网级路面养护决策思路及体系构建探讨

林 毅，曾 辉，丁武洋，李 豪

（1. 江苏省高速公路经营管理中心，江苏 南京 210009；2.苏交科集团股份有限公司，江苏 南京 211112）

网级路面养护决策思路及体系构建探讨

林 毅1，曾 辉2，丁武洋2，李 豪2

（1. 江苏省高速公路经营管理中心，江苏 南京 210009；2.苏交科集团股份有限公司，江苏 南京 211112）

文章从所辖路网的路龄，养护形势的需求，以往养护措施的效果，路面使用性能的衰减规律，养护资金分配等方面阐述了网级路面养护决策的思路，以此构建了网络路面养护决策体系及流程方法，为类似网级养护决策提供参考。

网级；养护；决策；体系构建

1 概述

截止到2014年底，我国高速公路通车总里程达到11.195万km，国家公路网总体更趋完善，但带来的问题是公路养护压力将日益增加，养护资金的需求越来越大。以江苏省为例，截止2014年底，江苏高速公路通车里程达到4 488.3 km， 53%的路段通车时间超过10年以上，按照沥青路面15年设计寿命，总体路网偏“老龄化”［1］，面对如此大规模的养护路网，江苏每年均需投入几个亿的养护资金。江苏省高速公路养护尽管取得很好的成绩，但仍存在以下不足：1)总体决策方法仍以经验决策法或专家决策法为主；(2)已实施养护措施总结及使用寿命和适用范围分析需要进一步加强；(3)路网与项目级养护需进一步融合与衔接，对路网养护资金的投入需统筹考虑。因此，如何对老龄化路面进行系统研究及科学养护成为江苏省高速公路即将面临的迫切问题。本文以江苏省高速公路经营管理中心所辖780 km路网为依托，探讨了网级路面养护决策的总体思路以及决策体系和流程构建，可为类似路网养护规划与决策提供借鉴和参考。

2 网级路面养护决策思路

路网养护决策需要综合考虑并依据路况水平及变化趋势、社会与服务要求、养护历史、病害原因、投资效益等核心因素，制定养护对策、测算资金总体需求，根据资金来源将可用养护资金再进行科学分配，并据此明确养护时间、养护路段、养护措施、养护资金及预期达到的养护效果，形成总体养护规划方案。

网级路面养护决策具体思路如下（见图1）：

（1）从所辖路网路龄、交通量情况、养护维修历史等基本情况、使用性能现状评价及路面主要病害特点及成因方面分析路面性能现状和发展历史。

（2）分析所辖路网养护形势与需求，提出养护规划总体目标和具体指标；明确网级养护决策的总体思路，划分出路网二级子网级项目，在路网总体目标条件下，综合各种影响因素及技术要求确定子网级养护标准，并结合现有的决策方法提出适合高管中心路网的网级养护决策体系和项目级养护决策体系方法。

图1　 网级路面养护决策思路及方法

（3）通过评价分析既往路网不同养护措施的实施效果，采用延长路面使用寿命ESL和费用效益比分析方法，提出适合路网的养护措施建议及适用范围。

（4）在分析所辖路网路面使用性能的衰减规律和影响因素的基础上，构建重点关注路面使用性能指标：路面行驶质量指数RQI、路面车辙深度指数RDI和路面抗滑性能SRI的预测模型，并验证预测模型的精度；在选择精度更高的路面使用性能预测模型的基础上，根据制定的养护标准，初步确定养护路段。

（5）从资金分配、国检要求、养护实施对交通量影响、养护施工便利性等因素统筹考虑安排所辖路网网级规划，通过多种养护方案的分析，最终提出路网未来几年具体养护实施方案，包括养护路段、养护措施、养护时间、养护资金安排。

3 网级路面养护决策体系和流程构建

路面养护决策可分为网级和项目级两个层级，两个层级是互为依存互为基础的关系［2］。路网科学养护决策的总体思路为归并通车时间、路面结构、交通等级及养护历史等要素相近的路段，将路网划分成若干个养护子网［3-4］；综合各种影响因素及技术要求确定各养护子网的养护标准；基于养护标准和路面使用性能预测结果，筛选养护路段、确定养护时机、选择养护措施，形成初步的项目级养护规划方案；综合考虑养护子网优先级、养护需求程度、养护实施便利性等因素平衡分配整个路网的养护资金，形成多个备选网级养护规划方案；采用全寿命周期分析方法进行网级养护方案比选，确定最终养护资金分配计划和网级规划方案；养护子网按分配的有限养护资金确定最终项目级养护规划。可以说，网级规划与项目级规划是一个相互交错、反复的过程。路网路面养护决策体系流程构建见图2。

