傳統(tǒng)上,公路部門(mén)只有當(dāng)路面行駛狀況和結(jié)構(gòu)損壞到較差水平時(shí)才采取相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)措施,即所謂的重建輕養(yǎng)。養(yǎng)護(hù)的目的是維修結(jié)構(gòu)破壞、處治那些可觀測(cè)病害,如車(chē)轍、裂縫等。這是一種高成本、費(fèi)時(shí)的養(yǎng)護(hù)方式,并且干擾交通,給人們的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)和生活帶來(lái)諸多不便。在國(guó)外,越來(lái)越多的公路部門(mén)發(fā)現(xiàn),采用一系列低成本的預(yù)防養(yǎng)護(hù)方法可延長(zhǎng)路面的使用壽命。這些養(yǎng)護(hù)工程也是很好的投資項(xiàng)目,并且得到了公路用戶的支持,提高了用戶的滿意度。路面養(yǎng)護(hù)管理模式與策略
一、路面養(yǎng)護(hù)管理模式
在法國(guó),除了剪草、冬季養(yǎng)護(hù)、標(biāo)志維護(hù)、垃圾清理外,大部分養(yǎng)護(hù)作業(yè)以合同方式管理。因此,特許經(jīng)營(yíng)權(quán)的提供者一般是承包商與稅費(fèi)管理者相結(jié)合。運(yùn)輸部每年進(jìn)行用戶調(diào)查,使公路用戶在道路以外對(duì)一組問(wèn)題進(jìn)行提問(wèn)。每年詢問(wèn)同樣的問(wèn)題以便確定發(fā)展的趨勢(shì),檢查服務(wù)質(zhì)量。每年在高速公路系統(tǒng)調(diào)查10000名用戶,在國(guó)家道路系統(tǒng)調(diào)查另外20000名用戶。養(yǎng)護(hù)部門(mén)依據(jù)調(diào)查結(jié)果修改養(yǎng)護(hù)優(yōu)先項(xiàng)目序列和預(yù)算。對(duì)于地方和市政道路,用戶可在加油站獲取評(píng)價(jià)卡片并根據(jù)自己的意愿進(jìn)行優(yōu)缺點(diǎn)評(píng)價(jià)。
法國(guó)在總路網(wǎng)中有7186km的道路由建筑商或經(jīng)營(yíng)商所有和運(yùn)營(yíng)。對(duì)用戶每公里收取一定的費(fèi)用以補(bǔ)償投資、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)和養(yǎng)護(hù)成本,并獲取一定的利潤(rùn)。建筑運(yùn)營(yíng)商在道路系統(tǒng)可出售股份并允許其根據(jù)需要自行雇用人員進(jìn)行各種路面維修工程,建筑經(jīng)營(yíng)商總的來(lái)說(shuō)是可靠守信的。法國(guó)政府在建筑經(jīng)營(yíng)商公司持有股份,多于半數(shù)的預(yù)算由稅收承擔(dān)。這種合作方式證明是成功的。
法國(guó)的建筑經(jīng)營(yíng)商均參與道路的設(shè)計(jì)和施工。這種獨(dú)特的承包商/業(yè)主關(guān)系鼓勵(lì)了革新活動(dòng),并已產(chǎn)生許多專(zhuān)利施工方法和混合材料。
在南非,運(yùn)輸部和各省政府依靠專(zhuān)業(yè)顧問(wèn)進(jìn)行道路設(shè)計(jì)、分析和現(xiàn)場(chǎng)施工管理,由特許經(jīng)營(yíng)者進(jìn)行建設(shè)、運(yùn)營(yíng)、轉(zhuǎn)讓設(shè)施的方式越來(lái)越流行。施工和經(jīng)營(yíng)采用以路用性能保證為基礎(chǔ)的合同制,特許經(jīng)營(yíng)者在合同期對(duì)路面的養(yǎng)護(hù)負(fù)全責(zé),***長(zhǎng)合同期限可達(dá)30年。這種方式不僅能在預(yù)算緊張的情況下提供道路建設(shè)所需資金,而且政府可按一定返還比例分享特許權(quán)的利潤(rùn)并獲得稅收。 澳大利亞總的趨勢(shì)是道路設(shè)計(jì)、施工和養(yǎng)護(hù)的私有化。私有化的程度隨各州情況的不同而有所不同,國(guó)家的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明這種管理方式降低了養(yǎng)護(hù)成本。西部澳大利亞州90%以上的公路養(yǎng)護(hù)業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)了合同化管理,從而使雇員從2500人減少到了700人。政府對(duì)養(yǎng)護(hù)合同的正常管理能力起初有所擔(dān)心,但實(shí)際上這種管理方式證明是成功的。
