高速公路路面養護決策運用

王超

摘? 要：據統計，截至二〇二〇年底我國高速公路總通車里程約為十六萬公里，已接近美國高速公路總里程。隨著高速公路交通流量的持續增長，對于高速公路的養護體量也不斷增長，導致高速公路的老齡化比例居高不下，為了充分發揮高速公路使用性能，對于高速公路養護工作的重要性逐漸凸顯。本文通過對我國高速公路發展現狀，分析了高速公路路面的病害成因，對高速公路路面養護的決策提出了些許參考建議和意見，僅供參考。

關鍵詞：高速公路;路面養護;養護方案;養護管理;決策運用

引言：《交通強國建設綱要》中明確要求，對于交通的建設要從“保持良好技術狀況”轉變為“提升本質安全水平”，明顯突出了養護工作的重要所在。對于高速公路，其所地處的地質情況、自然環境以及交通量的大小均存在較大差異，而且我國目前尚未制定統一的關于高速公路養護的技術標準或規范，因此本文將對高速公路的主管部門以及具體的養護部門等決策工作具有一定的意義。

一、我國高速公路發展的現狀分析

我國高速公路建設雖然起步相對較晚，但整體發展較快。一九九八年至今在國家積極的財政政策推動下，我國高速公路發展非常迅速，截至二〇二〇年底我國高速公路總通車里程約為十六萬公里，規模并仍在逐漸擴大。

1、高速公路路面特征

高速公路路面結構一般是由面層、基層、底基層及摯層組成。面層結構的強度及剛度均要足夠強，具有較好的水穩定性、溫度穩定性，還需有抗變形的能力，此外抗滑性、平整度也應良好。

2、高速公路路面的主要病害

（1）瀝青路面：我國對瀝青路面的研究起步比較晚，可以按孫立軍教授的分類方法，將將瀝青路面的病害分為裂縫、變形、表面損壞和水損壞四大類。對于早期破壞以水破壞的性質最為嚴重，其本身空氣率大、壓實度不夠充足、分布不均勻是水破壞產生的首要原因。對于水破壞的預防工作，就是及時排水的工作，要確保路面結構層所滲入的水得到第一時間的排出。

（2）水泥混凝土路面：其可分為接縫破壞、混凝土面板損壞兩大破損類型。對于混凝土路面的病害主要是路基壓實度不足、氣象條件、施工質量、路面結構形式以及水破壞。水泥混凝土路面應重視基層材料的剛度、強度以及水溫穩定性，同時要對其路面機構的組合設計、防水處理等加強重視程度。

二、高速公路路面養護決策研究現狀

現階段，世界對于路面養護決策，主要是通過路面管理系統對高速公路路面進行統籌安排及輔助決策。路面管理系統主要包括：路面數據采集及養護決策優化系統;路面使用性能評價、路面使用性能預測及資金分配模型等。

目前存在的主要問題：由于我國早期路面結構、施工水平、材料質量以及養護水平均不如現今水平，所以導致對于路面的實用性能預測的衰變率存在明顯差異，所以我們必須對高速公路提出全新的路面衰變模型。另一方面，我國大部分瀝青路面的高速公路一直以養護干預其使用壽命，而關于性能預測模型中對于養護后的路面衰變研究甚少，所以我們還需研究更加符合實際的高度公路路面使用性能的衰變規律。于此之外，雖然現在很多的數學方法精準度很高，但是在建立模型時，其穩定性以及可解釋性仍需進一步的研究。

三、高速公路路面養護決策運用分析

1、關于基年養護的需求分析

首先，依據現有高速公路的位置、作用、路齡及交通量等因素，并考慮養護決策優化的求解規模，合理選擇研究對象，并根據路面的使用性能評價的相關結果，路面組合狀態的劃分標準對選取道路進行統計計算。在此，根據各個線路歷年的路面檢測數據，確定其轉移概率矩陣，可以利用馬爾可夫模型，對所需要的各項指標的進行計算以得出轉移概率。最終，得出基年養護需求量。

2、高速公路路面養護決策

首先對路面養護的重要性進行排序：綜合考量路面的使用性能相關指標、路齡、交通量以及道路在其路網中的地位及作用進行影響排序，最終可以得出線路在路網中的地位、作用。其次，要對高速公路路面養護的資金分配進行優化。第一步是要建立關于其養護資金的分配模型，而對于模型的建立必須要確定有關模型建立的參數取值?，F實工作中，對于養護費率的確定相對困難，因為我國至今為止還沒有發放過統一的關于養護技術的規范或者定額，不同地區及路段的養護費均存在較大差異。我們在計算時要調取并考慮各線路歷年的養護費情況，在結合國內其他高速公路的相關資料及數據，對其參數取值綜合考慮。通常我們可以采用線性規劃核心算法對高速公路路面決策養護資金落實其財政規劃以及項目規劃的相關問題，對模型進行優化的同時運用計算機對其模型進行編程求解，一般情況下迭代20次即可得到一個理想化的可行解（在允許誤差的范圍之內）。對于規模大、未知變量多并且對于最優解很難實現，可以根據決策的需求對模型進行多次迭代，其可行解可視為其模型優化解。

對路網養護的需求分析需要依靠對路面的檢測基礎數據分析完成，通過對高速公路的路面評價及預測得出養護的需求量，是對高速公路路面養護決策的制定提供最最基礎的數據依據。傳統意義上的養護，基本是通過養護工程師的實地考察來安排養護措施及養護周期，主觀性過強，但隨著路面檢測技術的高速發展，對于路面的檢測更加系統，同時增加了客觀性，是對日后路面養護作出科學合理決策的保障。在決策中可以充分利用決策樹及排序法等決策方法，首先決策樹分析問題較為全面，并且簡單直觀;排序法通過經濟參數與性能參數兩大方面進行排序，也是應用較多的決策方法。

3、預防性養護新技術

所謂的預防性養護，是在路面狀況相對良好的情況之下，基于費用與效益而對道路展開的有計劃的養護策略。預防性養護技術尚歸為以下四類：改性瀝青混合料罩面技術、SMA混合料罩面技術、預防性養護“瀝再生”技術以及乳化瀝青稀漿封層的應用。預防性養護一方面可以減少高速公路路面的破壞速率，另一方面可以大大降低水分進入路面機構的幾率，同時可以及時糾正路面平整度以及非荷載性的破壞等。預防性養護可以有效促進高速公路養護資金的合理利用，對養護決策的確定有利。

4、MapGIS高速公路養護決策系統的建設

GIS是一門擁有強大分析功能和可視化功能，利用范圍非常廣泛的新興學科。通過GIS可以實現關于高速公路相關的各屬性要素與空間圖形的有機融合，實現高速公路養護的可視化和智能化。MapGIS高速公路養護決策系統的建設的目標就是要利用網絡與GIS的相互融合，實現養護決策所需的集地理位置、空間范圍、道路屬性為一體的科學數據決策系統。它的建立不僅對養護決策起到關鍵性的作用，更是為百姓出行夯實基礎。

結語：高速公路是經濟發展的大動脈，而我國在這條路上已經走出了令人矚目的腳印，將其養護的管理設計做好才能使高速路面的正常使用性能得以保障，同時也是提高其經濟效益的前提條件。交通量越大，通車的時間越長，就更需要通過道路養護來延長高速公路的使用壽命。所以我們需要在實踐的過程中，從認識-總結-創新-提高，要在此道路上不斷前行，以實現高速公路為社會服務能力的不斷提升。

參考文獻

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