當路面還處於良好狀態下但已出現功能性損壞時，需要及時採取以預防性養護為主的道路養護方法，而不是等到路面損壞進一步惡化後再進行修補性養護。儘管路面預防性養護的概念早在30年前就已經提出了，然而一直未得到廣泛的應用和研究，這主要是由於以下原因：1、養護部門的認識不足；2、與決策者的思維方式有衝突；3、缺乏專項養護資金；4、技術研究的不足；5、缺少路面效能資料的收集和分析。
因此，在高速公路路面養護中，科學認識並樹立預防性養護的理念、推廣預防性養護已是迫在眉睫。
3 預防性養護的重要意義
3.1 預防性養護的定義
2023年aashto在描述預防性養護（preventive maintenance）時對其的定義是：「公路預防性養護是一種有成本效益的措施的計畫性策略，它針對已建的公路系統以及其附屬設施，延緩其發生破壞的時間，並保持或提高系統功能效能狀況，但不增加結構的承載能力。」 通俗地講，預防性養護實質上就是早期防禦性養護，一般是全面的、整體的，它的作用在於通過一些前置的措施方法，使道路及其構造物內部和外部的病害隱患與不利條件得到遏制、改善，保證其在正常的運營條件下，實現或延長設計使用壽命。
必須明確的是，預防性養護僅適用於路面表層的修復，不能解決結構性問題。
3.2 預防性養護的有效性和經濟性
預防性養護能延緩路面破壞，延遲昂貴的路面大中修和重建。舉個典型例子，一條高速公路瀝青路面在使用幾年後，由於交通、氣候、日照的影響，開始氧化並出現疲勞裂縫、輕微車轍、骨料剝落、路面透水等路面病害。這些病害如果不及時處治，經過雨季後加速發展和擴大，路面狀況進一步惡化，並逐步進入下層，造成整個瀝青面層、甚至基層結構的損害，導致提前進行大面積結構罩面或整體翻修，造成大量經濟損失和負面社會影響。
但是，如果在發現路面病害前期徵兆時，就採取前置性的預防性養護維修，如裂縫填充、霧封層、微表處等，有效地彌補路面結構層透水等多種功能性缺陷，整個結構就得到了合理維護，病害出現的時間將推遲。
圖1表示乙個典型的瀝青路面生命週期，斜率變化顯示了隨著路面使用年數的增加路面退化速率的增加。一條質量合格道路，在使用壽命75%的時間內效能下降40%。這一階段即為預防性養護階段。
如不能及時養護，在隨後12%的使用壽命時間內，效能再次下降40%，從而造成養護成本3-10倍的增加。這一階段就是修補性（矯正性）養護階段。如果在前一階段多次進行預防性養護維修，路面狀況曲線將呈鋸齒形，使高速公路始終處於良好的路面狀況。
圖1 道路結構狀況及時間曲線圖
由此可見，預防性養護是一種效益費用比非常良好的養護措施。
4 高等級公路半剛性基層瀝青路面的典型早期病害及特徵
半剛性基層瀝青路面雖然有很多優點，但是它也存在著在設計年限內由於各種原因而發生的早期破壞。這些早期破壞主要指：開裂—冬季瀝青路面的橫向開裂；路面車轍—夏季高溫時期在過載汽車作用下造成的縱向或橫向的永久性變形；水損壞—雨季或春融季節的坑槽；路面表面功能衰減—瀝青路面的泛油、石料磨光及路面破損引起的表面功能降低或喪失。
4.1 裂縫及產生的原因
據國內已建成的高速公路使用調查表明，半剛性基層瀝青路面裂縫問題日益突出，並已成為該結構的主要缺陷。另外研究表明由於半剛性基層整體性強，具有足夠的強度和剛度，完全能夠抵抗行車荷載所產生的拉應力，它所產生的裂縫主要是由非荷載因素引起的。造成半剛性基層瀝青路面非荷載裂縫因素很多，主要如下：
4.1.1 面層的低溫開裂
瀝青混合料使用的瀝青膠結料溫度敏感性強，其低溫效能不能滿足該專案地區溫度變化所產生的溫度應力的要求。一般瀝青膠結料含蠟量高和延度小，易於脆裂。
