高速公路路面養護規劃編制技術研究

張秀山

（河北省高速公路青銀管理處，河北 石家莊市 050021）

高速公路路面在經過一段時間運行后，會普遍出現一定數量的橫縱向裂縫、網裂和沉陷唧漿等路面破損，以及車轍、抗滑性能衰減快、彎沉大和整體強度不足等典型病害，并且隨著使用年限的延長，這些病害將進一步發展。如何利用先進手段，準確地判定路面技術現狀，提出科學有效的維修方案和預防性養護措施，對于改善道路運營環境，延長道路使用壽命，降低運營成本將有著重要的現實意義。

因此，養護工作一定要重視預防性養護理念，強化全壽命維護成本最低的意識。本文重點是通過對相關公路技術狀況MQI全面詳盡的檢測評價，為高速公路養護規劃提供基礎性依據，根據所分析的公路技術狀況和養護維修歷史，科學預測其未來幾年（一般3到5年）相關使用性能、養護需求、資金需求和投資效益等關鍵因素的時間序列變化趨勢，通過科學地養護投資安排和養護標準選擇，提出合理的中長期投資規劃，優化養護資金使用方案，降低全壽命周期費用成本，提高公路的服務水平。

1 養護規劃主要考慮因素

養護規劃的編制應以具體的高速公路為單位，依據近幾年連續評定的路面技術狀況檢測結果，對其使用性能進行分析與評估，通過對典型病害的專項檢測及成因分析，對未來養護需求、交通量和病害發展趨勢及高速公路的長期使用性能進行科學預測。具體考慮因素有：根據路面狀況檢測結果，對瀝青路面的各種病害采用適宜的方式進行處理；通過經濟和使用效果的對比，選擇最適合的養護方式，并控制好養護質量，保證路面養護措施發揮最大效益。

2 編制養護規劃需要樹立的理念

2.1 樹立預防性養護新理念

路面預防性養護有別于傳統的道路養護理念，主要有兩個方面的要求：一是讓道路系統的良好狀態保持更長時間，延緩破壞的產生，在不增加結構承載能力的前提下改善系統的功能狀況；二是在適當的時間，將適用的措施，應用在適宜的路面上。核心是要求采用成本效益最佳的養護措施，強調養護管理的計劃性、主動性。根據相關新標準規范的要求，必須牢固樹立預防性養護理念，在公路通車以后即開始預防性養護，在病害未產生或病害早期進行處治，避免病害的進一步擴展，從而達到節約養護費用、提高養護質量、維護好公路技術狀況和延長使用壽命的目的。

2.2 預防性養護不能代替大中修

盡管預防性養護在路面維護系統中占有重要地位，但預防性養護不能代替大中修，有了預防性養護同樣需要大中修和重建活動。因此，一個全面的路面維護系統應該包括預防性養護、小修和大中修活動，這是由路面的使用性能決定的。不同的性能期，應采用不同的養護維修對策。預防性養護只適合于路面結構性能良好和路面破壞不太嚴重的情況，當路面破壞嚴重和結構強度不足時，則需要銑刨、重新罩面或補強。

3 養護規劃編制的具體研究內容

養護規劃編制策略是根據現有的高速公路養護技術狀況，科學預測未來幾年內某具體高速公路的使用性能、養護需求、資金需求和投資效益等關鍵因素的時間序列變化趨勢，通過科學地養護投資安排、養護標準選擇，提出合理的長期投資規劃，優化養護資金的使用方案，降低全壽命周期費用成本，提高公路的服務水平。

目前，管理部門仍根據所做的工作類型對養護工作劃分優先次序，這就導致了類型相似的工作具有相同的優先等級。但實際上，不同結構中類似的損傷可能帶來不同的結果，這取決于下列因素：車輛荷載的類型和大??；環境特征，是否有其他可供選擇的路線。因此養護需求的優先權應該各不相同，以便充分地考慮這些結構的特定因素。為滿足該要求，可采用一種基于風險分析的方法對養護需求劃分優先次序。使用這種方法時，首先應確定若在短期內（即5年）未針對養護需求作任何工作可能發生的風險事件，然后根據風險的類型和等級確定養護需求的優先級別。基于風險對養護需求劃分優先次序時，必須先對風險劃分優先次序。由管理部門的養護目標可以看出，安全性具有最高的優先權；第二位是路網功能性的優先權，因為交通延誤引起的損失一般都遠大于養護的直接費用；持續性的優先權排第三位，環境因素的優先權是第四位。

