高速公路路面養(yǎng)護(hù)規(guī)劃編制技術(shù)研究

張秀山

（河北省高速公路青銀管理處，河北 石家莊市 050021）

高速公路路面在經(jīng)過一段時(shí)間運(yùn)行后，會(huì)普遍出現(xiàn)一定數(shù)量的橫縱向裂縫、網(wǎng)裂和沉陷唧漿等路面破損，以及車轍、抗滑性能衰減快、彎沉大和整體強(qiáng)度不足等典型病害，并且隨著使用年限的延長(zhǎng)，這些病害將進(jìn)一步發(fā)展。如何利用先進(jìn)手段，準(zhǔn)確地判定路面技術(shù)現(xiàn)狀，提出科學(xué)有效的維修方案和預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施，對(duì)于改善道路運(yùn)營(yíng)環(huán)境，延長(zhǎng)道路使用壽命，降低運(yùn)營(yíng)成本將有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

因此，養(yǎng)護(hù)工作一定要重視預(yù)防性養(yǎng)護(hù)理念，強(qiáng)化全壽命維護(hù)成本最低的意識(shí)。本文重點(diǎn)是通過對(duì)相關(guān)公路技術(shù)狀況MQI全面詳盡的檢測(cè)評(píng)價(jià)，為高速公路養(yǎng)護(hù)規(guī)劃提供基礎(chǔ)性依據(jù)，根據(jù)所分析的公路技術(shù)狀況和養(yǎng)護(hù)維修歷史，科學(xué)預(yù)測(cè)其未來幾年（一般3到5年）相關(guān)使用性能、養(yǎng)護(hù)需求、資金需求和投資效益等關(guān)鍵因素的時(shí)間序列變化趨勢(shì)，通過科學(xué)地養(yǎng)護(hù)投資安排和養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)選擇，提出合理的中長(zhǎng)期投資規(guī)劃，優(yōu)化養(yǎng)護(hù)資金使用方案，降低全壽命周期費(fèi)用成本，提高公路的服務(wù)水平。

1 養(yǎng)護(hù)規(guī)劃主要考慮因素

養(yǎng)護(hù)規(guī)劃的編制應(yīng)以具體的高速公路為單位，依據(jù)近幾年連續(xù)評(píng)定的路面技術(shù)狀況檢測(cè)結(jié)果，對(duì)其使用性能進(jìn)行分析與評(píng)估，通過對(duì)典型病害的專項(xiàng)檢測(cè)及成因分析，對(duì)未來養(yǎng)護(hù)需求、交通量和病害發(fā)展趨勢(shì)及高速公路的長(zhǎng)期使用性能進(jìn)行科學(xué)預(yù)測(cè)。具體考慮因素有：根據(jù)路面狀況檢測(cè)結(jié)果，對(duì)瀝青路面的各種病害采用適宜的方式進(jìn)行處理；通過經(jīng)濟(jì)和使用效果的對(duì)比，選擇最適合的養(yǎng)護(hù)方式，并控制好養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，保證路面養(yǎng)護(hù)措施發(fā)揮最大效益。

2 編制養(yǎng)護(hù)規(guī)劃需要樹立的理念

2.1 樹立預(yù)防性養(yǎng)護(hù)新理念

路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)有別于傳統(tǒng)的道路養(yǎng)護(hù)理念，主要有兩個(gè)方面的要求：一是讓道路系統(tǒng)的良好狀態(tài)保持更長(zhǎng)時(shí)間，延緩破壞的產(chǎn)生，在不增加結(jié)構(gòu)承載能力的前提下改善系統(tǒng)的功能狀況；二是在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間，將適用的措施，應(yīng)用在適宜的路面上。核心是要求采用成本效益最佳的養(yǎng)護(hù)措施，強(qiáng)調(diào)養(yǎng)護(hù)管理的計(jì)劃性、主動(dòng)性。根據(jù)相關(guān)新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求，必須牢固樹立預(yù)防性養(yǎng)護(hù)理念，在公路通車以后即開始預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，在病害未產(chǎn)生或病害早期進(jìn)行處治，避免病害的進(jìn)一步擴(kuò)展，從而達(dá)到節(jié)約養(yǎng)護(hù)費(fèi)用、提高養(yǎng)護(hù)質(zhì)量、維護(hù)好公路技術(shù)狀況和延長(zhǎng)使用壽命的目的。

