《高速公路養(yǎng)護(hù)》PPT課件.ppt

2019/1/31,1,8 高速公路養(yǎng)護(hù)管理 本章主要內(nèi)容： 8.1高速公路養(yǎng)護(hù)概述 8.2 高速公路性能評(píng)價(jià) 8.3 高速公路養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng) 8.4 高速公路機(jī)械化養(yǎng)護(hù),2019/1/31,2,1 道路等級(jí) 我國(guó)公路分為五個(gè)等級(jí)。 到2005年末，我國(guó)公路通車?yán)锍踢_(dá)138萬Km（其中高速公路已建2.9萬Km，在建1.6萬KM，待建4萬KM?？傄?guī)模約8.5萬公里，其中：主線6.8萬公里，地區(qū)環(huán)線、聯(lián)絡(luò)線等其他路線約1.7萬公里，將用30年時(shí)間建成。其中由7條首都放射線、9條南北縱向線和18條東西橫向線組成，這就是十一五規(guī)劃的“7918網(wǎng)”。 ）,8.1高速公路養(yǎng)護(hù)概述,2019/1/31,3,2、 公路養(yǎng)護(hù)水平 公路的養(yǎng)護(hù)水平評(píng)價(jià)指標(biāo)：好路率和養(yǎng)護(hù)水平綜合值。 (1) 好路率 好路率的計(jì)算公式 Q = ( LY +LL)/L*100% L -公路總里程； LY -優(yōu)等公路； LL -良等里程。,2019/1/31,4,(2) 養(yǎng)護(hù)質(zhì)量綜合值 養(yǎng)護(hù)質(zhì)量綜合值P的計(jì)算式 P = ( 4LY + 3LL + 2LC + LCH )L L - 公路總里程； LY - 優(yōu)等公路； LL - 良等公路； LC - 次等公路； LCH -差等公路。,2019/1/31,5,我國(guó)各級(jí)公路主要技術(shù)指標(biāo)(1),表1（1）,2019/1/31,6,我國(guó)各級(jí)公路主要技術(shù)指標(biāo)(2),表1（2）,2019/1/31,7,我國(guó)各級(jí)公路主要技術(shù)指標(biāo)(3),表1（3）,2019/1/31,8,3 公路養(yǎng)護(hù)水平對(duì)汽車使用性能的影響 據(jù)試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)得知，公路養(yǎng)護(hù)水平與汽車運(yùn)行油耗，維護(hù)費(fèi)用，大修間隔里程之間有關(guān)系。 與油耗的關(guān)系 公路養(yǎng)護(hù)水平與油耗之間呈指數(shù)方程關(guān)系 Q = Ae-Bx Q-一定車速下汽車等速百公里油耗 （L/100Km) X-路面分值（見表2 ） A、B -回歸系數(shù)（見表3 ）,2019/1/31,9,表2 公路養(yǎng)護(hù)等級(jí)評(píng)分值,表3 路面分與油耗關(guān)系的指數(shù)回歸,2019/1/31,10,與車輛養(yǎng)護(hù)費(fèi)用的關(guān)系。 公路養(yǎng)護(hù)水平與車輛養(yǎng)護(hù)費(fèi)用之間呈對(duì)數(shù)方程關(guān)系，即 Y = AB*lnX Y-每公里養(yǎng)護(hù)費(fèi)用（元/Km); X-道路養(yǎng)護(hù)綜合值； 若道路養(yǎng)護(hù)綜合值由2.48提高到2.78，車輛養(yǎng)護(hù)費(fèi)用可減少22%（見表4），即加強(qiáng)道路養(yǎng)護(hù)，可節(jié)約車輛維護(hù)費(fèi)用。,2019/1/31,11,表4 車輛維護(hù)費(fèi)用和道路養(yǎng)護(hù)綜合值,與車輛大修里程的關(guān)系; 公路養(yǎng)護(hù)水平與車輛大修理呈之間呈線性方程關(guān)系，即 Y = -A+BX Y-汽車大修里程（10 Km); X-好路率（%）。,2019/1/31,12,某省公路的好路率與大修里程的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)見表5。