我國現行規範中規定的實驗指標不能真正反映瀝青的路用效能，現行瀝青分級只是根據瀝青的稠度—針入度劃分，但是在25攝氏度常溫下針入度相同的瀝青在不同溫度下差別較大。同一等級的瀝青其溫度敏感性卻有很大的差異。瀝青是粘彈性材料，在溫度較高時材料為粘性，而在低溫條件下為彈性，在常溫及正常使用情況下瀝青呈粘-彈性。
圖1中三種不同性質、同質量的瀝青，當溫度為25攝氏度針入度相同，但是在高於或低於25攝氏度時三者的針入度卻顯然不同。圖中c瀝青溫度敏感性最小，a瀝青最大。因此用a瀝青拌製的瀝青混合料在低溫時易出現脆裂，在高溫時易出現車轍變形。
4.1.2 反射裂縫
在半剛性瀝青路面上現場鑽芯取樣觀察表明，裂縫中相當數量為半剛性基層先裂，然後在行車荷載作用下基層裂縫反射到面層而導致面層開裂，這一比例常常超過50%。因此反射裂縫已成為半剛性瀝青路面的主要病害。研究發現導致半剛性基層開裂的主要原因是基層結構的乾燥收縮或溫度乾燥開裂。
半剛性基層乾燥收縮開裂是混合料水分的失去引起的收縮，原因是混合料中游離水的減少，縮小了顆粒間的距離而產生體積收縮。乾燥收縮的大小與材料的性質和用水量有關。石灰土乾縮大，當失水25%時其乾縮係數達到（1200～1500）×10-6，並產生（3000～3750）×10-6的乾縮應變；水泥穩定類碎石在失水50%時的乾燥係數為（5.
3～8）×10-6，乾燥應變為（13～18）×10-6；密實式二灰碎石失水50%為（13.5～15.5）×10-6，乾燥應變為（25～27）×10-6。
因此無機結合料穩定細粒土比穩定粗粒土乾縮大，易於開裂。
半剛性基層低溫開裂是由於基層多在高溫夏季或常溫時施工成型，入冬後，溫度下降，特別是我國西北地區，季節溫差很大，混合料遇冷收縮，在收縮過程中受到下層（基層或底基層）的約束產生收縮應力（拉應力），如果收縮應力大於當時混合料的極限抗拉強度時，就會產生溫度收縮裂縫，一般為橫向裂縫，裂縫寬度約為2～16mm。溫差越大，溫度變化速度越塊，則約束越大，混合料越容易開裂。
4.2 車轍
車轍是高等級公路瀝青路面的主要損壞形式之一。當車轍達到一定深度時，由於轍槽內積水，極易發生汽車漂滑而導致交通事故。車轍一般是在溫度較高的季節，瀝青面層在車輛的反覆碾壓下產生永久變形和塑性流動而逐漸形成。
再者交通量、軸載、輪胎氣壓及氣候條件也是影響車轍的重要因素。另外由於施工中用油偏多，瀝青稠度偏低，礦料級配中細料過多，礦粉摻量過多也會產生車轍。
4.3 泛油
泛油是指粘結料或瀝青漿溢位路面形成區域性的黑而光亮的斑面。由於混合料中瀝青用量偏多、瀝青稠度太低、粘結料過軟，過量的瀝青高溫膨脹充滿瀝青混合料空隙後溢位到路面上。在泛油地段，路表油亮光滑，車輛易打滑。
另有一些瀝青用量正常的路段也出現泛油現象，且只發生在輪跡帶上，與溫度和交通量無明顯關係，現象有兩種：（1）點狀油斑由小到大發展。首先是某段輪跡帶上開始出現輕度小塊油斑，緊接著小油斑增多、增大，直徑1-5cm不等。
發展到嚴重階段時，油斑的直徑、面積和爆發密度進一步增大，直至各塊油斑逐漸連線成片。第二種是由於壓實度不足或集料質量（形狀、紋理）較差，在輪載的反覆作用下礦料發生位移，路面不斷壓密，擠壓瀝青上泛，形成泛油，造成這種現象的原因除壓實和集料因素之外，混合料設計標準相對交通量而言較低也可能是乙個重要因素。
4.4 鬆散
原因主要是採用的瀝青粘結力差,瀝青用量偏少或所用的礦料過溼，鋪撒不勻，瀝青混合料未壓實，或所用的嵌縫料不合規格而未能被瀝青粘牢。秋後施工，氣溫低，瀝青裹覆礦料能力差，也易鬆散。有的鬆散現象往往伴隨泛油現象產生。
在水和高速行車的綜合作用下，面層底部的瀝青膜從集料表面剝落，使面層部分集料喪失粘結力而發生鬆散。有時雖然面層底部逐漸鬆散，但集料顆粒仍然可以依靠相互嵌鎖維持相當長時間。隨著鬆散逐漸從底面向頂面發展，面層的結構強度逐漸下降，直至在行車荷載作用下發生整層區域性碎裂。