在澳大利亞公路養(yǎng)護(hù)合同有如下類(lèi)型:
1.一次邀約合同(Single-invitation contracts),這是與地方政府談判協(xié)商的合同。因?yàn)檗r(nóng)村人口稀少,地方經(jīng)濟(jì)缺乏支持,合同需要與地方政府協(xié)商以支持地方經(jīng)濟(jì)。這種方式適合于地方公路網(wǎng)的養(yǎng)護(hù)管理。
2.路面性能規(guī)范養(yǎng)護(hù)合同(Performance-specified maintenance contracts),基于平整度、裂縫、車(chē)轍、結(jié)構(gòu)等路面性能指標(biāo)要求以及其它日常養(yǎng)護(hù)措施的長(zhǎng)期(10年)合同。
3.計(jì)劃定額合同(Scheduled-rate contracts),以公路養(yǎng)護(hù)和改造項(xiàng)目的單位作業(yè)成本定額為基礎(chǔ)的確定性計(jì)劃合同。
4.賠償合同(Tendered contracts),法定投標(biāo)合同。
二、養(yǎng)護(hù)基金的設(shè)立
在法國(guó),所有稅收(包括燃油稅)均納入包括道路預(yù)算在內(nèi)的總基金中。預(yù)防養(yǎng)護(hù)基金主要以道路使用需求為基礎(chǔ)而不是以路況為基礎(chǔ)。養(yǎng)護(hù)規(guī)范方法依照地方道路級(jí)別選擇。大修或結(jié)構(gòu)維修基金的設(shè)立以路況為基礎(chǔ)。在以上兩種情況下,資金從總基金中提取,養(yǎng)護(hù)資金的使用規(guī)模通過(guò)政府評(píng)審的途徑?jīng)Q定。
收費(fèi)公路的養(yǎng)護(hù)資金充實(shí),并且可以預(yù)測(cè)。盡管如此,2001年政府分析報(bào)告表明,國(guó)家公路網(wǎng)的預(yù)防養(yǎng)護(hù)仍然得不到足夠的資金。
南非政府的政策是促進(jìn)社會(huì)公正、維持經(jīng)濟(jì)發(fā)展,促進(jìn)就業(yè)和財(cái)富的再分配。因此,社會(huì)的需求具有很高的優(yōu)先權(quán),而對(duì)于交通運(yùn)輸對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展所起的作用重視不夠。
在南非,沒(méi)有專(zhuān)門(mén)用于道路建設(shè)和維修的資金來(lái)源,三年的有條件轉(zhuǎn)讓權(quán)只能提供有限的資金,國(guó)家道路可從中央預(yù)算中獲得適度的資金,但沒(méi)有固定的計(jì)算方法或數(shù)量。國(guó)家也為各省政府劃撥資金,道路建設(shè)和維修的資金數(shù)量由各省政府決定。在大多數(shù)情況下,稅費(fèi)只能花在收費(fèi)道路上。 在澳大利亞,公路稅收從燃油、汽車(chē)銷(xiāo)售、特許經(jīng)營(yíng)權(quán)發(fā)放中獲取并納入到政府總財(cái)政收入中,資金通過(guò)聯(lián)邦政府預(yù)算劃撥給各州。
國(guó)家道路網(wǎng)的養(yǎng)護(hù)責(zé)任由各州政府負(fù)責(zé)。路網(wǎng)的管理資金來(lái)源于聯(lián)邦政府,但在大多數(shù)情況下所提供的資金對(duì)于路網(wǎng)設(shè)施的充分維護(hù)是不夠的,有些州有能力對(duì)于不足部分給予適當(dāng)補(bǔ)助,而其它州則根據(jù)所劃撥的資金通過(guò)制定***優(yōu)計(jì)劃確定道路養(yǎng)護(hù)方案。資金并不是完全按照路面管理系統(tǒng)分析的結(jié)果進(jìn)行分配的,在大多數(shù)情況下,各州把大部分資金花費(fèi)在對(duì)道路的預(yù)防養(yǎng)護(hù)方面而不是花費(fèi)在中大修工程上。
三、路面養(yǎng)護(hù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)策略
