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      天津地區(qū)瀝青道路路面預防性養(yǎng)護研究

      2013-04-29 02:15:28高慧英
      關鍵詞:天津地區(qū)

      高慧英

      摘要:本文以天津實際工程作為對比研究對象,分析預防性養(yǎng)護在天津道路中的具體應用和產生的效益,根據文中提出的最佳養(yǎng)護方法,分析天津地區(qū)傳統(tǒng)養(yǎng)護和預防性養(yǎng)護成本差別以及養(yǎng)護完之后瀝青道路路面各種性能的區(qū)別。

      關鍵詞:天津地區(qū) 瀝青道路 傳統(tǒng)養(yǎng)護方法 預防性養(yǎng)護方法

      0 引言

      傳統(tǒng)修護方法工作時間長,需要的人力和機械量大,對交通的影響大,新料使用量大,廢料多,空氣污染嚴重,效率低,環(huán)境污染嚴重。預防性養(yǎng)護具有養(yǎng)護成本低、施工周期短的特點,連續(xù)采用預防性養(yǎng)護措施,則可以把瀝青道路路況維持在一個令人較為滿意的水平,從而使瀝青道路路面獲得長期良好的使用性能,并最終實現(xiàn)延長瀝青道路路面使用壽命的目標。本文根據多年實際道路的養(yǎng)護經驗,提出了道路養(yǎng)護好壞新的評價指標標準,此方法把道路養(yǎng)護性能指標和成本造價完美的結合在一起,為未來道路養(yǎng)護的評判方法提出了一個全新的方案。

      1 金鐘路維修和預防性養(yǎng)護效益分析

      1.1 工程介紹(金鐘路大修改造工程) 工程概況:金鐘公路是我市東部的一條重要通道,是連接中心城區(qū)與東麗區(qū)東麗湖地區(qū)的主要干線道路,東起東麗湖東金公路,西至津蘆公路。路線全長7.615km,現(xiàn)狀為二級公路。金鐘公路于2002年大修,路面寬18m,路基寬21m,路面結構為15cm爐灰三合土+18cm石灰粉煤灰碎石+7cm厚瀝青混凝土。本次工程起點與在建的路段相接,延舊路向西,道路向兩側加寬。加寬路段長度1.3km,加寬改建路段為一級公路雙向四車道標準。設計樁號k1+300后,對舊路進行現(xiàn)狀大修,大修路段為二級公路標準。最終到達本次工程終點津蘆公路。路線全長3.378km。

      1.2 金鐘路預防性養(yǎng)護工程 金鐘路工程起點位于現(xiàn)狀金鐘路下穿北環(huán)鐵路地道口處,修筑樁號為K1+200;路線沿既有金鐘路的線位向東北方向,終點與既有躍進路平面交叉,修筑樁號為K3+748.107,路線全長2548.107m,道路為舊路拓寬改造。

      1.3 性能效益分析 成本效益分析:兩種養(yǎng)護方法對比1.3.1 傳統(tǒng)養(yǎng)護性能指標分析:二級瀝青道路路面設計使用壽命是10年,根據各方案的路面性能指標衰變曲線方程,取[PCI]=70,即:100e-0.0473x=70,x=7.54。近似取為7.5a,即不采取預防性養(yǎng)護措施時達到最低可接受水平時的路齡為7.5a;未采取預防性養(yǎng)護措施[PCI]的性能衰變方程y=100e-0.0473x。

      采取傳統(tǒng)養(yǎng)護措施時按照遞減趨勢指標瀝青道路路面的性能曲線面積計算如下:ADN(-)=(QDN-LBC)dx,即,

      ADN(-)=(100e-0.0473x-70)dx=106.40。

      根據遞增趨勢指標的路面性能指標衰變曲線方程,取[IRI]=6,未采取預防性養(yǎng)護措施[IRI]的性能衰變方程y=

      1.73e0.06x。采取養(yǎng)護措施時按照遞增趨勢指標瀝青道路路面的性能曲線面積計算如下:AND(+)=(UBC-QBN)dx,即:

      AND(-)= (6-1.73e0.06x)dx=26.95。

      1.3.2 預防性養(yǎng)護性能指標分析:根據上一節(jié)天津市今年來瀝青道路路面預防性養(yǎng)護所統(tǒng)計的結果,本文采用第2種養(yǎng)護方式對金鐘路面進行養(yǎng)護,其性能指標分析如下:根據方案2的路面性能指標衰變曲線方程,取[PCI]=70,即:100e-0.0456x=70,x=6.3。

