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公路养护科学化决策技术在高速公路中的应用
2019年01月23日    阅读量:4097    新闻来源:沥青网 sinoasphalt.com  |  投稿

摘要:伴随着我国公路交通事业由建设为主向建养并重的转变,如何保持公路服务水平,减少公路资产损失,延长公路使用寿命,是当前道路工作者所面临的一项重要任务。本文对公路养护科学化决策的支撑技术进行了系统梳理,结合实施的高速公路路况检测和分析工作,对公路养护科学化决策的应用进行论述。

 

关键词:路面养护;科学化决策;路况快速检测系统

 

公路养护科学化决策技术在高速公路中的应用 中国沥青网,sinoasphalt.com

实行公路养护科学化决策,是最大限度地提高养护资金的使用效益,提升路况服务水平,不断的提升公路养护管理工作中的科技水平的必由之路中国沥青网sinoasphalt.com

 

需求背景

 

政策层面

 

2009年1月,燃油费税改革政策的正式实施,对公路养护资金的使用产生了巨大影响。各级公路管理部门申请养护资金时迫切需要科学合理的数据支撑和需求依据,以满足政府公共财政管理的客观需求。

 

管理层面

 

(1)科学的养护规划的缺乏以及养护计划的滞后,是我国公路养护所面临的一类通病。(2)相关的养护管理制度保障体系的缺乏,使得新技术的应用效果和使用效益并没有完全展现出来,进而很难满足公路养护管理的实际需求。(3)对科学化决策的认识不到位,科学决策技术体系是为了更好的辅助管理者进行决策而绝非替代管理者决策。

 

技术层面

 

传统以人工调查和主观判断为主的经验性养护决策形式,由于其检测手段的落后性以及决策的主观性,很难充分的提升养护资金的利用效率,进而降低了公路交通的服务水平和投资效益。尽管一些公路管理部门也组织开展了一些列卓有成效的自动化路况检测与评价工作,但由于受到识别技术相对落后、识别数据可靠性低以及历史数据挖掘不充分等局限性的影响,仍不足以为科学的制定中长期养护规划和养护计划提供详实的数据支撑。

 

目前公路养护科学化决策技术,主要包括自动化检测技术、数据处理与管理技术以及养护决策分析技术3大模块,具体由路况快速检测系统及其配套软化路面损坏识别系统CiAS(和网级养护科学决策的主要工具路面管理系统3个部分组成。

 

技术应用

 

本次高速公路路况检测时间在7~8月,利用自动化检测设备对3条路线、共计858km的路面技术状况进行了采集,检测指标包括路面破损、平整度、车辙,并同步采集道路前方图像。

 

检测数据评定

 

对检测数据进行技术状况评定,并按照不同的层次分类汇总统计,便于公路管理机构从路网总体、各管理单位、不同路面类型等方面掌握路况,指导制定养护策略和计划。

 

根据自动化路况检测数据反映,所检路段路面使用性能指数PQI平均值为90.2,评定为优等,优良路率为95.74%,次差路率为0.12%,满足《“十二五“公路养护管理发展纲要》中“高速公路平均路面使用性能指数PQI大于90”的要求。

 

本次检测3条路线路面技术状况水平差别较大,其中A路线路况水平最优,路面使用性能PQI均值92.8,评定为优;B路线路况水平次之,PQI均值91.8,评定为优;C路线路况水平最差,PQI均值88.8,评定为良。

 

各路面类型汇总,沥青路面的路况水平要明显优于水泥路面,沥青路面的路面使用性能指数PQI均值为93.0,评定为优;水泥路面PQI均值86.8,评定为良。由分项指标来看,沥青路面的路面损坏PCI均值和平整度RQI均值均要明显优于水泥路面。

 

路面病害分析

 

根据检测明细数据,从病害的角度对影响路况的各因素进行分析,为分析病害成因、找出影响路况的关键点、有针对性的采取处治措施提供支撑。

 

根据检测的病害明细数据,分析了各路面类型的典型病害,其中沥青路面的最主要病害是横向裂缝,占50.08%;水泥路面最主要病害是裂缝,占94.44%。

 