2.2 預(yù)防性養(yǎng)護(hù)不能代替大中修

盡管預(yù)防性養(yǎng)護(hù)在路面維護(hù)系統(tǒng)中占有重要地位，但預(yù)防性養(yǎng)護(hù)不能代替大中修，有了預(yù)防性養(yǎng)護(hù)同樣需要大中修和重建活動(dòng)。因此，一個(gè)全面的路面維護(hù)系統(tǒng)應(yīng)該包括預(yù)防性養(yǎng)護(hù)、小修和大中修活動(dòng)，這是由路面的使用性能決定的。不同的性能期，應(yīng)采用不同的養(yǎng)護(hù)維修對(duì)策。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)只適合于路面結(jié)構(gòu)性能良好和路面破壞不太嚴(yán)重的情況，當(dāng)路面破壞嚴(yán)重和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足時(shí)，則需要銑刨、重新罩面或補(bǔ)強(qiáng)。

3 養(yǎng)護(hù)規(guī)劃編制的具體研究?jī)?nèi)容

養(yǎng)護(hù)規(guī)劃編制策略是根據(jù)現(xiàn)有的高速公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)狀況，科學(xué)預(yù)測(cè)未來幾年內(nèi)某具體高速公路的使用性能、養(yǎng)護(hù)需求、資金需求和投資效益等關(guān)鍵因素的時(shí)間序列變化趨勢(shì)，通過科學(xué)地養(yǎng)護(hù)投資安排、養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)選擇，提出合理的長(zhǎng)期投資規(guī)劃，優(yōu)化養(yǎng)護(hù)資金的使用方案，降低全壽命周期費(fèi)用成本，提高公路的服務(wù)水平。

目前，管理部門仍根據(jù)所做的工作類型對(duì)養(yǎng)護(hù)工作劃分優(yōu)先次序，這就導(dǎo)致了類型相似的工作具有相同的優(yōu)先等級(jí)。但實(shí)際上，不同結(jié)構(gòu)中類似的損傷可能帶來不同的結(jié)果，這取決于下列因素：車輛荷載的類型和大??；環(huán)境特征，是否有其他可供選擇的路線。因此養(yǎng)護(hù)需求的優(yōu)先權(quán)應(yīng)該各不相同，以便充分地考慮這些結(jié)構(gòu)的特定因素。為滿足該要求，可采用一種基于風(fēng)險(xiǎn)分析的方法對(duì)養(yǎng)護(hù)需求劃分優(yōu)先次序。使用這種方法時(shí)，首先應(yīng)確定若在短期內(nèi)（即5年）未針對(duì)養(yǎng)護(hù)需求作任何工作可能發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)事件，然后根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)的類型和等級(jí)確定養(yǎng)護(hù)需求的優(yōu)先級(jí)別?；陲L(fēng)險(xiǎn)對(duì)養(yǎng)護(hù)需求劃分優(yōu)先次序時(shí)，必須先對(duì)風(fēng)險(xiǎn)劃分優(yōu)先次序。由管理部門的養(yǎng)護(hù)目標(biāo)可以看出，安全性具有最高的優(yōu)先權(quán)；第二位是路網(wǎng)功能性的優(yōu)先權(quán)，因?yàn)榻煌ㄑ诱`引起的損失一般都遠(yuǎn)大于養(yǎng)護(hù)的直接費(fèi)用；持續(xù)性的優(yōu)先權(quán)排第三位，環(huán)境因素的優(yōu)先權(quán)是第四位。