在法國(guó)的道路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,其策略是修建堅(jiān)固的道路基層,以便能夠每過(guò)10或15年才需要對(duì)路面磨損進(jìn)行修復(fù),每20年進(jìn)行一次結(jié)構(gòu)性重鋪罩面,通常不進(jìn)行路面的重建改造工程,根據(jù)不同的道路設(shè)計(jì)厚度采用不同類(lèi)型的罩面養(yǎng)護(hù)(薄層、超薄層等)工藝。國(guó)家公路網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的大修工程由國(guó)家公路管理部門(mén)選擇確定。其他道路的維護(hù)處置方法由地方管理部門(mén)決定。 路面養(yǎng)護(hù)措施主要集中在路面的特性質(zhì)量改善方面,如提高摩擦阻力、降低噪聲、提高承載能力等。強(qiáng)調(diào)這些特性的重要性反映了運(yùn)輸部要求的提高安全性、保護(hù)環(huán)境、提高公共服務(wù)效率的國(guó)家公路養(yǎng)護(hù)目標(biāo)。
在南非,為了防止骨料損失,廣泛采用了預(yù)先裹敷骨料的方法。通過(guò)熱拌方式預(yù)先混合骨料和瀝青完成道路的初期罩面。***初的路面養(yǎng)護(hù)處治方法是在研究和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)基礎(chǔ)上選擇的各種表面封層技術(shù)。每一個(gè)養(yǎng)護(hù)項(xiàng)目都是在建立設(shè)計(jì)規(guī)范、應(yīng)用決策樹(shù)方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。 澳大利亞道路建設(shè)工程的理念是建設(shè)基礎(chǔ)厚實(shí)的、具有高強(qiáng)度基層和薄瀝青磨耗層的道路。在新南威爾士,道路交通部門(mén)研究制定了包括基礎(chǔ)養(yǎng)護(hù)5年計(jì)劃在內(nèi)的戰(zhàn)略規(guī)劃。這一規(guī)劃根據(jù)道路系統(tǒng)性能要求、道路特點(diǎn)和路況的評(píng)價(jià)以及社會(huì)公共利益的影響評(píng)估各種道路養(yǎng)護(hù)需求。
在西澳大利亞郊區(qū)***常用的維修方法是銑削面層,采用內(nèi)部應(yīng)力吸收隔層+薄層罩面(30mm)的結(jié)構(gòu)。對(duì)于低交通量路段,采用雙層碎石封層并獲得了良好的路面性能,碎石封層的預(yù)期壽命為12~15年,瀝青混合料罩面(重鋪)預(yù)期壽命為20年。為了防止雨水滲入路面下層,經(jīng)常進(jìn)行路面裂縫修補(bǔ),因?yàn)楸3致坊母稍锸且粋€(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。維多利亞公路部門(mén)的養(yǎng)護(hù)策略由6年計(jì)劃所組成,其目標(biāo)為,保持路網(wǎng)的國(guó)際平整度指數(shù)在4.2 m/km以下。自1994年以來(lái),每年有10%的路網(wǎng)受到這一戰(zhàn)略計(jì)劃的保護(hù)。
四、材料的選擇策略
在法國(guó),選用高質(zhì)量的骨料非常重要,它是道路施工和養(yǎng)護(hù)性能與服務(wù)壽命的基礎(chǔ),其中包括斷級(jí)配的細(xì)混合料。對(duì)于微表處,使用針入度為50~70/70~100的乳化瀝青。經(jīng)常使用纖維材料,改善材料粘性,纖維材料的添加通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)的稀漿封層機(jī)相連的添加機(jī)構(gòu)完成。 南非路面維護(hù)方法成功的關(guān)鍵因素包括對(duì)高質(zhì)量骨料的投資,即使需要很遠(yuǎn)的運(yùn)輸也在所不惜,同時(shí)對(duì)骨料的尺寸和級(jí)配給予足夠的重視。規(guī)范要求100%的破碎石料,通過(guò)200#篩網(wǎng)的骨料不多于0.5%,有些面層處治使用***大尺寸為19mm的骨料。 乳化瀝青主要用于霧封層,再生劑用于一般封層,大部分表面使用改性瀝青,橡膠瀝青和其它類(lèi)型的改性瀝青應(yīng)用廣泛,從面層到熱混合料基層均有應(yīng)用。
澳大利亞在碎石封層和熱瀝青混合料中廣泛使用聚合物改性瀝青,對(duì)于碎石封層主要使用熱瀝青。也使用一些乳化瀝青。使用一些不同種類(lèi)的添加劑對(duì)瀝青進(jìn)行改性,如SBS、SBR、EVA、EMA以及橡膠粉等,其中SBS和橡膠粉是使用***為廣泛的兩種添加劑。對(duì)于熱瀝青混合料也是如此。SBS改性劑***常用的種類(lèi)有170#(針入度80~100)、320#(針入度50~60)和600#(針入度40),聚合物的重量通常占6%,橡膠粉的添加量為16%~20%。
