高速公路路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)決策

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1、高速公路路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)決策摘要：預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的目的是保持或改善路面狀況、延長(zhǎng)公路使用壽命，同時(shí)將壽命周期內(nèi)養(yǎng)護(hù)成本降到最低。在其決策過程中，應(yīng)在對(duì)高速公路路面技術(shù)狀況進(jìn)行識(shí)別和預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上，對(duì)養(yǎng)護(hù)措施進(jìn)行技術(shù)評(píng)價(jià)，對(duì)養(yǎng)護(hù)方案進(jìn)行壽命周期成本分析，以確定最佳的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)方案。20世紀(jì)90年代以來，我國(guó)高速公路建設(shè)一直處于快速增長(zhǎng)期，截至2005年底，全國(guó)高速公路通車?yán)锍踢_(dá)到4．1萬km。隨著通車?yán)锍毯褪褂媚晗薜牟粩嘣鲩L(zhǎng)，高速公路開始由快速建設(shè)階段向養(yǎng)護(hù)管理階段過渡?！　哪壳扒闆r看，我國(guó)1998年前建成的高速公路已全面進(jìn)入大修期，1998年加快建設(shè)后建成的大量公路也普遍進(jìn)入維修養(yǎng)

2、護(hù)期。有2方面原因：(1)行駛車輛增加較快，社會(huì)公眾和道路使用者對(duì)高速公路路況有了更高的需求，要求實(shí)現(xiàn)快速、暢通、安全、舒適、經(jīng)濟(jì)的使用功能；(2)高速公路在使用過程中，其路基路面及橋梁設(shè)施、交通工程設(shè)施、服務(wù)設(shè)施等，會(huì)因自然因素、行車荷載及其相互作用而導(dǎo)致公路技術(shù)狀況的逐漸衰減，造成高速公路服務(wù)水平的逐步下降。因此，在高速公路交付使用后，仍需繼續(xù)投入大量的資金對(duì)各種設(shè)施進(jìn)行維護(hù)，使高速公路保持較高服務(wù)水平。對(duì)高速公路養(yǎng)護(hù)管理部門而言，所面臨的關(guān)鍵問題是怎樣合理使用有限的資金，將養(yǎng)護(hù)資金在最佳的時(shí)機(jī)以最佳的方式使用到最需養(yǎng)護(hù)的設(shè)施上，以保證最佳的整體服務(wù)水平，即以最低的成本取

3、得最大的“收益”。1預(yù)防性養(yǎng)護(hù)綜述　　在絕大多數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家，公路網(wǎng)已經(jīng)完善，養(yǎng)護(hù)管理成為公路工作的重點(diǎn)，很早就著手于公路養(yǎng)護(hù)管理的相關(guān)調(diào)查、研究工作。例如，美國(guó)公路管理部門從上世紀(jì)80年代以來，通過對(duì)幾十萬km不同等級(jí)道路進(jìn)行跟蹤調(diào)查，發(fā)現(xiàn)道路的使用性能和壽命有一個(gè)共同的變化特征：一條質(zhì)量合格的道路，在使用壽命75％的時(shí)間內(nèi)性能下降40％，這一階段稱之為預(yù)防性養(yǎng)護(hù)階段。此階段如不及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，在隨后12％的使用壽命時(shí)間內(nèi)，性能再次下降40％，而養(yǎng)護(hù)成本卻要增加3～10倍，這一階段稱為矯正性養(yǎng)護(hù)階段。因此，預(yù)防性養(yǎng)護(hù)在許多國(guó)家得到廣泛運(yùn)用，并已取得成功經(jīng)驗(yàn)和十分顯著的成效?！　

4、ASHTO對(duì)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)(PavementPreventiveMaintenance，PPM)定義為：在公路壽命期內(nèi)，為了保證路況良好、延長(zhǎng)公路壽命并將壽命周期內(nèi)養(yǎng)護(hù)成本降到最低，而應(yīng)用一系列的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施的系統(tǒng)過程。而在這一系統(tǒng)過程中，要在不增設(shè)建成公路系統(tǒng)及其附屬設(shè)施的條件下，達(dá)到延緩路況退化、保持或改進(jìn)系統(tǒng)的功能性狀況的目的?！　☆A(yù)防性養(yǎng)護(hù)理念的核心在于防患于未然，基礎(chǔ)在于經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)。也可以說，預(yù)防性養(yǎng)護(hù)就是指在道路技術(shù)狀況衰減的初期，在最適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)，應(yīng)用最適當(dāng)?shù)念A(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施，以最小的壽命周期成本、最大程度地延緩路況退化?！　《@一有限資源的最佳分配問題，要依賴于科學(xué)

