉴美国的发展经验,肯定能少走弯路。采用合理的预防性养护措施,保证公路的正常运转,提高公路的使用寿命,减少因大修带来的高额维修费用和社会压力,这岂不是一件利国利民的大好事。
 
含砂雾封层从美国引入中国
 
“为道路保价续航”,秉承这一理念,张玉峰从美国引进了沥青路面预防性养护技术——含砂雾封层技术。作为国内起步最早的预防性养护先行者,张玉峰带领的西尔玛致力于预防性养护产品的研发及应用,这一干就是十几年。张玉峰等等行业推动者的努力渐渐看到了效果,小规模的预防性养护工程在各地开始尝试开展。但起到标杆带头作用沥青路面预防性养护起始于北京。
 
2008 年春季,京开高速公路,南三环至西红门收费站段,首都高速公路养护管理龙头首发集团公司,在一个月的工期内,完成沥青路面预养护——含砂雾封层施工,这是国内首个标志性的沥青路面含砂雾封层预养护大型项目,保护现有沥青面层、固锁骨料、封闭细小裂隙、增强路面防水性能的作用,京开高速完美如新的沥青路面不仅在业内得到广泛好评,并且为社会公众所认知,成为当年奥运工程的亮点之一,也开启了沥青路面预养护——含砂雾封层施工在国内批量应用的元年。
 
2008 年北京奥运会,2010 年上海世博会,无疑成为沥青路面预防性养护——含砂雾封层技术在北京、上海一线城市推广的助推剂。但必须客观地认识到,北上广一线城市道路管理养护单位理念先进、资金充裕,对路面性能和美观性要求更高,接受新技术具备较好的基础。然而要在国内大范围推广公路预防性养护,不仅需要理念和政策导向的支持,需要行业专家的呼吁,更需要体制机制的配合和基层单位的认可,以及更多的像西尔玛一样投身预防性养护理念技术推广的企业。
 
预防性养护关键在于因路施策
 
因地制宜,因路施策。对于沥青路面预防性养护来说,不同的路况要采取不同的表面处理技术。早期预防性养护措施是指 0~1.5cm 铺层厚度,具体技术工艺包括含砂雾封层、微表处、碎石封层、纤维封层等;中期预防性养护措施是指 1~3cm 铺层厚度,具体技术工艺包括超薄磨耗层(UTAC 等)、开普封层、双层微表处等;而对于 2~4cm 铺层厚度,则属于后期预防性养护措施,主要包括薄层罩面和复合封层罩面等技术。大于 4cm 则采用铣刨罩面、就地热再生、补强加铺等中、大修技术工艺。
 
预防性养护技术工艺的多样性和复杂性,决定了其推广应用必须要有权威的检测、正确的设计和科学的决策,以及工程技术、装备、材料的不断进步,任何一个环节的缺失,都会影响到工程实施效果。
 
2011 年,西尔玛协助相关组织机构在北京举办了“中美公路学会专家峰会”,原交通部副部长李居昌、中国工程院院士沙庆林、中国公路学会养护与管理分会理事长刘家镇、美国公路养护国家研究中心主任 Larry 等百余位中美公路行业专家和管理者就公路预防性养护的理念和技术研讨交流。
 

中国技术市场协会交通运输委员会副主任、山东省交通运输厅巡视员范正金,回想起 2011举办年的“中美公路学会专家峰会”时,不无感慨地说:“这次会议让国内系统全面的接触了预防性养护的理念和技术,西尔玛公司张玉峰先生一如既往的努力和推动功不可没。”此次会议被业内认为是预防性养护全面系统性影响我国公路养护发展的重要里程碑。在多方参与,共同推动下,预防性养护在国内的推广应用走上了快车道。西尔玛也由此奠定了在沥青路面预防性养护领域技术引领者和发展推动者的行业地位。
 
资金统筹划拨助力应用推广
 
2011 年开始,新疆、西藏等地陆续开展了数百万平米的沥青路面预防性养护——含砂雾封层施工,标志着含砂雾封层技术对路面的防护功能得到了进一步拓展,从一线大城市向更大范围推广应用。
 
“实践证明,预防性养护做得好,就能够保持公路高质量。历次国检结果也表明,前十名的省份都是预防性养护做得好的省份。”王松根总结道。
 
与此同时,国家部委也对公路预防性养护给予更加明确的政策扶持。《交通运输部“十三五”公路养护管理发展纲要》再次要求全面开展预防性养护,加快制定预防性养护政策和技术标准,明确预防性养护决策依据、技术要求和质量标准,安排预防性养护专项资金并纳入公路养护年度支出计划。并首次提出各地区在实施高速公路预防性养护时,平均每年实施里程比重不少于 8%,普通国省道不少于 5%的具体指标,以便更好安排资金统筹划拨。在公路管理养护行业有识之士和西尔玛等企业的持续推动下,预防性养护理念逐渐在国内被认可,越来越多的国外先进的预防性养护技术工艺开始进入国内,随着推广应用的逐渐成熟和设备、材料等国产化率越来越高,成本逐渐降低,沥青路面预防性养护在国内迎来了发展的春天。
 
