公路路面养护问题研究

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公路路面养护问题研究
【摘要】近20年,伴随着综合国力的提升,我国交通建设事业突飞猛进,
已经实现了历史性的跨越,公路建设也获得了举世瞩目的成就。尽管公路养护工
作已经有了很大的进步,但许多地方养护资金投入严重不足,养护管理工作中出
现的问题得不到及时解决,导致路况水平迅速下降,许多道路不得不在远未达到
设计年限就开始大修工程,巨额公路资产迅速折损。如何保护这巨额资产,使其
尽可能慢的折损,产生尽可能大的社会经济效益是公路养护和管理者关注的问
题。

【关键词】公路;路面;养护
1.公路路面养护理念
在我国,公路养护概念一般是指:对现有公路及其附属设施进行各种保养,
维修,及必要的改善工程的统称;其目的在于预防和消除病害,延长路面的使用
寿命,提高道路的通行能力和服务水平。在日本《道路养护维修纲要》中,养护
是指保持道路功能的行为;欧洲经济合作与发展组织以路面结构是否被修改分为
养护和维修,养护指不修改路面结构的维护措施。随着工程技术的不断发展和多
年的实践经验总结,国内外出现了多种对公路路面进行养护的理念。主要有:应
急性养护、预防性养护、矫正性养护和路面重建四种。

1.1应急性养护
应急性养护是指公路路面发生严重的、紧急的病害,如坑槽等,必须马上进
行修理的养护行为。也指一种为了维持路面现状而进行的养护措施,直到持久有
效的养护行为进行。

1.2预防性养护
预防性养护是美国20世纪90代初提出的,这种概念有别于传统的公路道路
养护理念。主要有两个观点:让状态良好的道路系统保持更长时间,延缓未来的
破坏,不增加结构承载能力的前提下改善系统的功能状况;在适当的时间,将合
适的措施,应用在适宜的路面上。预防性养护的核心是要求采用最佳成本一效果
的养护措施,强调养护管理的计划性。

1.3矫正性养护
矫正性养护就是我们传统上的修补路面的局部损害或对某些特定病害进行
的养护作业,适用于公路路面已经发生局部的结构性破损,但还没有波及全局的
情况,显然这是一种事后、被动的养护方式,治标不治本,各种局部病害积累起
来将形成全局性的结构性破坏,最终导致昂贵的修复(大修)工程。
1.4路面重建
路面重建是指公路路面的结构破损严重,不具备基本的承载力条件,或者路
面功能衰减严重,已经不能维持使用的情况下,对路面进行的大规模、彻底的重
新建设。

2.公路预防性养护的优点
预防性养护实质上是一种有计划的、周期性的保养措施。预防性养护最佳实
施时机应该是在路面尚处于良好状况,或者只有某些病害先兆时进行。虽然预防
性养护需要投入一定的费用,但它是一种成本效益较好的养护措施。美国科氏公
司公路路面解决方案中提到,美国道路业曾通过对几十万公里不同等级道路进行
跟踪,发现这些道路的使用性能和寿命有一个共同的变化特征:一条质量合格的
道路,在使用寿命75%的时问内性能下降40%,这一阶段称之为预防性养护阶
段。如不能及时养护,在随后12%的使用寿命时间内,性能再次下降40%,从
而造成养护成本大幅度的增加,这一阶段称之为纠正性养护阶段。在公路路面寿
命的头几年,很难发现路面破坏。但是路面破坏是积累的,路况从优到良到中。
假设路面寿命为20年,到路面寿命的第15年,75%的路面寿命已经过去了,路
况质量下降了40%。仅2—3年后,路面性能水平从良降到了差。更重要的是,
如果在第15年进行预防性养护,只需要花1美元进行预防性养护措施,如微表
处等。如果等到第15年在进行养护,则需要花5_6美元进行罩面或补强加铺。
路况从良刭差的维护费用增加4—5倍,可见预防性养护和养护时机的重要性。

3.公路项目级和网级养护管理
“网级和“项目级”是两个不同概念,在管理方法和数据收集等方面有较大的
区别,尤其是在收集数据的成本上截然不同。“网级”管理以预算需求分析和资金
分配为宗旨,而“项目级”管理的目的则是寻求最经济可行的养护方案。这两个级
别在管理方法上的异同主要表现在以下方面:

3.1网级
针对整个道路系统,在设定的分析期内,对路网或子路网的使用性能进行评
价、预测,制定路网或子路网的中、长期养护计划,据此进行预算需求分析或资
金分配。网级也可以包含几个选定的地区或局部路段包括桥梁或不包括桥梁)的
组合,然后按重要程度等方法进行优先排序,进行预算需求分析或资金分配。

网级模型主要考虑的因素有道路等级,路面类型、交通量、路面行驶质量指
数RQI、路面状况指数PCI、路面承载力。不同等级的道路、不同的交通量、不
同类型的路面和有不同的评价模型和预测模型。在决策过程中,系统将预测分析
期内各年度的RQI、PCI,将预测值与养护标准进行比较,确定是否需要养护。
然后,再考虑其它因素,通过经济分析方法决定采用何种养护对策。

3.2项目级
对网级分析结果给出的养护候选路段集合中的所有路段进行排序,在资金允
许的范围内依照决策模型抽取可行的养护路段子集合(一个或多个路段),对抽取
的养护候选子集合进行更详细的数据采集后,进行研究分析选择并设计具体的养
护方案。

“项目级”管理的决策模型是将各评价指标分级之后,按照既定的规则(例如
结构、交通量、强度系数、状况指数和功能指数涨次建立的决策模型。对于项目
级路面管理系统而言,决策与优化指在进行科学的路面的使用性能和结构状况评
价后,根据其结果确定是否需要修复或改建,何时进行改建,应采取何种修复或
改建对策。而对于网级系统,须考虑网内所有路段,根据各路段的使用状态和结
构状态,以及各路段在路网中的地位,确定科学、合理的养护对策。因此,不同
于项目级决策,在分析中要着重考虑项目间的平衡和资金限制问题。

4.路面养护决策的关键技术
4.1路面性能评价与预测
路面使用性能评价是依据采集到的路面状况数据,对路面性能满足使用要求
的程度作出判断。利用这一判断,可以了解路面的服务水平,判断路面需要采取
的养护措施路段,为路面养护决策提供依据。

路面使用过程中,其使用性能随时问或行车荷载作用次数的增加而逐渐变
坏。在进行养护决策时,为了制定中长期的养护方案,使得资金在时间和空间上
得到优化分配;预防性养护决策时,为了评价预防性养护的养护效果,为预防性
养护提供依据,都需要进行路面性能预测。

4.2养护需求分析
网级养护需求分析是在指定的养护标准内,根据路面性能预测结果,决定路
网中“哪些道路”、“在什么时候”、“进行什么性质的养护”。项目级养护需求分析
是根据详细的路面性能检测与评价结果,确定路面是否需要养护或改建,需要进
行什么性质的养护。

4.3养护方案选择
网级养护方案选择一般指考虑路网内道路间的平衡和资金限制,实现路网养
护资金的最优分配。项目级养护方案选择一般指寻求最经济可行的养护方案。■

【参考文献】
[1]王松根.预防性养护政策与关键技术研究[Rl.威海:中国公路学会筑路
机械分会.2007.
[2]俞先江.公路沥青路面养护辅助决策研究[D].南京:东南大学,2004.
[3]董瑞琨,孙立军,彭勇.路面预防性养护时机确定方法探讨U],中国
安全科学学报,2004,14(3):31-35.