      采取預防性養(yǎng)護措施時達到最低可接受水平時的路齡為6.3a;采取預防性養(yǎng)護措施[PCI]的性能衰變方程y=100e-0.0456x。

      采取傳統(tǒng)養(yǎng)護措施時按照遞減趨勢指標瀝青道路路面的性能曲線面積計算如下:ADN(-)=(QDN-LBC)dx 即:

      ADN(-) =(100e-0.0456x-70)dx=124.12。

      根據遞增趨勢指標的路面性能指標衰變曲線方程,取[IRI]=6,采取預防性養(yǎng)護措施[IRI]的性能衰變方程y=

      1.75e0.058x。采取養(yǎng)護措施時按照遞增趨勢指標瀝青道路路面的性能曲線面積計算如下:AND(+)=(UBC-QBN)dx 即:

      AND(-)=(6-1.75e0.053x)dx=24.49。

      方案的效果費用比與最大的效果費用比的比率表示。效用指標為Eui=×100%=×100%=116.5。

      傳統(tǒng)維護方法和預防性養(yǎng)護方法成本和性能指標對比:通過金鐘大橋的兩次分別采用傳統(tǒng)維修方法和預防性養(yǎng)護方法的對比分析發(fā)現(xiàn),采用傳統(tǒng)的維修方法的成本為146.52元/m2(金鐘公路中修),而采用預防性養(yǎng)護的成本為16.01元/m2,而換算成平均每年的成本則是,采用傳(上接第126頁)統(tǒng)的維修方法的成本為78.26元/m2,而采用預防性養(yǎng)護的成本為4.03元/m2。通過其性能指標的計算發(fā)現(xiàn),傳統(tǒng)維護方法的AND(-)=104.60,而采用預防性養(yǎng)護方法的APT(-)=124.12。所以兩種養(yǎng)護方法的優(yōu)劣不言而喻。2 新評價指標模型

      傳統(tǒng)評價指標中,只有性能的對比,這就把性能指標和造價成本各自孤立開來,所以本文提出一個把路面維護的性能指標和造價成本聯(lián)系在一塊組成一個新的評價指標。如圖1所示,假設從x1到x2的積分面積為A1,其造價為M1,當養(yǎng)護完成后,采用養(yǎng)護部分所圍成的面積為A1′,則總面積為A2=A1+A1′,建設和養(yǎng)護每平方米道路的總造價為M2;我們用如下公式作為評定道路養(yǎng)護的優(yōu)劣的指標:Px=,現(xiàn)假設x1=6.0,x2=10,x3=14,建設一條道路的單位面積總成本為400元,在沒養(yǎng)護之前,道路性能衰變指標函數為:y=100e-0.0473x,A1=100e-0.0473xdx=796.77;采用預防性養(yǎng)護道路的性能指標衰變函數為:y=100e-0.0456x,A2=100e-0.0473xdx+100e-0.0456xdx=1192.69。

      未養(yǎng)護之前道路的總造價成本M1=400,采用養(yǎng)護后,道路造價和養(yǎng)護總成本M2=400+x。養(yǎng)護成本從0~280變化時,M/A的變化規(guī)律先降低后升高,其中采用預防性養(yǎng)護時,x=0時,P0=0.502;x<20時,Px<0.34;x≥20時,Px>0.35;預防性養(yǎng)護的成本區(qū)間一般為(0,20),即:Px

      一般情況下,傳統(tǒng)的道路養(yǎng)護x在100~300元之間,其指標完全大于普通預防性養(yǎng)護指標,所以建議養(yǎng)護指標P越小越好。除此之外,可知當x=200時,維修道路的性能指標和新建道路的性能指標是一樣的,所以當路面養(yǎng)護費用超過每平方米200元時,建議新建。

      3 結論與展望

      通過金鐘大橋的兩次分別采用傳統(tǒng)維修方法和預防性養(yǎng)護方法的對比分析發(fā)現(xiàn),采用傳統(tǒng)的維修方法的成本為146.52元/m2(金鐘公路中修),而采用預防性養(yǎng)護的成本為16.01元/m2,而換算成平均每年的成本則是,采用傳統(tǒng)的維修方法的成本為78.26元/m2,而采用預防性養(yǎng)護的成本為4.03元/m2。通過其性能指標的計算發(fā)現(xiàn),傳統(tǒng)維護方法的AND(-)=104.60,而采用預防性養(yǎng)護方法的APT(-)=124.12。所以兩種養(yǎng)護方法的優(yōu)劣不言而喻。

      參考文獻:

      [1]徐劍.瀝青路面微表處養(yǎng)護技術的研究[D].東南大學博士論文,2002:1-10.

      [2]王新增.Cape 封層技術在國外的發(fā)展和應用[J].國外公路,2000,

      20(5):42.

      [3]沙慶林.瀝青和瀝青混凝土現(xiàn)狀[J].交通運輸工程學報,2001,1

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