探討瀝青路面預防性養護管理決策流程的標準化

車萬鋒

（貴州省望謨公路管理段,貴州 望謨 552300）

0 引言

預防性養護管理決策是保證預防性養護順利實施的前提。現階段關于預防性養護未建立相關的標準及程序，相關部門管理決策存在隨意性和盲目性，導致預防性養護無法順利實施[1-2]。管理決策標準化能有效實現各種問題的規范化處理，獲得最佳經濟和社會效益。因此，積極開展普通公路瀝青路面預防性養護管理決策流程標準化研究具有重要意義。

1 瀝青路面預防性養護

預防性養護理念產生于20 世紀80年代，主要是指當路面結構產生輕微質量缺陷時，在不改變道路結構力學性能的前提下，選擇適當時機利用科學手段提高和保護道路路面結構使用性能的方式[3-4]。與常規養護方式相比，具有以下特征：①不改變道路結構強度，顯著提高路面使用性能；②在適當時機針對特定路面實施科學處理；③預防性養護能有效降低道路維護成本，最大限度提高養護投資效益。

預防性養護主要包含技術與管理兩部分，其中技術部分主要包含養護施工的材料、方法、配比等，管理部分包含“三個合適”的確定方式、資金運用、養護管理決策流程等[5]。

2 瀝青路面預防養護決策方法

瀝青路面預防性養護決策方法最早應用于AASHTO試驗路段，確定服務功能指數（PSI），實現了路面使用功能與相關技術經驗的相互融合。隨著研究的不斷深入，經濟分析法逐步被應用于預防性養護決策中，如全過程費用分析（LCC），實現了公路與用戶效益定量，隨后數學分析法、優化分析法陸續出現，使預防性養護方法愈加完善。現階段，常用的決策方式主要包括決策樹、排序法、優化決策法、人工智能法等。

2.1 決策樹

決策樹是利用樹狀圖形式將影響決策的各種要素展現出來，如公路等級、使用功能、質量缺陷等，通過圖形不斷發散，將各種要素逐漸細化，在分支端部位置標記合理的養護方案。通過該方法能夠直觀、清晰地了解養護決策情況，并能夠通過專家審核，兼顧區域特點，科學融合人們主觀思想，但分支標準較為絕對。

2.2 排序法

排序法基本流程為：確定項目養護時機→結合投資、病害等相關因素確定指標順序→統計各項目投資、病害情況→結合統計信息對各項目實施決策排序。該方法通常利用使用功能、經濟指標，其應用范圍較小，僅能適用于項目級，忽視各項目之間的效益及運營時機，且存在區域性限制。

2.3 優化決策法

優化決策法具體指的是在特定環境狀況下以最小的投資實現功能及效益最大化的路面養護方法，涉及項目全壽命周期，可有效應用于路面管理系統中。目前，該方法主要包含動態優化法和靜態優化法兩種形式。其中，靜態優化法主要是依據路面養護后其使用性能變化情況，針對不同的養護方案進行科學排序，并對各種方案投資及效益實施綜合對比，從而確定最佳的養護方案。而動態優化法則是根據最優策略由最優子策略決定的原則，對相關問題進行層層分解，形成若干子問題，從而使問題簡單化，然后通過特定方式將所有子問題全部處理，找出所有子問題中最佳處理策略，即為原始問題的最佳處理策略。

2.4 人工智能法

人工智能法包含內容較多，具體包含模型法、神經網絡法和遺傳算法等。

3 預防性養護管理決策標準化流程的建立

預防性養護作為公路工程新型養護理念，是一門綜合性學科。不僅包含完整的養護理念，而且確定了實現該理念的具體應用[6]。其管理決策是一項系統性工作，涉及環節較多，包含路況檢查、評估、預測、確定養護路段、確定養護措施、確定養護時機、資金分配、效果檢測、跟蹤監測等，各環節存在特定規律及排序。對管理決策環節實施優化和完善，并制定出標準化的管理決策流程，具體如圖1 所示。

圖1 普通公路瀝青路面預防性養護管理決策標準化流程

公路工程預防性養護經費主要通過兩種渠道獲得：①專撥。由上級主管部門直接下發至養護管理部門，專門用于道路預防性養護，圖1 標準化流程根據此方式制定；②混撥。即上級部門將道路養護全部資金一次性下發至養護管理部門，由管理部門根據相關標準合理分配，自主確定預防性養護所需資金。實際資金分配決策時，管理部門可結合具體狀況，對圖1 管理決策流程實施適當調整。此外，交通運輸部針對預防性養護做出了普通公路年均養護里程不低于5%的規定。因此，不管采用何種資金撥付方式，每年分配的預防性養護資金均應滿足上述規定，并結合具體情況逐年提高，以有效擴大預防性養護應用范圍。

4 預防性養護管理決策標準化流程實施方法

4.1 路況檢查與評估

對公路工程路面質量實施檢查與評估，應嚴格按照《公路工程質量評定標準》（JTGH20—2007）執行，其具體檢測項目主要包含承載性能、平整度、車轍、破壞形式及抗滑能力五個方面。