图2　 路网路面养护决策体系流程构建

3.1 网级养护决策方法

路网级养护决策的总体分析方法如下：

（1）在没有资金约束的情况下，根据设定的养护标准，分析路面当前的养护需求及费用；

（2） 不同投资水平对路面技术状况的影响；

（3）根据给定的资金水平，通过优化分配提出养护建议计划。

以决策树法和排序法相结合的方法进行。其决策条件可按专项养护历史、路段施工长度的可行性、路网重要性（交通量大小）以及专项养护施工难度性等考虑。另外排序法可以通过对不同指标影响权重进行考虑，如表1所示，可以按照交通量大小、路网重要性、路龄及部分关键性能指标（路面破损指数、路面平整度和路面车辙指标）进行权重计算并排序。

3.2 项目级养护决策方法

项目级路面养护决策体系是指根据现阶段路面检测评估结果，结合交通量、环境等外界条件因素，制定合理、科学、客观、可行的养护改造措施。决策树方法无疑是最适合项目级决策的决策体系，不仅能够区分各指标间的重要程度，同时具有简单、易于决策者理解的优点［5-6］。决策树方法需经历以下流程：选定一级决策指标→划定一级指标分叉界限值，进入二级分叉节点→选定二级决策指标→划定二级指标分叉界限值，进入三级分叉节点…进入养护方案决策。如图3所示。

表1　 道路养护时序确定

图3　 项目级养护决策树

决策指标：项目级养护决策一般以路面使用性能指标为主要决策指标，路面结构及材料性能、路面排水状况和道路客观条件为辅助决策指标。主要决策指标的分级排序需根据路网整体状况和路况指标重要性，结合国家行业规范的相关规定综合确定。其决策优先等级排序可采用：路面结构强度、路面破损、路面车辙、路面平整度、路面抗滑性能［7］。

决策条件：决策条件是决策树构建的另一个重要因素。通过决策条件的判断来决定决策树分支的走向，从而进入下一级决策。决策条件一般为路面使用性能决策指标的养护目标阈值。

4 结语

本文系统地介绍了网级路面养护决策的思路以及养护决策体系及流程构建等方面的研究成果，以解决养护资金的争取与计划统筹安排、提高养护决策的科学性与透明度、提高养护资金的使用效率，明确养护期限内路面养护路段、养护措施、养护时间、养护资金等具体养护规划方案。

［1］江苏省高速公路经营管理中心，苏交科集团股份有限公司. ［1］基于长寿命的高速公路中长期养护规划及策略研究［R］. ［1］2015.

［2］SHRP-LTPP Overview：Five-Year Report［R］. SHRP，National ［1］Research Council，U.S.A，1994.

［3］HAAS R，Hudson W.R . Modern Pavement Management ［1］［M］. Krieger Publishing Company，1994.

［4］Chua K. H.，Monism ith C. L.，Crandall K. C. Mechanistic perform ance ［1］ models for pavement management［C］∥Conference Proceeding ［1］of the Third International Conference on Managing Pavem ents，［1］ National Academ y Press，Washington D. C.，1994.

［5］陈晓红.决策支持系统理论和应用［M］.北京：清华大学出［1］版社，2000.

［6］马健，王元庆.决策优化方法在选择公路养护方案时的应［1］用［J］.长安大学学报，1998（S1）：163-168.

［7］伍卫良，李豪.高速公路沥青路面养护规划探讨［J］.现代［1］交通技术，2009（3）：8-10.

Analysis of Network Level Pavement Maintenance Decision Thinking and System Construction

Lin Yi1, Zeng Hui2, Ding Wuyang2, Li Hao2
（1. Jiangsu Expressway Management Center, Nanjing 210009, China; 2. JSTI Group, Nanjing 211112, China）

This paper systematically introduces the network level pavement maintenance decision thinking and maintenance decision system and process constructs, in order to raise maintenance funds and overall plan the expenditure, improve the scientific nature and transparency of the maintenance decision-making, increase the efficiency of the use of maintenance funds. It could be taken as reference for the similar network level pavement maintenance decision.

network level; maintenance; decision; system construction

U418.6

A

1672-9889（2016）04-0084-03

林毅（1975-），男，江苏南通人，高级工程师，主要从事高速公路路面建设与养护管理工作。

2015-09-06）