路面管理系统

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路面管理系统
公路学院 道路系
• 路面养护是公路建设的一项重要内容。公 路新建和改建是公路事业发展的基础,而 养护是公路事业发展的深化,彼此有互为 一体的联系。只建新路而不进行养护,公 路就不能保持良好的状况,新建公路的作 用也得不到充分发挥。 • 内容:了解路面管理系统的组成与作用, 对路面管理系统所需的各个功能模块进行 学习。了解路面管理系统建立和实施的方 法和步骤。了解路面的预防性养护。
• 衡量路面抗滑性能的指标主要有两个:摆值 (BPN)和横向力系数(SFC)。 路面抗滑性能评价标准
指标 摆值 BPN 横向力系数 SFC 优 ≥42 ≥50 良 [37,42) [40,50) 中 [32,37) [30,40) 次 [27,32) [20,30) 差 <27 <20
路面使用性能综合评价
综合性能评价的优缺点
• 采用路面综合性能评价方法,是一种确定性的评 价方法,其优点是评价模型简单,路面综合评定 指标的各分指标清楚、直接,数据易于采集。但 此评价模型结构上存在一定的缺限: • 1)路面综合指标的计算考虑了强度指标,导致计 算结果对养护作业缺乏指导意义。实际上对于半 刚性基层沥青路面,如果路面结构的承载能力达 不到要求,说明其需要大修或重建,无法有效指 导路面预防性养护。
• 以路面综合破损率DR反映路面破损状况 DR=D/A×100 以路面状况指数PCI评价路面破损状况
PCI 100 15DR
指标 等级
0.412

