高速公路路面预防性养护决策

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1、高速公路路面预防性养护决策摘要：预防性养护的目的是保持或改善路面状况、延长公路使用寿命，同时将寿命周期内养护成本降到最低。在其决策过程中，应在对高速公路路面技术状况进行识别和预测的基础上，对养护措施进行技术评价，对养护方案进行寿命周期成本分析，以确定最佳的预防性养护方案。20世纪90年代以来，我国高速公路建设一直处于快速增长期，截至2005年底，全国高速公路通车里程达到4．1万km。随着通车里程和使用年限的不断增长，高速公路开始由快速建设阶段向养护管理阶段过渡。　　从目前情况看，我国1998年前建成的高速公路已全面进入大修期，1998年加快建设后建成的大量公路也普遍进入维修养

2、护期。有2方面原因：(1)行驶车辆增加较快，社会公众和道路使用者对高速公路路况有了更高的需求，要求实现快速、畅通、安全、舒适、经济的使用功能；(2)高速公路在使用过程中，其路基路面及桥梁设施、交通工程设施、服务设施等，会因自然因素、行车荷载及其相互作用而导致公路技术状况的逐渐衰减，造成高速公路服务水平的逐步下降。因此，在高速公路交付使用后，仍需继续投入大量的资金对各种设施进行维护，使高速公路保持较高服务水平。对高速公路养护管理部门而言，所面临的关键问题是怎样合理使用有限的资金，将养护资金在最佳的时机以最佳的方式使用到最需养护的设施上，以保证最佳的整体服务水平，即以最低的成本取

3、得最大的“收益”。1预防性养护综述　　在绝大多数发达国家，公路网已经完善，养护管理成为公路工作的重点，很早就着手于公路养护管理的相关调查、研究工作。例如，美国公路管理部门从上世纪80年代以来，通过对几十万km不同等级道路进行跟踪调查，发现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％的时间内性能下降40％，这一阶段称之为预防性养护阶段。此阶段如不及时进行养护，在随后12％的使用寿命时间内，性能再次下降40％，而养护成本却要增加3～10倍，这一阶段称为矫正性养护阶段。因此，预防性养护在许多国家得到广泛运用，并已取得成功经验和十分显著的成效。　　A

4、ASHTO对预防性养护(PavementPreventiveMaintenance，PPM)定义为：在公路寿命期内，为了保证路况良好、延长公路寿命并将寿命周期内养护成本降到最低，而应用一系列的预防性养护措施的系统过程。而在这一系统过程中，要在不增设建成公路系统及其附属设施的条件下，达到延缓路况退化、保持或改进系统的功能性状况的目的。　　预防性养护理念的核心在于防患于未然，基础在于经济性最优。也可以说，预防性养护就是指在道路技术状况衰减的初期，在最适当的时机，应用最适当的预防性养护措施，以最小的寿命周期成本、最大程度地延缓路况退化。　　而这一有限资源的最佳分配问题，要依赖于科学

5、的决策程序和评价方法。预防性养护决策，是通过预测道路技术状况的发展趋势，分析养护措施对道路技术状况产生的影响，对可行的预防性养护方案进行评估，以最小费用效率比的方案为基础进行决策。在预防性养护方案评估过程中，主要考虑3方面因素，即需要处理的现有病害和应当被预防或减缓的预期病害，确定现有公路技术条件下可以采取的最适当的养护措施(技术评估)，以最小费用效率比确定获得最佳结果的养护处理时间(效益评估)。　　此外，由于影响道路服务水平的主要因素是路面技术状况，因此路面养护工作占到道路整体养护工作的70％以上。而道路路面技术状况随时间(自然因素和行车荷载作用)的变化具有一定的规律性，亦

6、符合预防性养护的基本概念。就目前的研究和应用而言，预防性养护主要是指对道路路面的预防性养护。2识别路面技术状况　　识别现有路面技术状况，预测路面技术状况的发展趋势，确定需要处理的现有病害和应当被预防或减缓的预期病害，是预防性养护决策和方案评估的基础。　　在我国，高速公路路面技术状况评价体系在交通部《高速公路养护质量检评方法(试行)》中有较为系统的规定。路面技术状况以路面质量指数(PavementQualityIndex，PQI表达，即由路面状况、路面强度、行驶质量和抗滑性能4个指标加权计算得到。其中路面状况指数PCI由沥青混凝土路面破损率或水泥混凝土路面坏板率计算，路面行驶质

7、量指数RQI由国际平整度指数IRI计算，路面结构强度指数PSSI由路面允许弯沉和实测代表弯沉计算，抗滑性能指数SRI由横向力系数和抗滑性能限值计算。　　由于沥青混凝土路面结构强度的变化主要受到行车荷载和路基工后沉降的影响，而与路面预防性养护措施的相关性较小。因此在路面预防性养护决策中，可以仅考虑其余3个指标。以检评方法规定的权值为基础，根据养护的最主要目的和单个指标间的相对重要关系，对权重系数做出相应调整。　　同时，要确定路面技术状况所处的状态，亦即等次。对预防性养护而言，关键是确定各项路面技术指标的效