一般情況下,澳大利亞對(duì)面層骨料的質(zhì)量和級(jí)配要求很?chē)?yán)格。例如,碎石封層骨料要求具有抗滑性、干凈(200#篩通過(guò)率***大值為0.5%),骨料***大尺寸為10mm或14mm,并且為單一尺寸。在大部分情況下,用碎石和瀝青進(jìn)行預(yù)先罩面,以提高粘結(jié)性和提早開(kāi)放交通。地方礫石經(jīng)常具有較高的滲水性,這種地方路基材料的使用是澳大利亞重視路面防水養(yǎng)護(hù)和廣泛使用碎石封層的一個(gè)原因。
如果當(dāng)?shù)氐穆坊牧掀焚|(zhì)較差,他們將用各種不同的穩(wěn)定材料對(duì)其進(jìn)行穩(wěn)定處理,這些穩(wěn)定材料包括石灰、粉塵、瀝青、水泥等。在有些地區(qū),碎石基層用2%的的水泥進(jìn)行穩(wěn)定處理,并使其堆積在采石場(chǎng)進(jìn)行水化處理。
在新南威爾士,經(jīng)破碎的基礎(chǔ)巖石如玄武巖,中間巖石如英安巖,以及不常用的酸性巖如花崗巖被用于瀝青和霧封層中,低交通量道路也使用河流破碎石。此外,規(guī)格骨料用于面層以增加摩擦系數(shù)和改善滑移阻力。在西澳大利亞郊區(qū),天然礫石基層有時(shí)使用剪切瀝青涂層,用河砂覆蓋,然后開(kāi)放交通6~8個(gè)月,***后在其上攤鋪單層碎石封層作為表面磨耗層。
五、路面管理系統(tǒng)的應(yīng)用
法國(guó)研發(fā)并使用了專(zhuān)用的路面檢測(cè)設(shè)備,可采集到大量的關(guān)于路面和道路狀況的各種數(shù)據(jù),每三年對(duì)整個(gè)道路系統(tǒng)進(jìn)行一次評(píng)價(jià)。法國(guó)的***目標(biāo)是應(yīng)用這一路面管理系統(tǒng)確定路面養(yǎng)護(hù)方法,提供各種路面狀況的信息。
南非的路面檢測(cè)系統(tǒng)采用***新的技術(shù)、計(jì)算機(jī)程序和全球定位技術(shù)。采集的信息用于檢測(cè)道路系統(tǒng)狀況,預(yù)測(cè)路面服務(wù)壽命,選擇未來(lái)養(yǎng)護(hù)工程項(xiàng)目。通過(guò)設(shè)計(jì)優(yōu)良的程序確定路面養(yǎng)護(hù)作業(yè)的成本效益。
路面管理系統(tǒng)應(yīng)用兩步處理程序生成各種策略并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化,優(yōu)化程序可以幫助在給定的預(yù)算指標(biāo)下選擇***經(jīng)濟(jì)的養(yǎng)護(hù)策略。即便是路面管理系統(tǒng)確定了***優(yōu)策略,還要通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查選擇***終的施工作業(yè)計(jì)劃,***后對(duì)這一選擇進(jìn)行審查評(píng)價(jià),并對(duì)***終的工程項(xiàng)目進(jìn)行修改以滿足當(dāng)?shù)氐男枰蜅l件。
路面管理系統(tǒng)的關(guān)鍵部分——道路狀況分析是一項(xiàng)每年進(jìn)行的可視化評(píng)價(jià),評(píng)價(jià)依據(jù)是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),通過(guò)對(duì)評(píng)價(jià)人員進(jìn)行訓(xùn)練和資格認(rèn)證,以確保各省評(píng)價(jià)結(jié)果的一致性。年評(píng)價(jià)與機(jī)械測(cè)量結(jié)合在一起,以便計(jì)算路況指數(shù)。道路的機(jī)械測(cè)量每2~3年進(jìn)行一次,其中包括道路的橫向和縱向斷面檢測(cè)。路況指數(shù)用于在已有資金規(guī)?;A(chǔ)上的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)優(yōu)化公式的計(jì)算。
澳大利亞各州均使用各種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。采集的數(shù)據(jù)包括(但不限于這些)平整度、車(chē)轍、強(qiáng)度(彎沉)、結(jié)構(gòu)、裂縫、摩擦阻力和封層壽命。昆士蘭州研制了內(nèi)部使用的軟件作為道路養(yǎng)護(hù)政策和策略在州和地方級(jí)別上的決策支持工具,其它州則使用商業(yè)提供的相應(yīng)軟件完成類(lèi)似的工作。