養護的目的不僅僅是為了修復路況，維護和恢復達到行車所必需的服務水平，而應是更好地適應交通量的增長，滿足對其較好服務水平的需求。確定養護工作的范圍后，如果資金有限，那么就應該對養護項目進行排序，主要采用的方法為成本效益分析方法。

在確定養護投資的優先級時，應從兩個方面考慮：一要考慮優先養護哪一個路段可以產生最大的經濟效益，或者是在一定的養護資金限制下，應優先養護哪些路段可以保證整個公路網處于最佳的服務水平；二要考慮優先采用哪一種養護對策可以達到最高的社會價值和效益成本比，并維持較好的服務水平。而且，由于養護需要投資，必然存在一定的風險，決策者有必要進行公路養護費用-效益分析。公路養護費用效益分析的目的是計算路網內各養護路段或不同養護對策的養護費用現值并對養護效益作出估算，以便給養護投資計劃提供依據，也便于做好養護資金規劃。例如，可采用凈現值指標（如下式所示）或內部收益率指標等做優先投資依據，凈現值大或內部收益率高的養護項目可優先考慮投資。

式中，NPVijt為路段i用養護措施j在t年產生的累計效益凈現值；t為分析年限；k為車輛類型（大、中、?。?；MCijt為路段i用養護措施j在t年養護時所對應的大中修費用；AADTk為各類車輛的年累計交通量；Li為路段長度；UCud為不養護時的用戶費用；UCdo為養護后的用戶費用； （1＋r）t為折現系數。

為做好養護規劃編制，我們應對以下模型及相關內容進行分析（見表1）。

對于各路段的具體養護方案應具體問題具體分析，得出適合該路段的費用效益最佳方案。

總之，應通過綜合預測路段全壽命周期成本，靈活科學地設計養護方案，以相對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護管理、投資管理規劃。

表1 分析模型與分析內容

4 河北省青銀高速公路路面2010-2014年養護規劃編制實例

對青銀高速公路近幾年檢測結果的總結分析表明，青銀高速公路一直保持較高的養護標準。青銀高速公路（河北段）在2009～2010年對其病害相對較多路段進行了養護維修罩面治理后，目前路面總體狀況表現優良，同時針對路基、沿線設施養護工程的各項相關指標絕大部分表現優良。但是隨著使用年限的增加，根據目前的路面狀況和交通量增長情況分析，預計今后幾年中，在路面養護方面的投入將會增大。因此制定合理的養護規劃，對于保證青銀高速公路高質量的運營服務很有意義。

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，所有技術指標較高，所以在相應養護標準下，PCI、RQI及其他指標維持在當前水平即可。結合目前道路實際病害狀況，今后5年（2010-2014年）應進一步對典型的抗滑不足路段、車轍路段和縱縫路段進行治理。按照設計規范中設計年限的定義，在設計年限內允許進行一次恢復路表功能的維修罩面，因此在治理病害后應對相應路段進行罩面，五年內最終完成青銀高速公路整體中修罩面，這是總體養護規劃思路。此規劃的實施，既能合理分布資金和治理病害，又能使青銀高速公路養護標準維持在目前的較高水平。

4.2 5年養護規劃的編制

根據養護規劃編制需要考慮的內容，結合青銀高速公路具體技術狀況檢測結果與分析，對其使用性能進行分析與評估，對未來養護需求、交通量和病害發展的趨勢及高速公路的長期使用性能進行科學預測，選擇最適合的養護方式，最后完成未來5年養護規劃的編制。

結合青銀高速公路技術狀況分析得出：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生結構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，最終完成一次全路段的整體中修罩面。

總之，應通過綜合預測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）的養護投資規劃及投資估算表（此處略）。

5 結語

本文根據所研究的高速公路各項相關指標檢測結果，分析候選路段各項路況指標的衰減程度，并基于路網交通量分布情況及具體高速公路各路段之間的輕重、緩急權重系數，通過科學的養護投資安排、養護標準選擇，提出合理的長期投資規劃，制定優化養護資金的使用方案，降低全壽命周期費用成本。同時，養護規劃對出現的路面病害可以提出相應的預防性養護方案及維修措施，做到早診斷、早預防、早治理；對公路的預防養護可以做到針對性、合理性和經濟性，所做出的養護決策和養護規劃，可以有量化結果，使養護工作變被動為主動。希冀本文相關研究內容對本行業相關工作起到積極的指導和借鑒作用。

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