高速公路瀝青路面養護決策時機研究

郭邦學

(貴州省公路局高速公路建設營運中心，貴州　貴陽　550001)

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高速公路瀝青路面養護決策時機研究

郭邦學

(貴州省公路局高速公路建設營運中心，貴州貴陽550001)

文章介紹了瀝青路面養護的時機指標，闡述了瀝青路面養護時機的分析方法，并結合實際工程案例，分析高速公路瀝青路面養護決策時機確定的基本內容，研究了瀝青路面養護衰變參數變化及養護措施實施后的衰變規律情況。

高速公路；瀝青路面養護；決策時機

0　引言

高速公路瀝青路面養護是高速公路現代化管理的重要組成部分，對高速公路正常運行產生重要影響，因此在現階段工作中，要重視對高速公路路面養護決策相關內容的討論，確保高速公路安全營運。一般認為，路面養護決策時機是影響養護效果的重要因素，因此在本次研究中，首先分析了瀝青路面養護實際指標的相關問題，從兩個角度分析了路面養護的判斷指標；再結合灰色分析理論，對如何確定瀝青路面養護決策時機進行研究，希望對相關單位開展瀝青路面養護工作有所幫助。

1　瀝青路面養護的時機指標

目前在瀝青路面養護過程中，主要根據路面實際情況與抗滑性能的相關內容進行針對性的養護分析。

1.1路面使用性能指數

路面使用性能指數是路面養護的重要系數，集中體現了高速公路路面的綜合運行能力，是預測路面系統服務能力的重要因素。目前，業內已經將路面狀況系數列為路面管理系統中的重要組成部分，通過相應的數據采集與分析，獲取整個有關路面管理資料的數據，并根據具體的資料數據確定預防性養護實施的時機。

1.2抗滑性能指數

抗滑性能指數是評價公路路面質量的重要因素，也是保證使用者行車安全的前提。目前我國相關規定中已經明確了路面抗滑性能的具體資料，當路面抗滑性能低于某一限度時，將會對行車安全產生重要影響。因此在確定瀝青路面養護時機時，需要重點分析路面的抗滑性能指數，保證抗滑性能始終處于標準之上，保證行車安全。

2　瀝青路面養護時機的分析方法

基于灰色分析理論的相關內容，對瀝青路面養護時機的確定方法進行分析。

2.1灰色分析理論概述

灰色系統理論由我國著名學者鄧聚龍于1982年提出，該方法是一種在研究少數據、頻信息時具有顯著優勢的方法，尤其適用于對高速公路瀝青路面養護時機的研究。這是因為在道路路面性能分析中，經常會出現數據缺失、調查結果出現變化的現象，再加之不同參數的性能指標存在單調趨勢，這就導致傳統方法所確定的養護時機出現問題。因此需要借助灰色分析理論的相關內容確定瀝青路面養護時機。

而從當前學者對瀝青路面使用性能的預測結果來看，為保證能夠對路面使用性能有一個全面的描述，一般在操作過程中需要對整個路面進行以下假設：(1)路面的使用性能被劃分為多個狀態，并且不同狀態下的評價指標具有明顯的差異；(2)路面使用性能的過去狀態不會對未來發展產生影響(主要指路面的發展情況僅與當前狀態存在關系)。

2.2基于路面養護時機的灰色分析理論分析

在本次研究中，假設有關路面的基礎理論數據集為i={1，2，3…n}，則按照下列公式確定不同參數之間的關系：

(1)

式中，Pi(m)——路面狀態的最終參數，單位為L；

Mi——路面的起始狀態；

Mi(m)——最終狀態；

t——時間。

在模型數據應用過程中，分別將相關數據代入式(1)，并通過差值確定路面狀態。以路面抗滑性能指數為例，在數據分析中，由于道路路面使用性能的最初狀態不會影響當前計算結果，因此在公式計算中不需要考慮之前狀態下出現的各種影響路面使用性能指數的因素(包括路面龜裂、車轍等)，在數據分析中，只需要確定具體路面狀態的起始與最終參數，就能有效地認識路面抗滑性能參數，并根據參數特征進行判斷；在數據處理中，分別將最初測量的抗滑數據與當前測量的抗滑數據代入式(1)，并以兩者的差值除以時間，就能獲取標準的路面抗滑性能指數。

