技术需求及存在问题

巨大的养护需求给公路养护管理工作带来了前所未有的压力。与公路建设相比，我国公路养护是一个薄弱环节，技术能力和保障能力严重不足，成为制约公路养护发展的瓶颈。到目前为止，公路养护还远没有形成完整、有效的技术支撑体系，需要通过系统的科学研究和技术创新予以解决。

（一）公路养护技术需求

根据我国公路养护管理现状，在充分调研的基础上，确定如下四个方面为现阶段公路养护管理领域

亟需解决的重大技术问题：

★ 快速、准确、可靠的路网技术状况监测技术；

★ 科学的公路养护分析决策技术；

★ 先进的公路损坏原因诊断与养护设计技术；

★ 节能、环保型的公路养护材料及工艺。

上述四方面关键技术贯穿了公路养护管理的全过程。本文将结合我们正在开展的西部项目研究工作，重点针对公路养护设计技术进行阐述。

（二）养护设计实践中存在的问题

与发达国家相比，我国路面损坏速度普遍过快，路面大中修养护周期普遍过短，路面平均使用寿命仅为国外的35~

50%。究其主要原因，在公路养护设计中存在以下几方面突出问题：

技术层面

(1)我国缺少独立的沥青路面大中修养护设计技术和规范，现行路面大中修养护设计是借用《公路沥青路面设计规范》（JTG D50-2006）的方法。

(2)在路面养护设计中，针对大修工程主要有以下三种常规做法：采用原结构修复；采用经验型典型结构；按照现行设计规范进行补强设计。针对中修工程，则主要依赖经验，对于路面损坏机理缺乏深入全面的认识，对养护方案的选择缺乏针对性。

(3)在路面大修养护设计中，过于倚重力学设计方法，选择的力学指标（路面回弹弯沉）不够科学，考虑的主要受力方式相对于目前复杂的荷载状况而言可能过于简单。

(4)设计的养护方案中，路面结构形式单一（半刚性基层+沥青面层），对于结构层次的合理匹配、路面排水性能、路基状况、路面的综合使用性能（路面破损、平整度、车辙、抗滑等）缺乏全面考虑和定量研究。

(5)对路面大中修各种候选养护方案的经济性缺乏定量的考虑，没有引入科学的经济评价方法。

管理层面

(1)养护工程采用两阶段设计：方案设计（初步设计，立项阶段用于控制资金和规模）；施工图设计（详细设计，可用于工程实施）。在实际工作中，往往以施工图设计为主导，方案设计没有得到应有的重视，有的与检评业务结合，有的与施工图设计打包。

(2)设计单位采用的养护设计方法大同小异，无法突破现有规范的局限性，有的甚至无设计可言，仅仅是业主思想的简单实现。

鉴于上述状况，在公路养护设计实践中，亟需建立一整套从设计目标到设计方案，再到使用效果评估的“路面大中修养护设计和评价综合体系”。通过路面大中修养护设计成套技术的应用，延长路面大中修养护周期，减少频繁养护对公路运营的干扰，提升公路养护管理在公众心目中的形象。

养护设计新理念

科学的公路养护分析流程可以划分为路网级和项目级两个层次，每个层次包含的主要工作内容及相关辅助技术如图2所示。网级养护分析的主要目的是通过实施路网技术状况检测，确定整体养护需求和项目建议，并据此制定科学合理的养护计划和养护规划。而项目级养护分析则是针对拟实施养护工程的具体路段，通过详细检测和科学分析，诊断路面病害成因，确定养护性质和养护单元，通过路面使用性能及全寿命周期费用分析，提出具有针对性的养护设计方案（一组候选方案），并最终完成施工图设计。

养护设计新理念的提出主要是针对上述第二阶段（项目级）工作，其中包含以下两个核心要素：

（一）在养护设计中对路面使用性能进行全过程控制判别路面质量优劣的终极标准是路面的使用性能（路面损坏状况、路面平整度、路面车辙、路面抗滑性能、路面结构性能等），按照使用性能分析和设计路面结构及路面材料已经形成一种必然趋势。

（二）在养护设计中对养护方案的经济性进行科学评价

根据技术经济条件，借助科学的分析方法——寿命周期费用分析方法进行方案比选和经济分析。

综上所述，基于使用性能和全寿命周期费用分析的路面大中修养护设计方法，是从“结构、材料、荷载、环境、经济”几方面综合考虑，力求达到结构设计与材料设计的统一、力学性能与使用性能的统一，技术指标与经济指标的统一。以经济指标作为优化条件，通过寿命周期费用分析方法，来选择技术可行（既满足力学要求又能满足使用性能要求），同时最经济合理的路面大中修养护方案（养护时机、养护措施）。