養(yǎng)護(hù)的目的不僅僅是為了修復(fù)路況，維護(hù)和恢復(fù)達(dá)到行車所必需的服務(wù)水平，而應(yīng)是更好地適應(yīng)交通量的增長(zhǎng)，滿足對(duì)其較好服務(wù)水平的需求。確定養(yǎng)護(hù)工作的范圍后，如果資金有限，那么就應(yīng)該對(duì)養(yǎng)護(hù)項(xiàng)目進(jìn)行排序，主要采用的方法為成本效益分析方法。

在確定養(yǎng)護(hù)投資的優(yōu)先級(jí)時(shí)，應(yīng)從兩個(gè)方面考慮：一要考慮優(yōu)先養(yǎng)護(hù)哪一個(gè)路段可以產(chǎn)生最大的經(jīng)濟(jì)效益，或者是在一定的養(yǎng)護(hù)資金限制下，應(yīng)優(yōu)先養(yǎng)護(hù)哪些路段可以保證整個(gè)公路網(wǎng)處于最佳的服務(wù)水平；二要考慮優(yōu)先采用哪一種養(yǎng)護(hù)對(duì)策可以達(dá)到最高的社會(huì)價(jià)值和效益成本比，并維持較好的服務(wù)水平。而且，由于養(yǎng)護(hù)需要投資，必然存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，決策者有必要進(jìn)行公路養(yǎng)護(hù)費(fèi)用-效益分析。公路養(yǎng)護(hù)費(fèi)用效益分析的目的是計(jì)算路網(wǎng)內(nèi)各養(yǎng)護(hù)路段或不同養(yǎng)護(hù)對(duì)策的養(yǎng)護(hù)費(fèi)用現(xiàn)值并對(duì)養(yǎng)護(hù)效益作出估算，以便給養(yǎng)護(hù)投資計(jì)劃提供依據(jù)，也便于做好養(yǎng)護(hù)資金規(guī)劃。例如，可采用凈現(xiàn)值指標(biāo)（如下式所示）或內(nèi)部收益率指標(biāo)等做優(yōu)先投資依據(jù)，凈現(xiàn)值大或內(nèi)部收益率高的養(yǎng)護(hù)項(xiàng)目可優(yōu)先考慮投資。

式中，NPVijt為路段i用養(yǎng)護(hù)措施j在t年產(chǎn)生的累計(jì)效益凈現(xiàn)值；t為分析年限；k為車輛類型（大、中、?。籑Cijt為路段i用養(yǎng)護(hù)措施j在t年養(yǎng)護(hù)時(shí)所對(duì)應(yīng)的大中修費(fèi)用；AADTk為各類車輛的年累計(jì)交通量；Li為路段長(zhǎng)度；UCud為不養(yǎng)護(hù)時(shí)的用戶費(fèi)用；UCdo為養(yǎng)護(hù)后的用戶費(fèi)用； （1＋r）t為折現(xiàn)系數(shù)。

為做好養(yǎng)護(hù)規(guī)劃編制，我們應(yīng)對(duì)以下模型及相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行分析（見表1）。

對(duì)于各路段的具體養(yǎng)護(hù)方案應(yīng)具體問題具體分析，得出適合該路段的費(fèi)用效益最佳方案。

總之，應(yīng)通過綜合預(yù)測(cè)路段全壽命周期成本，靈活科學(xué)地設(shè)計(jì)養(yǎng)護(hù)方案，以相對(duì)小的成本獲得較大的效益，編制出具體高速公路未來幾年的養(yǎng)護(hù)管理、投資管理規(guī)劃。

表1 分析模型與分析內(nèi)容

4 河北省青銀高速公路路面2010-2014年養(yǎng)護(hù)規(guī)劃編制實(shí)例

對(duì)青銀高速公路近幾年檢測(cè)結(jié)果的總結(jié)分析表明，青銀高速公路一直保持較高的養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。青銀高速公路（河北段）在2009～2010年對(duì)其病害相對(duì)較多路段進(jìn)行了養(yǎng)護(hù)維修罩面治理后，目前路面總體狀況表現(xiàn)優(yōu)良，同時(shí)針對(duì)路基、沿線設(shè)施養(yǎng)護(hù)工程的各項(xiàng)相關(guān)指標(biāo)絕大部分表現(xiàn)優(yōu)良。但是隨著使用年限的增加，根據(jù)目前的路面狀況和交通量增長(zhǎng)情況分析，預(yù)計(jì)今后幾年中，在路面養(yǎng)護(hù)方面的投入將會(huì)增大。因此制定合理的養(yǎng)護(hù)規(guī)劃，對(duì)于保證青銀高速公路高質(zhì)量的運(yùn)營(yíng)服務(wù)很有意義。