而在路面使用性能指數相關問題的研究中，灰色分析理論也可以被應用到對未來n年的路面系數預測中，并分析下一階段的養護策略所產生的效果，其運算方法與上述內容一致，只是Mi代表了當前所收集的路面信息，而Mi(m)則代表路面未來時間段內容的最終形態(一般在這一階段的Mi(m)分析中，可以根據路面抗滑性能變化規律進行確定)。

3　高速公路瀝青路面預防養護時機確定的實例分析

3.1工程案例簡介

某高速公路是國家重點公路X市境內的便捷通道，也是該地區高速公路網規劃中的重要組成部分，全長24.89 km，全線采取全封閉、全立交雙向四車道的高速公路建設標準，設計時速為100 km/h。

由于該高速公路在當地交通體系中發揮著重要作用，在長期的荷載作用影響下，部分路段出現了裂縫、車轍病害等諸多問題，嚴重影響了行車安全性，對高速公路進行保養維護已經迫在眉睫。而在綜合考慮諸多路面養護工藝的優缺點后，該工程項目決定選擇稀漿封層技術為公路的主要養護技術。

3.2數據分析

3.2.1道路路面數據分析

該項目主要以路面使用性能指數為核心展開研究，本文統計該道路里面的PQI數據，具體資料如表1所示。

表1　案例項目PQI數據統計表

根據道路路面的整體情況，預測在未來幾年內道路的PQI數據如表2所示。

表2　案例項目PQI數據預測資料統計表

從表1、表2的內容可發現，該高速公路的路面整體使用質量逐年下降，對公路交通行駛的影響也越來越明顯。

3.2.2路面養護措施的數據分析

以其他地區高速公路稀漿封層養護技術的應用為參照對象，分析養護之后的PQI參數，具體資料如表3所示。

表3　路面養護后道路PQI數據資料統計表

分別將表2數據與表3數據代入灰色分析理論模型中(其中Mi(m)為表3數據、Mi為表2數據)，得出的值差分別為：1.12、1.12、1.12、1.12、1.13。從灰色分析理論結果來看，在經過養護處理后，在未來五年內道路的PQI數據整體變化趨勢基本穩定，相互之間的浮動差異不明顯，說明無論在未來五年內的任何時間對道路進行養護處理，所獲得的PQI數據差異無意義，據此可以判斷，未來五年內的任何一時間點都可以被確定為路面養護的時間。當地管理單位在該結果的基礎上，認真分析了當地經濟發展與交通車流量變化情況，認為2009年為該公路的最佳養護時機，遂決定在2009年對高速公路進行全面的養護維修。從當前對此次分析的結果來看，于2009年進行的道路養護達到了預期效果，不僅路面損害情況得到了改善，并且道路路面行車質量也得到了保證。

4　結語

(1)高速公路瀝青路面養護時機的確定是一個復雜的過程，不僅涉及到對路面基礎數據的分析，還涵蓋了不同環境下路面參數變化的具體資料，這就要求相關人員在確定高速公路路面養護時機過程中要重視對基礎數據的收集，保證決策結果的科學性。

(2)從本文的研究結果來看，所選案例將養護時間定為2009年，從其實踐結果來看，于2009年進行高速公路路面養護有效滿足了該高速公路后期運行的要求，證明其養護時機是科學的。

(3)在把握決策時機時，除了要分析道路質量參數外，還需要對道路交通量、當地經濟發展要求等基礎性資料進行全面的分析。同時，由于道路養護是投資數量和收益期望關系的體現，通過在養護最佳時機實施合理的養護措施，達到投資最小，效益最大的目的，這就提示相關地區在開展道路養護時機決策中要重視對經濟因素的分析，保證道路的經濟效益。

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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

郭邦學(1970—)，高級工程師，研究方向：公路工程。