基于路面管理系统的高速公路沥青路面养护策略研究

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1、基于路面管理系统的高速公路沥青路面养护策略研究第一章绪论1.1研究的背景及意义高速公路的出现不仅加快了我国的经济发展速度，更给我国公路运输事业注入了新的动力，与此同时，高速公路也成为交通现代化的重要标志。我们国家高速公路的建设发展起步较晚，从上世纪八十年代未至今，总体上维持快速和有序的发展。07年开始，为拉动内需，大力发展基础设施建设，高速公路的建设以前所未有的速度席卷全国各地。公路总里程从2000年的140万公里跃升至2012年的424万公里，其中高速公路里程从2000年的1.63万公里增长到2012年的9.62万公里，超越美国成为世界第一大的高速公路网。图1-1显示了自2000年以来中国

2、公路总里程及高速公路发展状况。高速公路的快速发展，拉进了沿海城市与内陆地区的距离，极大的促进了我国公路运输事业的发展。但随之而来的，交通量的快速增长，超载现象严重，气候变化频繁等因素的影响，路面发生的病害也越来越多，面积越来越大。在过去十年中，我国投资建设了大量的新路，按照现行路面养护规范要求，路面在投入运营后的5~10年，需要进行路面养护，按照这个速度，今后一段时间内，需要进行养护维修的公路里程将是一个庞大的数字。且部分路面受工期和施工工艺的影响，再加上监管力度不够，在投入运营后一段时间内会出现早期病害，更加重了公路养护的任务。上世纪九十年代，高速公路管理部门对路面的养护管理没有足够重视，

3、是一个以建代养观念的统治的时代，公路养护处于次要的地位。随着预防性养护等公路养护理念的发展，截止2006年全国公路的养护覆盖率已达到78%，公路管理的思路逐渐向建养并重靠拢，养路比重在2012年上升到97.2%，全养路时代已经到来。.1.2国内外研究现况1966年美国州公路和运输工作协会（AASHTO）通过全国合作研究计划（NCHRP），发起了要在路面研究领域做出新突破的研究，用以改善路面设计方法。研究中将系统分析引入到路面设计中，并提出路面设计系统的概念。许多研究者致力于引入系统分析和运筹学以建立路面设计系统，并逐渐扩展为公路的路面管理系统。路面管理技术的概念准确的说是起源于20世纪70年

4、代的北美，美国在经历了长时期大规模的路面建设后，开始面临大量的路面养护工作，为了全面了解路面破损状况，使有限的资金最大化利用，研究人员开发了路面破损检测设备，建立数据库，制定路面状况评价方法，标准和养护排序模型，这种以计算机为工具的路面管理技术被称为路面管理系统。80年代以后，路面管理的方法与技术在美国、澳大利亚、加拿大、日本及欧洲等国家和地区得到了广泛的应用[1]。比较有影响的系统如加拿大路面信息和需求系统PINS、改建信息和优序系统RIPPS、英国运输和道路研究所(TRRL)的公路养护和评价系统CHART等[2]。目前，路面管理系统在美国、加拿大、澳大利亚、日本及欧洲等发达国家和地区得到

5、了广泛的使用，部分非洲、南美洲和东南亚等发展中国家在世界银行、国际道路协会等机构的援助下，己开始建立和实施了路面管理系统。美国是世界上最早进行路面管理分析与研究的国家之一。20世纪70年代，由于公路交通出行需求的剧增，而对公路养护投入资源有限，在这种情况下，产生了对改善项目进行资源优化的需求[3].80年代，美国先后进行了联邦公路路产及使用性能研究(NHIP5)和公路使用性能监测系统研究(HPMS)[4][5]。到了90年代，美国又进行了公路经济需求系统(HERS)的研究[6]，并且从1993年起，路面管理系统成为公路管理部门申请联邦补助的唯一依据。..第二章高速公路沥青路面性能评价与结果2

6、.1路面使用性能评价路面使用性能评价是在路面检测数据的基础上开展的，其目的是对路面使用状况进行分析评价，了解道路的服务水平和质量，进而进行路面性能预测。由于路面在使用过程中，其性能在时间和车辆荷载的作用下逐渐衰退，所以需要定期对路面的使用状况做出评价和判断，这也是路面管理系统的重要组成部分。路面使用性能评价分为单项评价和综合评价。路面单项评价是对路面的某一方面进行衡量，综合评价指标则是多个单一指标加权综合产生，反映了路面使用性能的总体状况。在路面管理系统中，利用路面使用性能评价指标对高速公路路段进行评价，可以选用综合评价指标，也可以选用单项评价指标，评价指标的选取直接影响到管理者对路面使用状

7、况的判断，及其对养护路段采取的养护方案的选择和相应的养护费用投入的经济性。.2.2路面使用性能单项指标评价路面损坏指的是各种表面损坏和损伤，其中包括裂缝、坑槽、沉陷、松散、泛油和修补等。沥青路面、水泥路面和砂石路面在建立路面损坏评价模型时虽然采用了不同的模型参数，但是它们却具有相同的模型结构和变量。都是通过对路面使用性能的影响程度进行换算损坏面积与调查面积之比，并进行加权处理。通过路面损坏状况指数PCI来评价