,表1-5 某省公路的好路率與大修里程,2019/1/31,13,8.2 高速公路性能評(píng)價(jià),一、路面服務(wù)性能指數(shù)PSI (Pavement Serviceability Index) 二、分項(xiàng)綜合指標(biāo)評(píng)價(jià)方法 (Subentry-Combined Evaluation of Pavement Serviceability),2019/1/31,14,前 言,高速公路路面性能評(píng)價(jià)是路面養(yǎng)護(hù)維修決策、道路經(jīng)濟(jì)分析的基礎(chǔ)。路面性能評(píng)價(jià)模塊根據(jù)收集的路面數(shù)據(jù)，判斷目前路面狀況是否滿足交通要求；所得結(jié)果將作為采取養(yǎng)護(hù)或改建措施以及采取何種措施的依據(jù)。高速公路養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)輔助決策的好壞，很大程度上取決于養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)對(duì)路面性能的評(píng)價(jià)。,2019/1/31,15,本世紀(jì)60年代初期，美國(guó)AASHO道路試驗(yàn)（AASHO四次方公式的得出是建立在大型的實(shí)地試驗(yàn)基礎(chǔ)之上的，用22 輛輕型貨車和104輛半拖掛牽引車在試驗(yàn)路上每天行駛15h，共作了1 114 000次行車重復(fù)荷載試驗(yàn)，用以模擬州內(nèi)一般道路或州際道路上行駛大軸載和高速混合載重車及一般車輛的實(shí)際情況，試驗(yàn)車行駛總里程達(dá)28 168km。 ）的最重要的成果之一就是提出了道路使用性能的評(píng)價(jià)方法，建立了路面評(píng)價(jià)模型。這個(gè)模型的建立對(duì)世界各國(guó)路面管理技術(shù)的發(fā)展有著深遠(yuǎn)的影響。從此，許多國(guó)家和國(guó)際機(jī)構(gòu)如加拿大、日本和世界銀行等先后建立了相應(yīng)的路面評(píng)價(jià)模型。,2019/1/31,16,一、路面服務(wù)性能指數(shù)PSI,路面的服務(wù)能力這一概念是在AASHO道路實(shí)驗(yàn)時(shí)由Carey和Irick提出來，在這之前，路面設(shè)計(jì)中并沒有人們普遍接受的關(guān)于使用性能的定義。把服務(wù)能力作為路面設(shè)計(jì)的一個(gè)因素，是AASHO設(shè)計(jì)方法的一個(gè)顯著特點(diǎn)。 路面服務(wù)性能指數(shù)PSI的基本方程式如式(8-1)線性形式： PSI=A0+(A1R1+A2R2+)+(B1D1+B2D2+) （81） 式(8-1)中R1、R2 為斷面平整度的函數(shù)，D1、D2為表面損壞的函數(shù)。,2019/1/31,17,對(duì)于柔性路面，方程式(8-1)可轉(zhuǎn)化式(8-2 ): PSI=A0+A1log(1+ )+A2 +B1 (8-2) 式(8-2)中的系數(shù)A0、A1、A2和B1可用多元線性回歸方法確定。 根據(jù)AASHO的74個(gè)柔性路段的試驗(yàn)，最終得出著名的柔性路面PSI方程式，即式(8-3): PSI = 5.031.91 log(1+ )1.382 0.01 (8-3),2019/1/31,18,由式(8-3)可知，路面裂縫破損和車轍占很小比例，這兩種因素的變化對(duì)PSI基本不產(chǎn)生影響。與此相反，路面平整度對(duì)PSI有顯著的影響。所以可認(rèn)為AASHO的PSI是道路使用者的評(píng)價(jià)模型。,2019/1/31,19,而日本根據(jù)AASHO研究方法，建立了日本的PSI模型，如式(8-4): PSI = 4.530.51811g0.371 0.174 (8-4) 由式(8-4)可知，日本PSI的關(guān)鍵影響因素正好和美國(guó)相反，平整度占很輕的比重。說明70年代末期日本的路面具有很高的平整度。同時(shí)也可以看出日本比較重視裂縫和車轍對(duì)路面性能的影響。所以可認(rèn)為式(8-4)是道路管理者的模型。,2019/1/31,20,上述通過PSI確定路面服務(wù)能力的方法現(xiàn)今仍具有重要的指導(dǎo)意義，但是PSI方程式本身卻具有以下缺點(diǎn):,1、方程是建立在道路試驗(yàn)評(píng)定組評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上。