结合前方图像,对影响平整度的各因素进行分析,可以看出水泥路面的平整度较差是影响整体平整度水平的主要因素;从局部点上看,路面破损、修补不良、桥涵构造物及桥头跳车处平整度较差。

 

养护标准确定

 

本次检测高速公路路面损坏状况指数PCI平均值为88.1,优良路率为85.85%,次差路率为2.94%,路面行驶质量指数RQI均值92.2,优良路率97.41%,次差路率为0.43%,可见路网中路面损坏状况要次于平整度状况,应重点结合PCI的路况分布情况确定养护标准。路网中PCI处于80~90的累计分布在86.8%~53.6%,可通过分析高、中、低3个标准的大中修养护需求和预测路况水平选择最合适的养护标准。

 

(1)低标准/规范标准:《公路养护技术规范》,在吸收了目前在公路养护工作中各地已经应用成熟的技术和经验,也明确提出了适用于全国一般水平的公路养护标准。规范规定路面中修的养护标准为:在满足强度要求的前提下,高速及一级公路PCI=80或RQI=80,二级及以下公路的PCI=70或RQI=70,低于此标准即需要进行罩面工程或采取个别板块处治措施;规范同时要求在强度不满足要求的条件下,应采取大修补强措施以提高其承载能力。结合检测高速公路的路况水平,将规范标准做为低标准PCI/RQI=80。

 

(2)中标准:在《普通国道“畅安舒美”示范公路创建实施标准(试行)》中对大中修养护提出“对于PQI<70、PCI<70或PSSI<70的路段应实施大修,对于70≤PQI<85的路段可实施大修或中修,对于单位评定路段内路面车辙深度(RD)>15mm、行驶质量指数(RQI)<80或抗滑性能指数(SRI)<80的路段应实施中修。”的指导性标准,借鉴该标准做为中标准PCI/RQI=85。

 

(3)高标准。根据国检对路况指标的要求,对于路面损坏PCI和平整度RQI均值大于90的均评定为优,为满分路段,低于90分则按照差值进行扣分。为分析高速公路在国检的双优标准下的大中修养护需求,确定分析的高标准PCI/RQI=90。分别依据设定的标准对检测路网进行路面养护需求分析。

 

由分析结果可知,未来3年年平均大中修养护需求里程在220~510km之间,其中大修里程约占总里程的1%~7%,中修里程约占11%~24%,根据费用预测模型预测未来3年年平均大中修费用为1.86~5.92亿元。

 

若采用高标准,可知,至2016年路况水平将有较大幅度的提升,PQI由90.2提升至93.6,PCI和RQI指标也有大幅提升。可知,高标准下未来3年年均大中修比例达到29.72%,年均大中修费用达到5.92亿元,大中修比例和费用均过高,不建议采用。

 

若采用低标准或中标准,由下一年度的大中修比例分别为13.06%和16.88%,下一年度的大中修费用分别为1.86亿元和2.62亿元,相对较为合适。但从下一年度的预测路况来看,低标准下一年度路况水平基本维持在当前水平,还略有下降,采用中标准下一年度路况则明显提升,各分项指标也均维持在优等水平,因此在大中修费用差别不大的情况下,建议采用中标准,在满足部纲要要求年均大中修比例(含预防性养护)不低于17%的同时,有效的提升路况水平。

 

养护建议方案制定

 

根据检测数据进行养护需求分析,科学合理制定年度养护计划,提高养护资金的使用效率。根据本次检测结果,并综合考虑国家相关政策和规范要求、养护资金情况、交通量和预期服务水平等因素,结合道路前方图像核实,提出了2014年度的养护计划建议:中修里程为255.372km(上下行合计),大修里程为38.845km(上下行合计);中修养护费用为16276万元,大修养护费用为9898万元,养护费用总计为26174万元。

 

结语

 

(1)多功能路况快速检测装备及配套损坏自动识别成套技术,减少了人为因素的影响,保证了数据的精准度,极大的提高的路况检测工作的效率,是实现公路养护现代化管理的关键技术,在公路养护管理领域的应用具有广阔的前景。

 

(2)公路养护科学化决策,是提高养护管理工作的技术水平,优化公路养护资源,最大化的发挥公路养护资金社会效益的必由之路。


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