4.1 總體思路

由于青銀高速公路2010年剛完成部分路段病害的治理及罩面，所有技術(shù)指標(biāo)較高，所以在相應(yīng)養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)下，PCI、RQI及其他指標(biāo)維持在當(dāng)前水平即可。結(jié)合目前道路實(shí)際病害狀況，今后5年（2010-2014年）應(yīng)進(jìn)一步對(duì)典型的抗滑不足路段、車轍路段和縱縫路段進(jìn)行治理。按照設(shè)計(jì)規(guī)范中設(shè)計(jì)年限的定義，在設(shè)計(jì)年限內(nèi)允許進(jìn)行一次恢復(fù)路表功能的維修罩面，因此在治理病害后應(yīng)對(duì)相應(yīng)路段進(jìn)行罩面，五年內(nèi)最終完成青銀高速公路整體中修罩面，這是總體養(yǎng)護(hù)規(guī)劃思路。此規(guī)劃的實(shí)施，既能合理分布資金和治理病害，又能使青銀高速公路養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)維持在目前的較高水平。

4.2 5年養(yǎng)護(hù)規(guī)劃的編制

根據(jù)養(yǎng)護(hù)規(guī)劃編制需要考慮的內(nèi)容，結(jié)合青銀高速公路具體技術(shù)狀況檢測(cè)結(jié)果與分析，對(duì)其使用性能進(jìn)行分析與評(píng)估，對(duì)未來養(yǎng)護(hù)需求、交通量和病害發(fā)展的趨勢(shì)及高速公路的長(zhǎng)期使用性能進(jìn)行科學(xué)預(yù)測(cè)，選擇最適合的養(yǎng)護(hù)方式，最后完成未來5年養(yǎng)護(hù)規(guī)劃的編制。

結(jié)合青銀高速公路技術(shù)狀況分析得出：首先需要治理的是影響行車安全的抗滑不足路段，其次是部分路段基層已產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性損壞的縱縫病害段，再次是車轍路段及平整度差的路段（此二種病害目前較輕）。在這五年內(nèi)，最終完成一次全路段的整體中修罩面。

總之，應(yīng)通過綜合預(yù)測(cè)路段全壽命周期成本，編制出青銀高速公路未來5年（2010-2014年）的養(yǎng)護(hù)投資規(guī)劃及投資估算表（此處略）。

5 結(jié)語

本文根據(jù)所研究的高速公路各項(xiàng)相關(guān)指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果，分析候選路段各項(xiàng)路況指標(biāo)的衰減程度，并基于路網(wǎng)交通量分布情況及具體高速公路各路段之間的輕重、緩急權(quán)重系數(shù)，通過科學(xué)的養(yǎng)護(hù)投資安排、養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)選擇，提出合理的長(zhǎng)期投資規(guī)劃，制定優(yōu)化養(yǎng)護(hù)資金的使用方案，降低全壽命周期費(fèi)用成本。同時(shí)，養(yǎng)護(hù)規(guī)劃對(duì)出現(xiàn)的路面病害可以提出相應(yīng)的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)方案及維修措施，做到早診斷、早預(yù)防、早治理；對(duì)公路的預(yù)防養(yǎng)護(hù)可以做到針對(duì)性、合理性和經(jīng)濟(jì)性，所做出的養(yǎng)護(hù)決策和養(yǎng)護(hù)規(guī)劃，可以有量化結(jié)果，使養(yǎng)護(hù)工作變被動(dòng)為主動(dòng)。希冀本文相關(guān)研究?jī)?nèi)容對(duì)本行業(yè)相關(guān)工作起到積極的指導(dǎo)和借鑒作用。

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