高速公路沥青路面养护决策时机研究

郭邦学

(贵州省公路局高速公路建设营运中心，贵州　贵阳　550001)



高速公路沥青路面养护决策时机研究

郭邦学

(贵州省公路局高速公路建设营运中心，贵州贵阳550001)

文章介绍了沥青路面养护的时机指标，阐述了沥青路面养护时机的分析方法，并结合实际工程案例，分析高速公路沥青路面养护决策时机确定的基本内容，研究了沥青路面养护衰变参数变化及养护措施实施后的衰变规律情况。

高速公路；沥青路面养护；决策时机

0　引言

高速公路沥青路面养护是高速公路现代化管理的重要组成部分，对高速公路正常运行产生重要影响，因此在现阶段工作中，要重视对高速公路路面养护决策相关内容的讨论，确保高速公路安全营运。一般认为，路面养护决策时机是影响养护效果的重要因素，因此在本次研究中，首先分析了沥青路面养护实际指标的相关问题，从两个角度分析了路面养护的判断指标；再结合灰色分析理论，对如何确定沥青路面养护决策时机进行研究，希望对相关单位开展沥青路面养护工作有所帮助。

1　沥青路面养护的时机指标

目前在沥青路面养护过程中，主要根据路面实际情况与抗滑性能的相关内容进行针对性的养护分析。

1.1路面使用性能指数

路面使用性能指数是路面养护的重要系数，集中体现了高速公路路面的综合运行能力，是预测路面系统服务能力的重要因素。目前，业内已经将路面状况系数列为路面管理系统中的重要组成部分，通过相应的数据采集与分析，获取整个有关路面管理资料的数据，并根据具体的资料数据确定预防性养护实施的时机。

1.2抗滑性能指数

抗滑性能指数是评价公路路面质量的重要因素，也是保证使用者行车安全的前提。目前我国相关规定中已经明确了路面抗滑性能的具体资料，当路面抗滑性能低于某一限度时，将会对行车安全产生重要影响。因此在确定沥青路面养护时机时，需要重点分析路面的抗滑性能指数，保证抗滑性能始终处于标准之上，保证行车安全。

2　沥青路面养护时机的分析方法

基于灰色分析理论的相关内容，对沥青路面养护时机的确定方法进行分析。

2.1灰色分析理论概述

灰色系统理论由我国著名学者邓聚龙于1982年提出，该方法是一种在研究少数据、频信息时具有显著优势的方法，尤其适用于对高速公路沥青路面养护时机的研究。这是因为在道路路面性能分析中，经常会出现数据缺失、调查结果出现变化的现象，再加之不同参数的性能指标存在单调趋势，这就导致传统方法所确定的养护时机出现问题。因此需要借助灰色分析理论的相关内容确定沥青路面养护时机。

而从当前学者对沥青路面使用性能的预测结果来看，为保证能够对路面使用性能有一个全面的描述，一般在操作过程中需要对整个路面进行以下假设：(1)路面的使用性能被划分为多个状态，并且不同状态下的评价指标具有明显的差异；(2)路面使用性能的过去状态不会对未来发展产生影响(主要指路面的发展情况仅与当前状态存在关系)。

2.2基于路面养护时机的灰色分析理论分析

在本次研究中，假设有关路面的基础理论数据集为i={1，2，3…n}，则按照下列公式确定不同参数之间的关系：

(1)

式中，Pi(m)——路面状态的最终参数，单位为L；

Mi——路面的起始状态；

Mi(m)——最终状态；

t——时间。

在模型数据应用过程中，分别将相关数据代入式(1)，并通过差值确定路面状态。以路面抗滑性能指数为例，在数据分析中，由于道路路面使用性能的最初状态不会影响当前计算结果，因此在公式计算中不需要考虑之前状态下出现的各种影响路面使用性能指数的因素(包括路面龟裂、车辙等)，在数据分析中，只需要确定具体路面状态的起始与最终参数，就能有效地认识路面抗滑性能参数，并根据参数特征进行判断；在数据处理中，分别将最初测量的抗滑数据与当前测量的抗滑数据代入式(1)，并以两者的差值除以时间，就能获取标准的路面抗滑性能指数。

而在路面使用性能指数相关问题的研究中，灰色分析理论也可以被应用到对未来n年的路面系数预测中，并分析下一阶段的养护策略所产生的效果，其运算方法与上述内容一致，只是Mi代表了当前所收集的路面信息，而Mi(m)则代表路面未来时间段内容的最终形态(一般在这一阶段的Mi(m)分析中，可以根据路面抗滑性能变化规律进行确定)。