≧8.5

≧ 7.0~ ﹤8.5

≧ 5.5~ ﹤7.0

≧ 4.0~ ﹤5.5

﹤4.0
PCI
• 结构承载能力测定 • 一、路面结构承载力的测定目的 • 鉴别路网内路面结构承载能力较差和不足之处, 以便确定需要改建的路段; • 预估现有路面剩余寿命,为改建计划提供依据; • 为加铺层设计提供依据; • 二、结构承载力测定方法 • 破损类测定——从各结构层所取试件,进行物 理—力学试验,确定各项计算参数,确定结构承 载力。 • 无破损类测定——弯沉测量 • 静态弯沉测定——弯沉仪(贝克曼梁) • 动态弯沉测定——FWD(落锤弯沉仪)
• 路面损坏状况调查 • 一、调查方法 • 1.调查内容:鉴别各路段路面损坏的类型,确定各项损坏的 严重程度,量测损坏的范围。 • 2.调查方法——抽样调查的办法,即每公里抽取其中100m。 • 按随机数抽样,一旦确定下来,每年的调查都要在同一路段 进行,以保证每次调查结果的可比性。 • 二、沥青路面主要损坏类型(略) • 沥青路面的损坏可分成为裂缝、变形、表面损坏和修补四大 类 • 三、水泥混凝土路面主要损坏类型(略) • 主要损坏分为:裂缝、变形、接缝损坏,表面损坏和修补五 大类 • 四、碎(砾)石路面主要损坏类型(略) • 主要损坏有变形及表面损坏二大类
• ④路面抗滑能力评价
• 路表面的细构造是指集料表面的粗糙度,通常用石 料的磨光值表征。它在低速行车(30~50km/h)以 下时,对抗滑能力起决定性作用。 • 高速行车时,起主要作用的是粗构造,即路面的构 造深度。 • ⑤路面使用性能综合评价
• 综合评价指标可通过单项使用性能评价指标加权综 合而得。
• 路面管理工作内容 :对道路的规划、设计、 施工、养护、监测和评价。 • 路面管理系统 (系统化管理,保证路面使用期内服务水 平最优)通过系统分析的方法,综合考虑 技术、经济、社会和政治等方面因素,协 调各项路面管理活动,促使路面管理过程 系统化。
路面管理系统发展
• 上个世纪七十年代,美国德克萨斯大学 Hundson教授等运用运筹学和系统工程学理 论开发了路面养护管理系统 (PMS) ,并在美 国及欧洲主要国家得到了广泛应用; • 国内路面管理系统的研究开始于1985年交通 部公路研究所与英国合作在辽宁营口移植的 地区级路面管理系统。“七五”期间是我国 路面管理系统研究的高潮,产生了一系列省 市级或地区级路面管理系统。
路面管理系统内容
• 应用系统分析和运筹学的方法,综合考虑技术、 经济、社会和政治等方面的因素,协调各项路面
管理活动,促使路面管理过程系统化。
• 科学有效的管理,合理使用有限的资金和资源,
使路面的状况保持在相应的最佳水平上。以期实
现养路费用合理分配,优化投资决策。
路面管理系统的分级
• 一般划分为网级和项目级两个层次
路面管理系统的发展
• 路面检测技术的发展 路面检测技术发展较快:激光、雷达等; • 路面养护技术的发展 路面养护新技术、新工艺、新材料,如碎 石封层、微表处、雾封层等; • 路面养护决策技术的发展 决策理论及模型的完善及发展,计算机技 术的发展。
沥青路面使用性能评价指标
• (1)使用性能:包括功能性能、结构性能、结构
路面行驶质量评价标准
指标 RQI IRI(m/km) σ (mm) 优 ≥8.5 ≤4.0 ≤2.4 良 [7.0,8.5) (4.0,6.0] (2.4,3.6] 中 [5.5,7.0) (6.0,8.0] (3.6,4.8] 次 [4.0,5.5) (8.0,10.0] (4.8,6.0] 差 <4.0 >10.0 >6.0
• • •
• 以国际平整度指数(IRI)作为通用标准,标定其 它平整度指标 。 • 在统一的平整度指标IRI的基础上,可建立路面行 驶质量的评价指标RQI: RQI=a+b· IRI 式中:RQI——路面行驶质量指数,数值范围 为0~10。如出现负值,则RQI值取0;如计算结果 大于10,RQI取值10。 • a,b——经验系数,由主客观评价确定。 • 通过IRI与RQI的相关分析,路面行驶质量指数 (RQI)与国际平整度指数(IRI)的关系为: RQI=11.5-0.75· IRI
路面管理和路面管理系统
• 路面是道路的主要工程结 构物。路面的投资在整个 道路建设费用中占很大的 比例。路面状况的好坏将 直接影响到车辆的行驶舒 适性和营运费用,也直接 影响到社会经济效益。如 何决策好路面投资的去向, 如何经营管理好这笔资产 使之充分发挥出效益,具 有十分重要的经济价值和 社会效益。
• 网级管理系统通常包括一个地区的公路网或一大
批工程项目。其主要任务是为管理部门在进行关
键性决策时提供对策。 • 项目级管理系统仅针对一个工程项目。其主要任 务是为管理部门对某一工程进行技术决策,以选 择费用——效果最佳的方案。
路面管理系统的使用收益
• 路面使用性能监测,反映路况; • 预测采取养护对策后路面使用性能变化情 况; • 用客观数据作为申请养护资金的依据; • 合理有效地分配养护资金; • 评价各种设计方案,选择费用—效果最佳 方案;
沥青路面养护和维修对策选择
• 主要应考虑以下三个方面
• ①路面的现状

