高速公路路面养护规划编制技术研究

张秀山

（河北省高速公路青银管理处，河北 石家庄市 050021）

高速公路路面在经过一段时间运行后，会普遍出现一定数量的横纵向裂缝、网裂和沉陷唧浆等路面破损，以及车辙、抗滑性能衰减快、弯沉大和整体强度不足等典型病害，并且随着使用年限的延长，这些病害将进一步发展。如何利用先进手段，准确地判定路面技术现状，提出科学有效的维修方案和预防性养护措施，对于改善道路运营环境，延长道路使用寿命，降低运营成本将有着重要的现实意义。

因此，养护工作一定要重视预防性养护理念，强化全寿命维护成本最低的意识。本文重点是通过对相关公路技术状况MQI全面详尽的检测评价，为高速公路养护规划提供基础性依据，根据所分析的公路技术状况和养护维修历史，科学预测其未来几年（一般3到5年）相关使用性能、养护需求、资金需求和投资效益等关键因素的时间序列变化趋势，通过科学地养护投资安排和养护标准选择，提出合理的中长期投资规划，优化养护资金使用方案，降低全寿命周期费用成本，提高公路的服务水平。

1 养护规划主要考虑因素

养护规划的编制应以具体的高速公路为单位，依据近几年连续评定的路面技术状况检测结果，对其使用性能进行分析与评估，通过对典型病害的专项检测及成因分析，对未来养护需求、交通量和病害发展趋势及高速公路的长期使用性能进行科学预测。具体考虑因素有：根据路面状况检测结果，对沥青路面的各种病害采用适宜的方式进行处理；通过经济和使用效果的对比，选择最适合的养护方式，并控制好养护质量，保证路面养护措施发挥最大效益。

2 编制养护规划需要树立的理念

2.1 树立预防性养护新理念

路面预防性养护有别于传统的道路养护理念，主要有两个方面的要求：一是让道路系统的良好状态保持更长时间，延缓破坏的产生，在不增加结构承载能力的前提下改善系统的功能状况；二是在适当的时间，将适用的措施，应用在适宜的路面上。核心是要求采用成本效益最佳的养护措施，强调养护管理的计划性、主动性。根据相关新标准规范的要求，必须牢固树立预防性养护理念，在公路通车以后即开始预防性养护，在病害未产生或病害早期进行处治，避免病害的进一步扩展，从而达到节约养护费用、提高养护质量、维护好公路技术状况和延长使用寿命的目的。

2.2 预防性养护不能代替大中修

尽管预防性养护在路面维护系统中占有重要地位，但预防性养护不能代替大中修，有了预防性养护同样需要大中修和重建活动。因此，一个全面的路面维护系统应该包括预防性养护、小修和大中修活动，这是由路面的使用性能决定的。不同的性能期，应采用不同的养护维修对策。预防性养护只适合于路面结构性能良好和路面破坏不太严重的情况，当路面破坏严重和结构强度不足时，则需要铣刨、重新罩面或补强。

3 养护规划编制的具体研究内容

养护规划编制策略是根据现有的高速公路养护技术状况，科学预测未来几年内某具体高速公路的使用性能、养护需求、资金需求和投资效益等关键因素的时间序列变化趋势，通过科学地养护投资安排、养护标准选择，提出合理的长期投资规划，优化养护资金的使用方案，降低全寿命周期费用成本，提高公路的服务水平。

目前，管理部门仍根据所做的工作类型对养护工作划分优先次序，这就导致了类型相似的工作具有相同的优先等级。但实际上，不同结构中类似的损伤可能带来不同的结果，这取决于下列因素：车辆荷载的类型和大小；环境特征，是否有其他可供选择的路线。因此养护需求的优先权应该各不相同，以便充分地考虑这些结构的特定因素。为满足该要求，可采用一种基于风险分析的方法对养护需求划分优先次序。使用这种方法时，首先应确定若在短期内（即5年）未针对养护需求作任何工作可能发生的风险事件，然后根据风险的类型和等级确定养护需求的优先级别。基于风险对养护需求划分优先次序时，必须先对风险划分优先次序。由管理部门的养护目标可以看出，安全性具有最高的优先权；第二位是路网功能性的优先权，因为交通延误引起的损失一般都远大于养护的直接费用；持续性的优先权排第三位，环境因素的优先权是第四位。

养护的目的不仅仅是为了修复路况，维护和恢复达到行车所必需的服务水平，而应是更好地适应交通量的增长，满足对其较好服务水平的需求。确定养护工作的范围后，如果资金有限，那么就应该对养护项目进行排序，主要采用的方法为成本效益分析方法。