由于車輛、公路性能和行駛速度變化很大，今天人們對(duì)服務(wù)能力的感受是否與30年前相同是值得懷疑的。,2019/1/31,21,2、方程不僅包括行駛性能，還包括表面損壞情況。對(duì)路面統(tǒng)計(jì)管理部門來說，最好將行駛質(zhì)量和表面破損分開。因此，需要研究新的路面評(píng)定方法，使路面的客觀評(píng)定直接并合理地與人們對(duì)行駛質(zhì)量的感覺聯(lián)系起來。 3、道路試驗(yàn)中所用的斷面儀今天己不再使用。若是采用AASHO原始的PSI方程，而確定平整度的方法又不同時(shí)，誤差將成倍增加。解決這一問題的最好辦法是組織一個(gè)新的路面評(píng)定組，再將評(píng)定結(jié)果直接與感興趣的特定平整度聯(lián)系來。,2019/1/31,22,二、分項(xiàng)綜合指標(biāo)評(píng)價(jià)方法,對(duì)于路面使用性能，通常從行使質(zhì)量、路面損壞狀況、結(jié)構(gòu)承載能力和安全性能這四個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。,2019/1/31,23,1、路面損壞狀況評(píng)價(jià)(Evaluation of Pavement Distress),一般采用路面狀況指數(shù)PCI來對(duì)路面損壞狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)?？鄯址ㄊ谴_定路面狀況指數(shù)PCI的常用方法。對(duì)不同的損壞類型、嚴(yán)重程度和范圍規(guī)定不同的扣分值，按路段的損壞狀況累計(jì)扣分值后，以剩余的數(shù)值表征路面的完好程度，評(píng)價(jià)路面的好壞。,2019/1/31,24,式中: C初始評(píng)分?jǐn)?shù)，常用百分制C=100； i,j 相應(yīng)為損壞類型數(shù)(共n種)和嚴(yán)重程度等級(jí)數(shù)(共m種)； i種損壞、j級(jí)程度和k范圍的扣分值； i、j各種損壞類型和嚴(yán)重程度的權(quán)函數(shù)； F(t, d) 多種損壞的修正函數(shù)，是累計(jì)扣分?jǐn)?shù)t和扣分次數(shù)d函數(shù)。,2019/1/31,25,這種用扣分法評(píng)價(jià)路面損壞狀態(tài)的方法，較早在美國(guó)Washington州路面管理系統(tǒng)中得到應(yīng)用。后來在PAVER系統(tǒng)中得到進(jìn)一步完善，從而促進(jìn)了該方法在評(píng)價(jià)路面狀況中的廣泛應(yīng)用。 我國(guó)在“七五”國(guó)家攻關(guān)期間根據(jù)北京市和廣東省的路面狀況，也利用這種扣分方法開發(fā)了路面狀況指數(shù)PCI模型。,2019/1/31,26,路面損壞狀況評(píng)價(jià)指標(biāo)作為評(píng)價(jià)路面質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，無論在網(wǎng)級(jí)還是在項(xiàng)目級(jí)的管理系統(tǒng)中，它都起著重要的作用。在許多地方和城市的路面管理系統(tǒng)中，路面損壞狀況指標(biāo)通常作為唯一的路面質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)。在這些地方因?yàn)樵O(shè)備、費(fèi)用等原因而導(dǎo)致平整度、抗滑能力的檢測(cè)比較困難。,2019/1/31,27,2、路面行使質(zhì)量評(píng)價(jià)(Evaluation of Pavement Riding Quality),路面行使質(zhì)量同路面的平整度、車輛的動(dòng)態(tài)響應(yīng)以及乘客對(duì)舒適性的要求和對(duì)顛簸的接受能力有關(guān)。行駛質(zhì)量通常采用匯總眾多乘客的主觀評(píng)價(jià)意見計(jì)算出評(píng)分值。將各路段的評(píng)分值與各路段實(shí)測(cè)的平整度指標(biāo)通過回歸分析建立主觀評(píng)分同客觀測(cè)量的相互關(guān)系。因此，可以根據(jù)路面平整度的客觀測(cè)量結(jié)果得到對(duì)路面行駛質(zhì)量的統(tǒng)一評(píng)價(jià)。