總結(jié)與建議
對(duì)以上三個(gè)國(guó)家在公路養(yǎng)護(hù)方面的特點(diǎn)可做出以下幾點(diǎn)總結(jié):
1.國(guó)家公路網(wǎng)均實(shí)行了設(shè)計(jì)與建設(shè)長(zhǎng)期路面結(jié)構(gòu)的合同化管理。這一決策保證了這些國(guó)家把注意力放在路面面層的養(yǎng)護(hù)活動(dòng)上,從而保護(hù)了下層道路的巨大投資。這樣一來(lái),又促進(jìn)了廣泛應(yīng)用低成本的裂縫修補(bǔ)和薄層罩面等養(yǎng)護(hù)新技術(shù),從而取代了代價(jià)昂貴的各種路面大修改造工程。
2.在高強(qiáng)度路面結(jié)構(gòu)條件下,公路部門(mén)可適時(shí)采用成本相對(duì)較低的裂縫修補(bǔ)和薄層罩面這些可再生循環(huán)使用的養(yǎng)護(hù)技術(shù)。大部分情況下,路面大修改造是公路部門(mén)養(yǎng)護(hù)計(jì)劃的一小部分,因此,公路部門(mén)可將重點(diǎn)放在路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)的發(fā)展上。
3.三國(guó)在瀝青和骨料方面僅使用高質(zhì)量的材料。一般使用經(jīng)破碎骨料和經(jīng)試驗(yàn)的聚合物改性瀝青粘結(jié)料,這些有嚴(yán)格的規(guī)范加以保證。對(duì)材料源有規(guī)定,但不排除使用離工程現(xiàn)場(chǎng)較遠(yuǎn)的優(yōu)質(zhì)材料源。
4.應(yīng)用預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)條件下,合約中的擔(dān)保期通常為4年。所擔(dān)保的路面性能為摩擦性能、車(chē)轍和平整度。承包人對(duì)于路面維修的責(zé)任隨時(shí)間和交通量增加而減小。使用擔(dān)保的另一效果是承包商和材料供應(yīng)商對(duì)于材料和混合料的主動(dòng)改進(jìn)。
5.法國(guó)采用了所謂的革新合約體系,通過(guò)這一合約體系政府與企業(yè)共同承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)試驗(yàn)、研究發(fā)展新型和革新產(chǎn)品。要求每年公布養(yǎng)護(hù)新產(chǎn)品建議,實(shí)施相應(yīng)的試驗(yàn),進(jìn)行調(diào)查研究,并由政府與企業(yè)共同分擔(dān)相應(yīng)成本。成功的產(chǎn)品在全國(guó)采用,并納入預(yù)防性養(yǎng)護(hù)計(jì) 劃中。
借鑒以上三國(guó)公路養(yǎng)護(hù)的經(jīng)驗(yàn)和管理方式,提出以下幾點(diǎn)建議供國(guó)內(nèi)參考。
1.在全國(guó)不同地區(qū)創(chuàng)建厚基層和厚路基樣板工程,以便確定該設(shè)計(jì)方案的有效性。
2.研究并試驗(yàn)各種形式的合同化養(yǎng)護(hù)管理新模式,把路面養(yǎng)護(hù)納入到路面的設(shè)計(jì)、施工與營(yíng)運(yùn)的統(tǒng)一體系中。
3.研討在我國(guó)采用長(zhǎng)期路面養(yǎng)護(hù)合同形式,實(shí)施樣板工程的可能性。
4.強(qiáng)化預(yù)防性養(yǎng)護(hù)理念,研究并推廣各種碎石封層技術(shù)的適用性與經(jīng)濟(jì)性。鼓勵(lì)在碎石封層中使用改性瀝青結(jié)合料。評(píng)價(jià)碎石封層的各種設(shè)計(jì)實(shí)踐,并考慮將其應(yīng)用于路基或基層上以防滲水。
5.鼓勵(lì)采用高品質(zhì)骨料以延長(zhǎng)路面壽命。
6.建立交通部門(mén)、高等院校與養(yǎng)護(hù)產(chǎn)品制造企業(yè)進(jìn)行科研合作的長(zhǎng)效機(jī)制,發(fā)展適合我國(guó)國(guó)情的公路養(yǎng)護(hù)新裝備與新工藝。
7.研究開(kāi)發(fā)路況檢測(cè)設(shè)備以及相應(yīng)的路況分析軟件,改善路況評(píng)估手段與效率,實(shí)現(xiàn)路面養(yǎng)護(hù)管理的科學(xué)化與現(xiàn)代化。