在确定养护投资的优先级时，应从两个方面考虑：一要考虑优先养护哪一个路段可以产生最大的经济效益，或者是在一定的养护资金限制下，应优先养护哪些路段可以保证整个公路网处于最佳的服务水平；二要考虑优先采用哪一种养护对策可以达到最高的社会价值和效益成本比，并维持较好的服务水平。而且，由于养护需要投资，必然存在一定的风险，决策者有必要进行公路养护费用-效益分析。公路养护费用效益分析的目的是计算路网内各养护路段或不同养护对策的养护费用现值并对养护效益作出估算，以便给养护投资计划提供依据，也便于做好养护资金规划。例如，可采用净现值指标（如下式所示）或内部收益率指标等做优先投资依据，净现值大或内部收益率高的养护项目可优先考虑投资。

式中，NPVijt为路段i用养护措施j在t年产生的累计效益净现值；t为分析年限；k为车辆类型（大、中、小）；MCijt为路段i用养护措施j在t年养护时所对应的大中修费用；AADTk为各类车辆的年累计交通量；Li为路段长度；UCud为不养护时的用户费用；UCdo为养护后的用户费用； （1＋r）t为折现系数。

为做好养护规划编制，我们应对以下模型及相关内容进行分析（见表1）。

对于各路段的具体养护方案应具体问题具体分析，得出适合该路段的费用效益最佳方案。

总之，应通过综合预测路段全寿命周期成本，灵活科学地设计养护方案，以相对小的成本获得较大的效益，编制出具体高速公路未来几年的养护管理、投资管理规划。

表1 分析模型与分析内容

4 河北省青银高速公路路面2010-2014年养护规划编制实例

对青银高速公路近几年检测结果的总结分析表明，青银高速公路一直保持较高的养护标准。青银高速公路（河北段）在2009～2010年对其病害相对较多路段进行了养护维修罩面治理后，目前路面总体状况表现优良，同时针对路基、沿线设施养护工程的各项相关指标绝大部分表现优良。但是随着使用年限的增加，根据目前的路面状况和交通量增长情况分析，预计今后几年中，在路面养护方面的投入将会增大。因此制定合理的养护规划，对于保证青银高速公路高质量的运营服务很有意义。

4.1 总体思路

由于青银高速公路2010年刚完成部分路段病害的治理及罩面，所有技术指标较高，所以在相应养护标准下，PCI、RQI及其他指标维持在当前水平即可。结合目前道路实际病害状况，今后5年（2010-2014年）应进一步对典型的抗滑不足路段、车辙路段和纵缝路段进行治理。按照设计规范中设计年限的定义，在设计年限内允许进行一次恢复路表功能的维修罩面，因此在治理病害后应对相应路段进行罩面，五年内最终完成青银高速公路整体中修罩面，这是总体养护规划思路。此规划的实施，既能合理分布资金和治理病害，又能使青银高速公路养护标准维持在目前的较高水平。

4.2 5年养护规划的编制

根据养护规划编制需要考虑的内容，结合青银高速公路具体技术状况检测结果与分析，对其使用性能进行分析与评估，对未来养护需求、交通量和病害发展的趋势及高速公路的长期使用性能进行科学预测，选择最适合的养护方式，最后完成未来5年养护规划的编制。

结合青银高速公路技术状况分析得出：首先需要治理的是影响行车安全的抗滑不足路段，其次是部分路段基层已产生结构性损坏的纵缝病害段，再次是车辙路段及平整度差的路段（此二种病害目前较轻）。在这五年内，最终完成一次全路段的整体中修罩面。

总之，应通过综合预测路段全寿命周期成本，编制出青银高速公路未来5年（2010-2014年）的养护投资规划及投资估算表（此处略）。

5 结语

本文根据所研究的高速公路各项相关指标检测结果，分析候选路段各项路况指标的衰减程度，并基于路网交通量分布情况及具体高速公路各路段之间的轻重、缓急权重系数，通过科学的养护投资安排、养护标准选择，提出合理的长期投资规划，制定优化养护资金的使用方案，降低全寿命周期费用成本。同时，养护规划对出现的路面病害可以提出相应的预防性养护方案及维修措施，做到早诊断、早预防、早治理；对公路的预防养护可以做到针对性、合理性和经济性，所做出的养护决策和养护规划，可以有量化结果，使养护工作变被动为主动。希冀本文相关研究内容对本行业相关工作起到积极的指导和借鉴作用。

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