,2019/1/31,28,路面行駛質(zhì)量通常以質(zhì)量指數(shù)RQI描述。RQI一般按5, 10和100分制來計(jì)分。我國(guó)公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范(JTJ073-96)規(guī)定RQI=11.75-0.75IRI。 在網(wǎng)級(jí)系統(tǒng)中，平整度并不需要很高的數(shù)據(jù)精度。通過對(duì)路網(wǎng)的平整度調(diào)查，可以進(jìn)行整個(gè)路網(wǎng)的需求評(píng)估和制定養(yǎng)護(hù)維修資金的投資計(jì)劃。而在項(xiàng)目級(jí)的系統(tǒng)中，就需要很精確的路面性能評(píng)估。在項(xiàng)目級(jí)的管理系統(tǒng)中，平整度數(shù)據(jù)通常作為養(yǎng)護(hù)維修質(zhì)量控制、周期性路面性能預(yù)估和維修方案評(píng)估的依據(jù)。,2019/1/31,29,3、路面結(jié)構(gòu)性能評(píng)價(jià)(Evaluation of Pavement Structural Capacity),路面結(jié)構(gòu)性能評(píng)價(jià)的目的是評(píng)估現(xiàn)有路面的承載能力和確定路面的剩余壽命。所謂路面的剩余壽命實(shí)指路面在達(dá)到預(yù)定的損壞狀況之前還能使用的年數(shù)和能承受標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù)。依據(jù)剩余壽命的長(zhǎng)短，可以判斷路面結(jié)構(gòu)的的完好程度及損壞發(fā)展的速率，可以確定是否需要采取改建措施并進(jìn)行加鋪層改建設(shè)計(jì)。,2019/1/31,30,結(jié)構(gòu)承載能力一般通過路段代表彎沉與設(shè)計(jì)彎沉的關(guān)系變化來進(jìn)行評(píng)價(jià)。對(duì)于高速公路，路段代表彎沉應(yīng)采用自動(dòng)彎沉檢測(cè)車進(jìn)行測(cè)量，各測(cè)點(diǎn)間的間距通常為100米。通過各測(cè)點(diǎn)的平均值加2倍的標(biāo)準(zhǔn)差，計(jì)算出路段的代表彎沉值。 我國(guó)對(duì)現(xiàn)有路面的承載能力可用結(jié)構(gòu)能力指數(shù)SAI (Structure Adequacy Index)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。SAI主要與設(shè)計(jì)容許彎沉值、路段代表彎沉值和年平均日交通量(AADT)有關(guān)，如下式所示。,2019/1/31,31,SAI=f(路面允許彎沉、路段代表彎沉、AADT) 式中，SAI可用5分制、10分制和100分制來表示。對(duì)于我國(guó)，采用100分制更符合人們的使用習(xí)慣。在式中，路面允許彎沉和路段代表彎沉是影響SAI的主要因素。在我國(guó)公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范(JTJ 073-96)中，它們的比值被稱為路面強(qiáng)度系數(shù)SSI。對(duì)于高速公路而言，不同的路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等級(jí)，應(yīng)對(duì)應(yīng)不同的SSI和SAL，如下表：,2019/1/31,32,表6 路面強(qiáng)度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),2019/1/31,33,利用瀝青路面設(shè)計(jì)彎沉公式，可以確定當(dāng)代表彎沉值與設(shè)計(jì)彎沉值相等時(shí)路面所能承受的標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù)N,，即如下式。通過交通調(diào)查，可分析得到彎沉評(píng)定之前路面己經(jīng)承受過的標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù)N0。以No與Ne相比，便可確定路面的剩余壽命(以標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)記)。