浅谈高速公路沥青路面养护决策

浅谈高速公路沥青路面养护决策

摘要]：沥青路面养护时有多种方案可供选择，本文提出路面状况的调查与评价、养护质量标准的确定、养护时机的选择、养护对策的制定依据等是选择合理养护方案必不可少的环节。

[关键词]：沥青路面；养护标准；养护时机；养护对策

Abstract: Several programs could be chosen when the asphalt pavement needs maintenance. This paper proposes some factors which are absolutely necessary when making a proper maintenance program, for example: survey and evaluation of pavement condition, establishing the standard of maintenance, choosing the proper time, the basis of maintenance program ,and so on.

Key words: asphalt pavement; maintenance standard; time of maintenance; maintenance program

随着国内公路建设的迅速发展，愈来愈多的公路需要养护。在资金相对缺乏、养护水平较低的情况下，面对多种养护方案，选出经济合理的对策有着重要的意义。在选择养护方案时至少需要考虑以下3个方面的问题[1]：①路面现状。即路面各项使用性能满足使用要求的程度,依据路面不适应情况和程度选择相应的对策；②路面需改善的方面和程度。交通量大或者发展快的路段,要采取重要的措施；③效益或者经济性。制定一项对策,应分析比较各种对策方案的经济性,并据此选择最佳方案。要做到以上三点，作者认为应从以下几方面入手。

1 路面状况调查与评价

沥青路面病害较多, 且各种病害的成因又较复杂, 不同路段、不同环境、不同交通量和原建设时设计、施工质量的差异性都会造成高速公路沥青路面的不同病害。如果在制定沥青路面养护决策时不进行科学检测, 仅根据路面病害的表面现象, 盲目进行铣、刨、加铺等措施, 不但不利于节约投资, 还会造成养护质量降低, 陷入沥青路面病害重复出现的怪圈[2]。

因此，应对现有路面状况进行详细调查，了解路面的物理或结构状况，评定它对当前和今后路面使用要求（承载能力和使用寿命）的适应程度，以便确定需采取修复措施的路段和方案，并对各方案进行合理组合和优先排序[3]。

1.1 路况调查的内容

根据《公路沥青路面养护技术规范》（JTJ073.2—2001）的规定，路面状况调查主要包括：路面破损状况、路面结构强度、路面平整度和抗滑能力四个方面的内容。路况调查的具体内容及分级标准详见该规范。

1.2 路况评定

许多国家和机构开发了相应的路况评价模型。在这些模型中，路面性能的评价被分为综合指标评价和分项指标评价两大类。典型的路面使用性能评价模型包括四项指标：路面状况指数PCI、国际平整度指数IRI、路面结构强度指数SSI和横向力系数SFC。路面性能评价流程如图1所示。路面综合评价指标PQI是用分项指标加权计算得出，仅用于对路面质量的总体评价。各指标的具体计算方法及加权时所用权重系数建议值详见参考文献

8。

图1 路面性能评价流程图

2 高速公路养护质量标准

高速公路养护质量采用高速公路养护质量指数MQI（Expressway Maintenance Quality Index）和相应的分项指标确定。根据MQI的计算结果分为优、良、中、次、差5个等级。高速公路养护质量等级按表1-1确定。

表2-1 高速公路养护质量标准

评价等级优良中次差MQI ≥90 ≥80，＜90 ≥70，＜80 ≥60，＜70 ＜60

高速公路养护质量指数（MQI）应经常保持在80以上。其各项分项指标（PQI、SCI、BCI、TCI）均应保持75以上。养护标准的高、低影响路

面的处治时间,间接地影响路面的大中修里程及费用(见图2)。标准提高养护时间提前，标准降低养护时间推后。养护标准是一种技术限值，在考虑了经济因素后往往最佳处治时间是较标准时间提前处治，这种情况往往发生在大交通量路段上。在养护决策时，需要考虑多种标准，以便于分析不同标准产生的决策差别。作为高速公路的一般标准，可采用80RQI、80PCI 和80PSSI。

图2 养护标准对养护需求的影响

3 路面养护时机的确定

不同的养护时机和措施对养护以后的性能会产生不同的影响,从而产生不同的经济效果,这就存在最佳养护时机的选择问题。预算费用的分配不应该遵循“最坏的最优先”的原则,而是实施“急需者先行”的原则。公路养护的实施时间和实施方案会对以后多年的养护资金投入、路面状况和用户费用产生持续影响。

目前路面养护时机的确定方法主要有：基于路况（PCI）的方法、行驶质量指数和破坏法、决策树法、排序法、路面使用性能预测法和基于老化的方法等。

3.1 基于路况的方法

基于路况的养护时机确定的方法就是从路面的实际破坏状况出发，找出进行养护的临界破坏状态。利用高速公路路面状况指数PCI与路面养护费用之间的回归关系，为路面养护决策提供科学依据。美国PAVER路面管理系统采用路面状况指数PCI综合表征路面的结构完整性和行驶状况，并

建立了路况等级、PCI值和养护对策间的关系如表3-1所示[4]。从表中可以看出国外比较注重路面的预防性养护。

表3-1 美国PAVER养护和改建方案同PCI值和路况评级的关系

评级特优优良中差很差破坏PCI 100 85 70 55 40 25 10～0 养护方法日常养护日常养护、大中修、改建大中修、改建、重建改建、重建

3.2 行驶质量指数和破坏指数法

美国密西根州运输部在路网管理中应用破坏指数DI（Distress Index）和行驶质量指数RQI（Riding Quality Index）来确定路面养护时机。密西根大学开发了一个采取预防性养护最佳时间的可靠模式—用RQI值和实际

路面的RQI增长值来确定路面预防性养护的时机[5]。该方法比较适用于刚性路面，这种方法没有解决路面预防性养护针对的其他主要路面问题，如

裂缝、路面水损坏和抗滑性能等。

3.3 决策树法

决策树根据不同的决策影响因素，通过建立一定的树结构形式，将决

策方案不断进行细化、分枝，在各个分枝的枝末，给出各种组合条件限制

下可能的处治对策。该方法较直观，易于理解。但是，随着养护决策影响

因素的增多,决策树将变得越来越复杂，无论更改、增加或删除任何一种影响因素，决策树都必须重新修订。这一过程造成了时间与资金的浪费，而

且该方法通常不能从一个管理部门移植到另一个管理部门，限制了措施的

革新和新措施的应用。