科学决策放大预防性养护效益
 
但同时也必须客观的认识到,在沥青路面养护尤其是预防性养护的发展上,再好的技术也有其适用性,没有任何一项技术包打天下,放之四海而皆准。同济大学教授薛明认为,我国幅员辽阔,不同的自然环境,不同的地理条件,以及不同的路面基层条件,直接影响到预防性养护的实施效果,要将养护科学决策纳入到养护工程前期环节,遵循全寿命周期综合效益最佳的理念,综合考虑技术、经济、安全、环保等因素,合理确定养护工程项目,为养护工程计划的编制提供科学依据。
 
 
在苏交科集团首席工程师、新型道路材料国家工程实验室主任曹荣吉看来,尽管预防性养护已经在理念上和技术上不存在阻碍,但是还存在着诸多制约发展的因素。例如缺少在材料、工艺、验收等方面的标准,以及在公路养护管理程序上,还存在界定不清晰,过程和竣工检测不规范等情形。更为紧迫的是,在当前养护管理设计和拨款机制下,有的养护单位将工程量放大以获取经费资金支持,人为降低预防性养护在整体养护设计中所占比例。“相信养护设计总承包的模式不仅可以促进技术进步,更可以提高预防性养护市场占比。”曹荣吉说。交通运输部科学研究院工程技术与材料研究中心副主任陈景也对预防性养护缺乏整体设计的现状表示了担忧。陈景说:“对于路面的结构性设计,我们已经做得非常完善,但是在还缺乏预防性养护的整体设计。有的养护单位没有经过路面检测、数据分析和科学决策,单纯凭经验施工,做得不好就把板子打在材料供应商身上,这种做法不利于预防性养护的推广。设计和规范不能太笼统,要更加细致全面,不仅限于施工工艺,包括产品的适用性功能性都需要进行标准化和规范化,这样才能更大范围的推广和应用。”
 
对于沥青路面预防性养护最早期的步骤——含砂雾封层技术和材料的发展,曹荣吉希望在路面抗滑性能和抗老化性能方面投入更大的攻关力度。曹荣吉说:“以江苏省为例,路面使用寿命达到 20 年以上已经没有问题,除了反射裂缝和车辙之外,抗滑性能和抗老化性能是重要的两个方面,尤其是大流量交通路面和桥面,开发出抗滑性能更好,维持时间更长的封层材料尤其重要。”
 
北京以“首善标准”进行道路养护管理,预防性养护在功能性方面可以拓展更大的空间。北京首发集团副总经理孔祥杰:“路面行车噪音如果能够降低几分贝,人民群众的满意度都会提升,预防性养护在这方面可以加大攻关力度。此外,如果通过预防性养护措施,将冬季凝冰温度降低 2~3℃,不仅可以减少融雪剂喷洒量,还可以减少冬季路面除雪费用。”
 
全寿命周期投资效益最优是发展必然
 
以预防性养护技术作为载体,通过掺加不同的功能材料,可以加载形式丰富的功能模块,进而更好地满足特殊养护需求。西尔玛在 MS沥青基浓缩封面料等主打产品基础上,又开发出 BS-I 桥面沥青基浓缩封面料、AC 沥青基浓缩封面料、AB 橡胶改性沥青粘合剂和西尔玛常温薄层罩面技术、复合封层技术,以及一系列的施工设备和材料,更好满足养护管理单位对于预防性养护的多样化需求。
 
针对冻雨地区和特殊路段的抗凝冰需求,西尔玛还推出一种新型的具备抗凝冰功效的含砂雾封层预养护施工技术。通过疏水性抗凝冰缓释材料和西尔玛雾封层封面料结合,以含砂雾封层的施工工艺施用于路面达到主动抑制凝冰保证行车安全的目的。
 
目前,西尔玛年产 2 万吨道路环保材料的生产基地已经投产,联合权威科研单位和道路养护管理单位开展联合技术攻关,参与编写行业标准与相关规范,西尔玛推动预防性养护科学发展,紧锣密鼓,稳步前行。2018 年,西尔玛“环保型路面预防性养护浓缩封面料开发及应用技术研究”荣获第九届“中国技术市场金桥奖”。
 
为了沥青路面预防性养护,西尔玛董事长张玉峰奋斗了将近 20 年。虽然满头白发,但作为一名参与者和推动者,看到行业 20 年来取得的巨大进步和发展前景,张玉峰的豪情壮志仍不减当年。“沥青路面预防性养护——含砂雾封层技术发展方向是养治结合,兼具预防性养护及修复性养护的功能,轻车辙、微裂缝、改善舒适性等方面都会有所提升。抗滑、降噪、减水雾和防凝冰等多种功能大大丰富了预防性养护的应用。从全寿命周期养护投资综合效益考虑,预防性养护将迎来更为广阔的发展。”张玉峰说。
 
《公路沥青路面养护设计规范》已经于2019 年 3 月 1 日起正式实施,《规范》提出,各省级交通运输主管部门应依托本地区中长期养护规划,择优选择全寿命周期投资效益最优的路面养护设计方案,切实提高养护工程资金使用效益。《规范》还提出,持续开展已实施完成的养护工程跟踪观测,建立长期性能数据库,评估养护方案实施效果,总结路面使用性能衰变规律及各种养护措施的适用条件,不断优化及完善本地区养护决策分析模型,提高养护设计的科学性和准确性。
 
 
我们期待《规范》尽早实施推广,全寿命周期投资效益最优的养护理念得到更进一步的认可和宣传,养护设计科学性和准确性不断完善提高,沥青路面预防性养护“为道路保驾续航”的愿景早日实现。
(编辑:刘飞)
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