按當(dāng)時(shí)的交通量和對(duì)今后交通量增長(zhǎng)的預(yù)估，便可估計(jì)出路面剩余壽命。相反由剩余壽命可判斷路面結(jié)構(gòu)的潛在承載能力。,2019/1/31,34,路面結(jié)構(gòu)承載能力同路面損壞狀況之間存在一定內(nèi)在關(guān)系。路面破損狀況的評(píng)價(jià)指標(biāo)PCI可以與路段代表彎沉建立回歸關(guān)系式，即PCI=f(彎沉值)。 通過路面損壞狀況來評(píng)價(jià)路面的結(jié)構(gòu)承載能力，免去了彎沉測(cè)定。但是這種損壞狀況評(píng)價(jià)帶有主觀性，所建立的關(guān)系式具有地區(qū)局限性。此外，它只能判斷路面承載能力是否足夠，而無法估計(jì)路面剩余壽命。,2019/1/31,35,4、路面安全性能的評(píng)價(jià)(Evaluation of Pavement Safety),對(duì)于路面安全性能的評(píng)價(jià)一般只考慮抗滑能力。然而影響路面安全性能實(shí)際包括以下幾個(gè)方面: 1）抗滑能力， 2）車轍(因?yàn)檐囖H可以造成路面積水，使得汽車有發(fā)生水上漂移的危險(xiǎn))， 3）路面的反光， 4)車道分界， 5)外來障礙物。,2019/1/31,36,影響路面抗滑能力的因素包括:路面特性(粗構(gòu)造、細(xì)構(gòu)造)、油和水對(duì)路面的污染、車輛參數(shù)(主要是輪胎)和駕駛因素(行車速度)等。 路面的抗滑能力可采用擺式摩擦系數(shù)測(cè)定儀(擺式儀)或橫向摩擦系數(shù)測(cè)定車(SCRIM)檢測(cè)。對(duì)于高速公路宜采用橫向摩擦系數(shù)測(cè)定車(SCRIM)測(cè)定。,2019/1/31,37,表7 路面抗滑能力,2019/1/31,38,5、路面性能綜合評(píng)價(jià) (Combined Evaluation of Pavement Serviceability),路面性能評(píng)價(jià)通常有兩個(gè)主要目標(biāo): 1）在網(wǎng)級(jí)系統(tǒng)中，進(jìn)行項(xiàng)目和處治對(duì)策的選擇; 2）在項(xiàng)目級(jí)系統(tǒng)中，確定特定的養(yǎng)護(hù)維修需求。 對(duì)于路面綜合指標(biāo)，并沒有一套簡(jiǎn)單的工程公式可以利用。一般根據(jù)主觀經(jīng)驗(yàn)方法或者社會(huì)科學(xué)技術(shù)來開發(fā)綜合指標(biāo)公式。綜合指標(biāo)需要考慮路面的各種單項(xiàng)性能并以加權(quán)組合的形式組合各種單項(xiàng)特性指標(biāo)。,2019/1/31,39,8.3高速公路養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng),一、養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)的概念 二、國(guó)內(nèi)外研究狀況 三、建立養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)的意義 四、高速公路養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì),2019/1/31,40,前 言,在養(yǎng)護(hù)資金增加有限的情況下，如何合理地評(píng)價(jià)路網(wǎng)狀態(tài)和分配養(yǎng)護(hù)資金，確保高速公路路網(wǎng)始終保持良好的行駛質(zhì)量，將成為高速公路主管決策部門不得不解決的問題。然而，傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)決策和主觀臆斷仍在我國(guó)高速公路養(yǎng)護(hù)管理過程中占據(jù)主要地位。管理體制、養(yǎng)護(hù)技術(shù)的陳舊落后，不可避免地造成養(yǎng)護(hù)維修決策的盲目性和片面性，更無法達(dá)到有效利用資源的目的。,2019/1/31,41,為了改變目前我國(guó)在高速公路養(yǎng)護(hù)管理和技術(shù)上的落后狀態(tài)，最重要的工作之一就是建立和實(shí)施計(jì)算機(jī)化的養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)，科學(xué)有效地調(diào)控各項(xiàng)養(yǎng)護(hù)維修活動(dòng)，使有限的資源獲得最大的社會(huì)效益。