基于生存模型的瀝青路面預防性養護經濟性評價

蔣文婷

摘 要：瀝青在現如今已成為應用較為廣泛的一種路面材質，但是由于保養不到位使得很多地方的瀝青路面壽命都不長，經濟性能較低。為了能夠探索更加經濟有效的瀝青路面養護方法，進而使得瀝青路面的養護費用能夠降低，本文將基于生存模型對瀝青路面的預防性養護進行經濟性地評價。首先通過分析生存模型進而根據瀝青路面在預防性養護下的性能模型、成本模型，分析瀝青路面在不同的養護情況下的性能和成本，旨在為相關的瀝青路面養護人員提供一定的借鑒意義。

關鍵詞：生存模型? 瀝青路面? 預防性養護? 經濟性評價

一、生存模型淺析

當前中國當前的路面維修都是根據相關的工程經驗對某一個路況內的指標值低于標準值的時候進行大修預案。這種依靠相關的經驗來判斷瀝青路面的養護雖然可以加快維修的速度，但是缺乏一定的科學性。采用全壽命周期費用分析法可以得出最準確的養護策略，準確的知道在養護期間的所有費用、路況之間的差別，讓瀝青路面的預防性養護能夠發揮真正的作用。生存模型對瀝青路面的性能進行模擬的一種最為常見的方式，通常包括三種方式：非參數模型、半參數模型和完全參數模型。這三種模型在瀝青路面的性能模擬中都比較常見，但是半參數模型中的cox模型得出來的瀝青路面的性能曲線與實際性能曲線會比weibull模型的回歸結果要高，但是weibull模型所得出來的性能曲線的數學規律更為明顯，對于未來路面的性能曲線的走勢模擬更加的方便。所以在對瀝青路面的預防性養護經濟性評價的過程中，將cox模型和weibull模型結合起來更加有利于分析過程的順利進行。

二、基于生存模型的瀝青路面預防性養護經濟性評價

瀝青路面的服務壽命指的就是從路面建成開始使用之初到第一次大修繼而到下一次大修之間的壽命時長，因此，瀝青路面的服務壽命和維護大修的標準是有密切的關系的。目前對于瀝青路面的評估指數一直采用的是錯臺指數FI，這個指標值也就是表示的是在路面為1英里的范圍內的瀝青接縫處的平均錯臺量，它可以被用來間接反映出瀝青路面的路況，一般情況下，當FI達到15-20mm的時候就被認為是應該要進行大修。

所以，基于生存性能模型的基礎上，本文將對瀝青路面的預防性養護措施進行全壽命成本的分析。在研究的過程中，本文通過對不同工況的假設進行對比分析：完全矯正性養護、矯正性養護+預防性養護和完全預防性養護。第一種完全矯正性養護主要是當路面的裂縫的面積達到輪跡帶面積的25%的時候需要進行矯正性養護。第二種矯正性養護+預防性養護也就是說在兩次矯正性養護之后需要加入兩次預防性養護。第三種完全預防性養護指的是瀝青路面完全采用預防性養護。

對于瀝青路面的全壽命周期養護成本則是從路面的某一次全壽命周期養護開始的，假設瀝青路面的壽命周期是20年，為了能夠確定好預防性養護的最適當的時期，可以假設預防性養護的觸發點是裂縫面積達到x%的時候，再根據不同地方的交通慣例來確定好資金折現率。然后根據這兩個數據分別對這些工況進行分析。

從選定的時間定開始的第一年對瀝青路面進行矯正性養護的經濟性分析，第二年開始路面的情況就會包含好和壞的兩種情況，如果第二年路面沒有出現損壞，那么第三年就會出現好和壞的兩種情況，通過這種類比，可以得出，在第n年的時候，共有2種可能性。所以根據之前的瀝青路面的性能模型，可以分別算出在第n年的時候路面需要哪一種養護的概率，然后根據這個概率可以得出瀝青路面需要的養護成本是多少。所以，在建立瀝青路面的生存模型的過程中，只需要對當時的路面的工況進行定義就可以在全壽命周期內獲得不同養護方式所需要的成本是多少，進而讓相關的人員選擇最為經濟的一種方式。

通過對不同的養護方式的全壽命經濟性分析，我們可以了解到在我們假設的瀝青路面20年的壽命周期內，完全使用預防性養護相比于第一種完全使用矯正性養護的平均成本要少了四分之一左右，而采用第二種矯正性養護+預防性養護的方式最終需要消耗的成本比完全使用預防性養護的成本要少五分之一左右，失效閥值越低，那么節約的成本也就越多。

綜上所述，我們可以得出結論，當瀝青路面使用的時間不斷增加的時候，瀝青路面損壞的幾率也更大，失效的概率不斷加大。瀝青路面的失效的概率和失效的閥值是有一定的關系的，失效的閥值越低的時候就會使得路面的失效的概率越高。在瀝青路面的全壽命周期內，采用完全預防性養護的成本比其他兩種方式都要低，因此在瀝青路面的養護過程中可以進行廣泛的推廣。在瀝青路面的失效的閥值較低的時候應該要盡早地對路面進行養護，這樣下來瀝青路面的養護成本更低。

三、對瀝青路面進行預防性養護的重要意義

（一）有助于保護公路路面的平整性和施工效果

定期對瀝青路面機芯預防性養護有助于保護路面的平整性。瀝青路面的施工狀況的好壞會直接影響到路的使用壽命以及瀝青路面工程建設的整體效益，所以在對瀝青路面進行預防性養護的時候可以保證公路路面持續平整。從現有的相關數據來看。公路愈加的平整會使得相關人員開車通過的過程中有更高的舒適感，并且有助于保證行車過程中的安全。所以對于瀝青路面的預防性養護必須要落到實處有助于鞏固前期的施工效果。路面工程的建設是一個長期的工程，從設計、施工到維護一直貫穿著路面的壽命周期中。對瀝青路面進行預防性養護有助于鞏固工程前期的施工效果，有助于延長瀝青路面的使用壽命。從具體的生活經驗中可以得知，在施工結束之后要定期地對瀝青路面進行養護，倘若沒有重視瀝青路面的養護可能會影響到整體路的平整性與使用的舒適度，所以，在對瀝青路面的預防性養護過程中，相關的人員要合理地應用一些檢測技術，通過兩者的共同作用鞏固前期的施工效果。

（二）有助于延長瀝青路面的壽命，降低成本

結合上述分析可以得知，對瀝青路面進行預防性養護有助于延長路面的壽命，降低養護的成本。通過使用預防性養護，可以在瀝青路面出現問題的時候就及時地對其進行維護，或者是在瀝青路面還沒有產生問題的時候進行維護。通過這樣的方式有助于對瀝青路面使用的過程中存在的一些問題進行及時解決，進而能夠使得瀝青路面的養護成本降低，減少整個施工過程中所耗費的資金，提高整個路面施工過程的效率和質量。

四、結束語

綜上所述，本文通過對生存模型的分析，利用半參數模型中的cox和weibull兩種模型設定了三種工況，通過對比分析可以得知，完全采用預防性養護可以降低瀝青路面的養護成本，使得整個工程的質量有所提高。并且，在養護的過程中，相關的人員要確定好工況的標準，通過統一的標準對瀝青路面的路況進行檢測，提前做好相關的預防性養護，讓瀝青路面的使用壽命能夠更加的長久，讓瀝青路面能夠更加平整安全。

參考文獻：

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