3　高速公路沥青路面预防养护时机确定的实例分析

3.1工程案例简介

某高速公路是国家重点公路X市境内的便捷通道，也是该地区高速公路网规划中的重要组成部分，全长24.89 km，全线采取全封闭、全立交双向四车道的高速公路建设标准，设计时速为100 km/h。

由于该高速公路在当地交通体系中发挥着重要作用，在长期的荷载作用影响下，部分路段出现了裂缝、车辙病害等诸多问题，严重影响了行车安全性，对高速公路进行保养维护已经迫在眉睫。而在综合考虑诸多路面养护工艺的优缺点后，该工程项目决定选择稀浆封层技术为公路的主要养护技术。

3.2数据分析

3.2.1道路路面数据分析

该项目主要以路面使用性能指数为核心展开研究，本文统计该道路里面的PQI数据，具体资料如表1所示。

表1　案例项目PQI数据统计表

根据道路路面的整体情况，预测在未来几年内道路的PQI数据如表2所示。

表2　案例项目PQI数据预测资料统计表

从表1、表2的内容可发现，该高速公路的路面整体使用质量逐年下降，对公路交通行驶的影响也越来越明显。

3.2.2路面养护措施的数据分析

以其他地区高速公路稀浆封层养护技术的应用为参照对象，分析养护之后的PQI参数，具体资料如表3所示。

表3　路面养护后道路PQI数据资料统计表

分别将表2数据与表3数据代入灰色分析理论模型中(其中Mi(m)为表3数据、Mi为表2数据)，得出的值差分别为：1.12、1.12、1.12、1.12、1.13。从灰色分析理论结果来看，在经过养护处理后，在未来五年内道路的PQI数据整体变化趋势基本稳定，相互之间的浮动差异不明显，说明无论在未来五年内的任何时间对道路进行养护处理，所获得的PQI数据差异无意义，据此可以判断，未来五年内的任何一时间点都可以被确定为路面养护的时间。当地管理单位在该结果的基础上，认真分析了当地经济发展与交通车流量变化情况，认为2009年为该公路的最佳养护时机，遂决定在2009年对高速公路进行全面的养护维修。从当前对此次分析的结果来看，于2009年进行的道路养护达到了预期效果，不仅路面损害情况得到了改善，并且道路路面行车质量也得到了保证。

4　结语

(1)高速公路沥青路面养护时机的确定是一个复杂的过程，不仅涉及到对路面基础数据的分析，还涵盖了不同环境下路面参数变化的具体资料，这就要求相关人员在确定高速公路路面养护时机过程中要重视对基础数据的收集，保证决策结果的科学性。

(2)从本文的研究结果来看，所选案例将养护时间定为2009年，从其实践结果来看，于2009年进行高速公路路面养护有效满足了该高速公路后期运行的要求，证明其养护时机是科学的。

(3)在把握决策时机时，除了要分析道路质量参数外，还需要对道路交通量、当地经济发展要求等基础性资料进行全面的分析。同时，由于道路养护是投资数量和收益期望关系的体现，通过在养护最佳时机实施合理的养护措施，达到投资最小，效益最大的目的，这就提示相关地区在开展道路养护时机决策中要重视对经济因素的分析，保证道路的经济效益。

[1]徐海虹，吴春颖，张丽丽.江苏省高速公路沥青路面预防性养护技术分析与研究[J].公路交通技术，2012(3)：6-12.

[2]林嘉.高速公路沥青路面水损坏成因及其养护[J].四川建材，2015，41(6)：136-137.

[3]付兆华.高速公路沥青混凝土路面预防性养护对策[J].山西建筑，2015，41(35)：165-166.

Decision Time Study of Expressway Asphalt Pavement Maintenance

GUO Bang-xue

(Expressway Construction Operation Center of Guizhou Provincial Highway Bureau，Guiyang，Guizhou，550001)

This article introduced the asphalt pavement maintenance timing indicators，elaborated the a-nalysis methods of asphalt pavement maintenance timing，and combined with practical engineering cases，it analyzed the basic content of expressway asphalt pavement maintenance decision opportunity determination，and studied the decay parameter changes of asphalt pavement maintenance and the decay rules after the implementation of maintenance measures.

Expressway；Asphalt pavement maintenance；Decision time

U418.4

A

10.13282/j.cnki.wccst.2016.03.009

1673-4874(2016)03-0035-03

2016-03-07

郭邦学(1970—)，高级工程师，研究方向：公路工程。