4.2 路況預測

預防性養護主要是在道路產生質量病害前實施的標準化控制措施，判定路面是否需要預防性養護及確定最佳養護時機均需在完成路況預測的前提下進行。

（1）路況預測形式多種多樣，在判定路面是否需要預防性養護時建議運用灰色預測方式，主要是由于該方法對數據要求不太嚴格，符合普通公路檢測評定數據不足的現狀[7]。

（2）灰色預測全過程檢驗及殘值糾偏等方法能有效提升其短期預測準確度。在確定道路是否需要進行預防性養護時，通常只需要短時間內的預測結果，期限不超過5年，采用此預測方式完全能夠達到標準要求。

（3）針對中長期預測，灰色預測方式精確度不太理想，確定預防性養護時間超過5年，采用該理論進行預測結果準確性較低。而我國的路面狀況指數PCI 及國外平整度指數IRI 經驗型模型預測效果較好，符合中長期預測的標準要求。因此，確定預防性養護時機建議選用上述兩種方式進行預測。

4.3 初步篩選預防性養護的路段

為準確判定路面是否需要預防性養護，我國個別省份專門制定了相關評定標準，針對適合與不適合預防性養護路況進行了詳細規定。

結合路況檢查情況，并參考預防性養護技術評定標準，初步篩選出需要實施預防性養護的路段。

4.4 確定需要開展預防性養護的具體方法

現階段，針對瀝青路面預防性養護的方法較多，主要包含稀漿封層、薄層罩面、微表處、瀝青灌縫、碎石封層、霧封層等，各項技術針對的質量缺陷形式不同，其使用條件也存在顯著差異[8]。

結合檢查評定結果確定瀝青路面的主要質量缺陷，借鑒不同國家和地區預防性養護方案選擇方式及程序，確定各路段需采取的具體養護措施。

4.5 遴選最佳預養時機為下一年的路段

預養時機直接決定路面養護成本和質量。目前，常用的判定預養時機的方式主要包括運行質量及破壞指數法、優化決策法、排序法、決策樹法、效果費用評價法等幾種形式。而效果費用評價法從預防性養護的技術性及經濟性兩個方面，按照最優性價比原則選擇最佳養護時機，程序簡潔，功能齊全，能夠通過編程手段簡化計算流程，是選擇預養時機最有效手段。通過對初選預養路段養護時機的計算，確定出最佳預養時機為下一年的路段。

4.6 預防性養護費用預算、申報、審核及撥付

結合確定出的最佳預養時機為下一年的路段及制定的針對性養護措施，能夠科學計算出下一年預養費用，便于相關部門全面了解預養資金需求，作為后續資金分配的依據。

相關部門計算出所需的預防性養護費用后，按照資金申報程序進行申報，上級部門仔細核算后進行預養經費的撥付，或統一撥付后由管養部門合理分配。

4.7 確定下一年開展預防性養護的路段，并制定年度整體養護計劃

現實狀況下，無論采取何種資金撥付方式，預防性養護所需的實際費用均遠遠超過相關部門撥付的養護資金。因此，必須結合資金撥付情況及路況綜合檢查評定結果，合理進行資金配置，確保將其用到最適合實施預防性養護的路段，實現投入最小化、效益最大化的目標[9]。

具體實施時可借鑒如下方法：①統籌各路段具體路況，結合道路等級、運營能力、實際通行量、路用性能、經濟及社會效益影響等各方面因素，按照重要程度對最佳預養時機為下一年的路段實施科學排序，根據排序結果采用逐次累加的方式合理分配預防性養護資金比例；②具體實施時，應嚴格遵循累加總體費用稍低于下一年預養計劃投資費用的原則，并確定出下一年預養路段、具體措施及資金，制定年度整體養護計劃。

4.8 預防性養護的實施、效果檢測與跟蹤觀測

開展預防性養護前，應結合路況檢查結果，對存在的路面質量缺陷實施全面處理，以確保預防性養護措施的科學性、有效性，待所有質量缺陷處治合格后再開展預防性養護[10]。

預防性養護必須嚴格按照標準化施工工藝流程進行，確保施工質量滿足規范及設計標準要求。同時，在具體實施時，應充分考慮季節性因素的影響，盡可能避開雨期和冬期施工，以免影響養護質量。待預防性養護結束后，應對養護質量進行檢測，確保滿足規范及設計要求，并對其后續質量發展情況實施動態化跟蹤監測。

4.9 預防性養護評價

預防性養護評價主要是針對養護效果、決策手段、經濟效益、社會效益等實施的綜合性評價，是公路工程預防性養護管理系統中最關鍵的環節。具體包含以下兩個方面：

（1）工程技術評價。對預養前后道路相關技術指標及路用性能實施比較，對其使用成效進行評價。

（2）管理技術評價。該環節主要針對養護措施合理性、時機確定合理性、路段選擇合理性以及資金分配合理性等實施評價。而對于社會、經濟效益方面要求較低。同時，還要全面總結預防性養護經驗和教訓，以便為后續類似工程養護提供參考。

5 結論

綜上所述，該文通過對瀝青路面預防性養護管理決策流程標準化探究，分析了預防性養護管理決策方法及過程，制定了普通公路瀝青路面預防性養護管理決策的標準化流程，彌補了當前預防性養護管理決策盲目性、隨意性的弊端，為相關部門開展預防性養護決策提供理論依據。同時，通過對標準化流程使用方法及注意事項的闡述，進一步提高了該流程的可行性，有效保證瀝青路面預防性養護的順利開展。