5、的決策程序和評(píng)價(jià)方法。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)決策，是通過預(yù)測(cè)道路技術(shù)狀況的發(fā)展趨勢(shì)，分析養(yǎng)護(hù)措施對(duì)道路技術(shù)狀況產(chǎn)生的影響，對(duì)可行的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)方案進(jìn)行評(píng)估，以最小費(fèi)用效率比的方案為基礎(chǔ)進(jìn)行決策。在預(yù)防性養(yǎng)護(hù)方案評(píng)估過程中，主要考慮3方面因素，即需要處理的現(xiàn)有病害和應(yīng)當(dāng)被預(yù)防或減緩的預(yù)期病害，確定現(xiàn)有公路技術(shù)條件下可以采取的最適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)措施(技術(shù)評(píng)估)，以最小費(fèi)用效率比確定獲得最佳結(jié)果的養(yǎng)護(hù)處理時(shí)間(效益評(píng)估)。　　此外，由于影響道路服務(wù)水平的主要因素是路面技術(shù)狀況，因此路面養(yǎng)護(hù)工作占到道路整體養(yǎng)護(hù)工作的70％以上。而道路路面技術(shù)狀況隨時(shí)間(自然因素和行車荷載作用)的變化具有一定的規(guī)律性，亦

6、符合預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的基本概念。就目前的研究和應(yīng)用而言，預(yù)防性養(yǎng)護(hù)主要是指對(duì)道路路面的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。2識(shí)別路面技術(shù)狀況　　識(shí)別現(xiàn)有路面技術(shù)狀況，預(yù)測(cè)路面技術(shù)狀況的發(fā)展趨勢(shì)，確定需要處理的現(xiàn)有病害和應(yīng)當(dāng)被預(yù)防或減緩的預(yù)期病害，是預(yù)防性養(yǎng)護(hù)決策和方案評(píng)估的基礎(chǔ)?！　≡谖覈?guó)，高速公路路面技術(shù)狀況評(píng)價(jià)體系在交通部《高速公路養(yǎng)護(hù)質(zhì)量檢評(píng)方法(試行)》中有較為系統(tǒng)的規(guī)定。路面技術(shù)狀況以路面質(zhì)量指數(shù)(PavementQualityIndex，PQI表達(dá)，即由路面狀況、路面強(qiáng)度、行駛質(zhì)量和抗滑性能4個(gè)指標(biāo)加權(quán)計(jì)算得到。其中路面狀況指數(shù)PCI由瀝青混凝土路面破損率或水泥混凝土路面壞板率計(jì)算，路面行駛質(zhì)

7、量指數(shù)RQI由國(guó)際平整度指數(shù)IRI計(jì)算，路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度指數(shù)PSSI由路面允許彎沉和實(shí)測(cè)代表彎沉計(jì)算，抗滑性能指數(shù)SRI由橫向力系數(shù)和抗滑性能限值計(jì)算?！　∮捎跒r青混凝土路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的變化主要受到行車荷載和路基工后沉降的影響，而與路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施的相關(guān)性較小。因此在路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)決策中，可以僅考慮其余3個(gè)指標(biāo)。以檢評(píng)方法規(guī)定的權(quán)值為基礎(chǔ)，根據(jù)養(yǎng)護(hù)的最主要目的和單個(gè)指標(biāo)間的相對(duì)重要關(guān)系，對(duì)權(quán)重系數(shù)做出相應(yīng)調(diào)整?！　⊥瑫r(shí)，要確定路面技術(shù)狀況所處的狀態(tài)，亦即等次。對(duì)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)而言，關(guān)鍵是確定各項(xiàng)路面技術(shù)指標(biāo)的效