路面管理系統的發展現狀及存在的不足綜述

何俊儀

(重慶交通大學土木工程學院 重慶 400074)

前言

公路建設是我國的基礎建設，經過幾十年的發展，現如今已基本實現全國主要城市的全方位覆蓋。路面管理系統涉及較廣，目前還沒有一個明確的定義。路面管理系統是通過系統分析的方法，綜合考慮技術、經濟、社會和政治等方面因素，協調各項路面管理活動，促使路面管理過程系統化[1]。路面管理系統是一項綜合道路工程、系統工程、經濟分析、檢測技術和計算機應用的成套技術。路面管理系統的原理是把整理成型的客觀事物抽象成概念模型，再轉化成計算機模型的過程，最終實現對路面良好管理的目的。

一、路面管理系統的組成

路面管理系統一般由數據管理系統、路面性能評價、路面性能預測和路面養護決策四部分組成，如圖1所示。

圖1 路面管理系統

(一)數據管理系統

在對路面進行檢測過程中，會得出很多測定的各項數據，這些數據可能是通過不同的方法得到的，有些數據有效，有些無效，而路面管理是建立在正確的數據之上的，需要把得到的各種數據進行篩分，丟棄不符合要求的數據，以確保數據的正確性，這是一項巨大的工程，因此需要對數據進行管理。通常，數據管理系統包括數據采集和數據庫管理兩方面。

有效且真實的數據是路面管理系統順利實施的重中之重。首先采用正確的方法進行數據收集，再根據路段的屬性選擇適合的性能評估模型，對其進行分析評價，并做出判斷結果。根據所得的結果，分析判別哪些路段需要整修或養護以及采用何種方式才能收獲最大的效益。為了得出路面性能評價結果，需要采集的路況數據包括平整度、路面損壞、結構承載力和抗滑能力這四個方面。同時，對路面交通特性數據的采集也是進行正確評價的重要要素。只有路況數據與交通數據完美結合，才能對路面預測得出正確的結果。

在獲得大量的數據后，需要根據道路的實際情況及現行標準對數據進行加工分析，針對不同的數據設置對應的參數，方便系統能更快的進行統計、分析，在此基礎上建立了數據庫。數據庫管理有數據輸入、數據查詢、數據統計分析、為網級系統提供決策數據和為項目級系統提供工程分析數據的功能。

(二)路面性能評價

基于采集的路面數據，對其進行路面使用性能評價，判斷道路狀況是否滿足使用者的期望。《公路技術狀況評定標準》中，路面使用性能評價有五個單項指標：路面損壞狀況指數PCI、行駛質量指數RQI、車轍深度指數RDI、路面抗滑性能指數SRI、路面結構強度指數PSSI。路面使用性能評價指標分為單項評價指標和綜合評價指標。單項評價指標是對路面的某一方面特性進行評價，如路面結構承載力、車轍、損壞狀況、行駛質量、抗滑性能等。綜合評價指標是在其基礎上，考慮到各單項指標對道路總體水平的不同影響程度，為其分配不同的權重值，然后各指標與其權重系數組合得到，綜合評價指標評價路面使用性能的綜合狀況，并作為網絡級項目養護與維修順序的判定依據。

(三)路面性能預測

為了得出具有顯著效益的切實可行的執行方案，預先估計路面使用性能的各項指標在不同的外部條件下隨時間變化規律需要為預估建立的關系式，這被稱為路面使用性能預測模型。通過建立預測模型，能計算出道路在滿足長期服務的條件下所花費的最少養護費用，為決策者提供最具有價值的養護方案。

目前，高速公路瀝青路面使用性能預測模型主要分為確定型模型、概率型模型、神經網絡模型和灰色預測模型。其中，確定型模型的主要特點是預測結果確定，又分為經驗型、力學型和力學經驗型。經驗型模型是以與路面性能相關的要素為研究對象，利用相應分析方法對路面性能與該項因素的相關關系進行刻畫，并從中選出較為代表性的要素來對高速公路瀝青路面進行性能分析。力學型以彈性理論作基石，主要借助力學分析，對路面荷載作用下的路面受力情況進行分析，尋找路面結構的合理設計。力學經驗型將力學計算的準確性與經驗模型的客觀性相結合，形成了一種可實施性強的路面性能預測模型，如路面性能評價系統PWRS和路面性能數學模型MMOPP。

二、存在的問題

經過五十多年的發展，路面管理系統已取得了相當的規模，現已在世界大部分國家和地區得到應用。但是，現在路面管理系統還不夠完善，仍存在一些問題，需要更進一步的改進和提高。

(一)數據采集與處理

有效的數據是路面管理系統實施的關鍵，而我國路面的數據采集及處理一直以來就存在著較大問題。一方面，在進行路面數據采集時，還存在著傳統的采集方式—人工目測，來判斷路面破壞的類型及損壞的嚴重程度，這種人工評判是片面的，對于同一路段，不同的檢測人員會根據自己的經驗對同一種破壞做出不同程度的檢測結果，這樣得出的結果沒有真實性，不存在參考價值。另一方面，我國路況數據的采集手段較為落后，再加上在數據采集時所花費的的時間不一定滿足規范要求，可能導致關鍵數據的遺漏或精度值差，不能作為分析參考，很難建立切實有效的管理系統，不利于路面管理系統的全面發展。傳統的路面管理系統對路段采用等長或變長分段法進行劃分。

(二)模型缺乏地域獨特性

路面管理系統中會引入很多的預測模型，這些模型的建立主要采用的是力學法、經驗力學法和回歸分析法。模型中的很多參數的取值具有同一性，沒有根據不同地域的特性建立具有地域特征的預測模型。同時，模型本身也存在許多的不足，需要不斷改進及優化。我國的模型很多都是基于國外的模型發展的，在借鑒國外成熟經驗的同時，我們也發現，國外的性能模型是以其本地的高速公路路面的結構、地理環境為基礎建立的，符合該地區的地域屬性特征，具有獨特性。我國并不能直接引用國外的性能模型，用于國內的高速公路路面管理系統中[2]。

(三)評價指標缺乏標準化

指標評價在管理系統中是非常重要的一步，它關系著管理人員的決策是否能實現資源最優化配置的效果。在指標評價過程中，需要結合各地區的實際情況加以評價，具體的情況具體分析，不要統一而片面的規劃，畢竟由于每個地方地面所處的環境條件、交通量、路面結構及類型存在明顯的差異，造成路面破壞的主要類型也就相應不同。

三、總結

路面管理系統是順應社會需求而快速發展起來的，是非常有用的現代綜合管理技術。它改變了傳統落后的公路管理模式，使公路管理決策更加科學化、客觀化和信息化[3]。路面管理系統發展到今天雖然還存在許多問題，但我們應樹立辯證、發展的眼光看問題，它會同其它新生事物一樣螺旋向上發展，最終會越來越迎合使用者的期望。隨著人們對路面管理系統的研究不斷深入，更多的新技術會用于路面管理系統中，最終必會不斷完善路面管理系統。