的统一评价。
• ②路面损坏状况评价 • 为了便于定量比较,需要把各种损坏的状况和影 响综合起来提出一个综合评价指标。 • 可根据各种破损的密度和破坏程度予以扣分,以 剩余的分值表征路面的完好程度。 • ③路面结构承载能力评价 • 通过交通量调查,可分析得到在此之前路面已经 承受过的标准轴载累计作用次数,将其与设计交 通量相比便可估算出路面的剩余使用年限。
• (2)评价指标 • ①路面行驶质量评价 • 与路表的平整度、车辆的动态响应,以及乘客对 舒适性的要求和对颠簸的承受能力有关。 • 通常采用汇总众多乘客的主观评价意见计算出评 分值。将各路段的评分值与各路段实测的平整度
指标,通过回归分析建立两者间相关关系。据此,
便可根据路面平整度的实测结果得到对行驶质量
指 标 平整度 破损 强度 抗滑性能
调查内容
IRI
DR
ls
SFC或BPN
评价指标
RQI
PCI
SSI
SFC或BPN
综合指标
PQI
• 路面综合评价指标用四个分项指标 (PQI,RQI,SSI,SFC)加权计算得到。计算方法如 下: PQI PCI ' P RQI ' P2 SSI ' P3 SFC' P4 1 式中P1,P2,P3,P4为相应指标的权重,根据分项指标 所处等级赋给固定的值。 • PCI ' 等则是根据其单项评价结果,赋予的分值. 如评价为优,则赋予分值为92.
• 采用结构强度系数(SSI)作为沥青路面结构强 度的评价指标。路面结构强度系数(SSI)是现 有交通量的路面设计弯沉值与实测代表弯沉值 的比值,它反映了路面承载能力的贮备情况。 对路面使用期内的任一年,定义路面结构强度 系数(SSI)为: 式中: • ld——路面设计弯沉值(mm); • ls——路段代表弯沉值(mm)。
承载力、安全性及外观等。
• ①功能性能
• 是为车辆提供快速、安全、舒适、经济的行驶条
件的能力,它反映了沥青路面的行驶质量或服务
水平。
• 影响路面行驶质量的主要因素是路面的平整度。
• ②结构性能 • 是指路面保持完好的程度—采取养护与改建措施的 主要依据。 • 沥青路面损坏可归纳为三大类型:裂缝、变形、表 面损坏。 • ③结构承载能力 • 是指路面在达到预定损坏状况之前还能承受的行车 荷载作用次数或者还能使用的年数(即剩余寿命)。 • 通常用路表弯沉值评定其结构承载能力。 • ④安全性 • 主要是指路面的抗滑能力。
• 2)路面综合评定指标 (优、良、中、次、 差) 和评价标准本身的界限实质上无法确切 知道,即等级数值范围的边界具有不确定 性,是人为主观的一种分类。 • 3)指标权重不是直接修正4个单项指标, 而是修正优、良、中、次、差5个等级所划 分值域的中间值。 • 4)利用路面状况指数进行计算,不能体现 路面主要病害在综合指标中的作用。 • 5)对属于同一等级的路段无法再进行优劣 比较。
路面使用状况数据采集
• • • • • 路面行驶质量——平整度测定 路面平整度:路面表面诱使行驶车辆出现振动的高程变化。 平整度的测定方法可分为: 断面类——直接获得路表仪断面(速度慢、仪器昂量、应 用困难)三米直尺、水准测量、TRRL梁、纵断面分析仪 反应类——间接表示路表的平整度(速度快、转换性差、 分析路况精度差)连续式平整度仪、颠簸累计仪等。 主观评估法——使用的主观感觉(客观性差) 1、断面类平整度测定——直接得到较迹带表面的实际断面。 2、反应类平整度测定——测量车辆以一定速度驶过水平整 路面时,悬挂系统的竖向位移量。
指标 等级

≧8.5

≧ 7.0~ ﹤8.5

≧ 5.5~ ﹤7.0

≧ 4.0~ 源自文库5.5

﹤4.0
PCI
• • • • • • • •
交通数据的采集 一、交通数据的作用 分析路面的损坏原因及损坏速率。 计算剩余寿命 建立使用性能的预估模型 估计经济效益 确定路网由路段养护、改建的优势序列 二、交通数据的内容:日交通量、轴载组成、年 平均增长率 • 实际上很难获得轴载组成,交通量观测站只是通 过目测调查各主要车辆类型(大客车、中货车、 大货车、 排车),按各车型的额定重量和通过 调查得到的满载系数,计算轴重,然后进行车辆 换算,最后得到标准累计轴载。
• 注意:笼统地说路面具有某一摩阻系数是不正确的,应该对滑移条件 给予规定。不同的测定方法和条件。可得到不同的摩阻系数,需规定 标准的测定方法和条件。
• • • •
水面飘滑的产生: 当路面上积滞的水深达5mm以上,行车速度过大;或者 路面车辙深度大于10-13mm 抗滑能力的测定方法:主要采用摆式仪(BPN)、构造深 度(TD)及横向力系数测定车(SFC )
S S I ld / ls
沥青路面结构强度评价标准
评价指标 强度 指数 其他 SSI ≥0.83 [0.66,0.83) [0.5,0.66) [0.3,0.5) <0.3 高速 优 ≥1.0 良 [0.83,1.0) 中 [0.66,0.83) 次 [0.5,0.66) 差 <0.5
• 抗滑能力测定 • 一、路面抗滑能力测定的目的,鉴定行车安全的主要指标, 主要有路面抗滑能力和出现水面飘滑的可能性两方面。 • 其是它为轮胎受制动时治路面表面滑移所产生的力。 f=F/W • f——摩阻系数;F——路表摩阻力;W——垂直于路面的 荷载。
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