4.5 路面的水損害
路面的水損害是指在水分的作用下，經過交通荷載和溫度脹縮的反覆作用，水分逐步侵入到瀝青與集料的介面上，在動水壓力的作用下，瀝青膜逐漸地從集料表面剝離，並導致集料之間的粘結力喪失而發生瀝青面層破壞的過程。另一方面水分滲入到半剛性基層頂面滯留起來，沖刷半剛性基層形成泥灰漿並唧出表面，在行車荷載的反覆作用下使基層因唧漿而脫空。在南方多雨地區,半剛性路面的水損害成為最為主要的形式之一。
梅雨季節大量的降雨沿著路面孔隙或早期微裂縫滲入到路面中，開始小塊網裂,白漿(唧漿)，最後鬆散形成坑槽。
5 預防性養護時機的確定
預防性養護的經濟性和有效性在很大程度上取決於採取預防性養護措施的時機，預防性養護是在路面還處於良好狀況下，路面外觀根本沒有表現出多少破壞或路面僅僅有某些破壞的前期徵兆時而採取的行動措施（此時進行預防性養護的效益最好）。目前常用的路面大、中修或重建時機決策方法主要針對的是明顯的路面破壞，這對於預防性養護來說，不一定適合。因此，預防性養護時機的確定尤為重要。
美國已廣泛應用道路管理系統pms，來充分考慮路況現狀及變化、資金、優先權養護措施等各種複雜因素，合理安排養護工作，並取得了良好的效果。道路管理系統pms的主要目的就是要通過將路面狀態維持在路面現狀指數pci的上限（60-90），限制基層可能遭受的損害，使路面整體維護費用在生命週期中最低。在美國，路面養護是以pci為指標，將養護工作分為四個等級。
其中第一階段pci指數為75-95，路面狀況優異，採取常規養護；第二階段pci指數為60-75，路面狀況良好，這時就應採取預防性養護，延長使用壽命，恢復路表狀態功能。
由於不同氣候區域、不同的路基路面結構和材料、不同的交通狀況、不同的施工經驗以及不同的路面養護歷史對路面的效能有著重要的影響，同時造成瀝青路面破壞的早期病害往往沒有明顯的表徵，高速公路路面的先期功能性缺陷也不容易被察覺，因此路面的預防性養護時機確定應該是乙個多標準的、基於路面效能的基礎上進行的。路面預防性養護時機的選取應該基於路面的功能效能，在路面結構效能良好的情況下，在路面功能效能加速惡化前進行預防性養護。這就需要憑藉一系列科學的檢測手段去預先發現路面功能的衰減，對其變化發展過程進行準確、連續跟蹤監測，並進行歸納分析判斷，得出相應的預養護措施方案。
不同的預防性養護措施，其對不同交通水平和環境的瀝青路面，預防性養護的時機選擇有所不同，一般情況如表1。但是由於國內高速公路瀝青路面普遍存在早期損害現象，根據實際情況採取預防性養護措施的最佳時機往往還需提前。
高速公路瀝青路面預防性養護措施
摘要 近幾年來隨著我國經濟的飛速發展，城際之間高速公路越來越頻繁，里程數不斷重新整理，同時在使用的過程中，瀝青路面的養護質量受到很多因素的影響，這些因素涉及到的面很廣，涉及到路基 路面，以及人員素質等方面。因此，高速公路瀝青路面養護是乙個複雜的過程。關鍵詞 高速公路 瀝青路面 養護 前言高速公路交付...
高速公路瀝青路面預防性養護對策研究
摘要 及時 科學地做好路面預防性養護工作,可以將路面養護大修時間向後推移。從長遠來看,預防性養護可以減少今後長期養護費用的支出,保持公路良好的服務水平,延長公路使用壽命,並得到通行費收益和社會效益的雙重回報。本文闡述了高速公路瀝青路面預防性養護的概念和意義，分析了路面典型早期病害原因，了路面預防性養...
瀝青路面預防性養護時效性研究
二 瀝青路面預防性養護時機的選擇 一 基於路況的方法 基於路況的預防性養護是通過對路面原始狀況的調查，分析路面的衰變規律，從而找出進行預防性養護的臨界破壞狀態，路面的使用狀況由路況調查和無破損試驗聯合確定。目前，路況的調查方法有多種型別，根據調查資訊，可以確定需要進行養護處治的位置。基於路況的方法應...