,2019/1/31,42,一、養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)的概念 1、養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)的定義,路面管理系統(tǒng)(Pavement Management System，PMS)各國(guó)有不同的定義，在美國(guó)各州公路和運(yùn)輸工作者協(xié)會(huì)(AASHTO)的路面管理系統(tǒng)指南中，把PMS定義為：用于決策者在公路評(píng)價(jià)養(yǎng)護(hù)中尋求投資有效分配方案的工具。 澳大利亞道路研究所把PMS定義為：用于優(yōu)化利用路面養(yǎng)護(hù)可用資源，包含信息采集、信息分析和方案決策的管理方法。實(shí)際上，路面管理系統(tǒng)是以現(xiàn)代管理科學(xué)理論為指導(dǎo)，以計(jì)算機(jī)為工具，采用系統(tǒng)分析方法使路面管理過程系統(tǒng)化。,2019/1/31,43,實(shí)際上，我國(guó)目前對(duì)路面管理系統(tǒng)的需求還主要集中在路面養(yǎng)護(hù)管理方面，即路面養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)。 路面養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)是指最有效地利用現(xiàn)有資金，使公路網(wǎng)中的路面處于最佳的服務(wù)水平或產(chǎn)生最大的經(jīng)濟(jì)效益。路面養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)既與路面設(shè)計(jì)和施工有區(qū)別，也與傳統(tǒng)的公路管理不同。它是綜合運(yùn)用路面專業(yè)知識(shí)，用系統(tǒng)工程等方法，借助計(jì)算機(jī)處理與路面養(yǎng)護(hù)活動(dòng)有關(guān)的問題。,2019/1/31,44,路面養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)可以認(rèn)為是路面管理系統(tǒng)的子系統(tǒng)，兩者的最終目標(biāo)足一致的。兩者均可以劃分為網(wǎng)級(jí)和項(xiàng)目級(jí)兩種系統(tǒng)，分別適應(yīng)不同管理層次的需要，具有不同的功能和結(jié)構(gòu)。,2019/1/31,45,2、養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)的層次,路面管理系統(tǒng)可劃分為網(wǎng)級(jí)路面養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)和項(xiàng)目級(jí)路面養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)兩類，分別適用于不同的管理層次，具有不同的功能和結(jié)構(gòu)。,2019/1/31,46,網(wǎng)級(jí)系統(tǒng)足涉及整個(gè)路網(wǎng)的、用于指定路網(wǎng)養(yǎng)護(hù)政策、確定路網(wǎng)養(yǎng)護(hù)需求和養(yǎng)護(hù)費(fèi)用優(yōu)化分配的宏觀分析系統(tǒng)；項(xiàng)目級(jí)系統(tǒng)則是根據(jù)網(wǎng)級(jí)系統(tǒng)的決策，以路段為對(duì)象，從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的角度分析養(yǎng)護(hù)方案的系統(tǒng)。 網(wǎng)級(jí)路面管理系統(tǒng)的范圍，包括一個(gè)地區(qū)(省、市)的公路網(wǎng)或一大批工程項(xiàng)目。它的主要任務(wù)是為管理部門進(jìn)行關(guān)鍵性的行政決策提供對(duì)策，網(wǎng)級(jí)路面管理系統(tǒng)一般由數(shù)據(jù)庫(kù)、使用性能評(píng)價(jià)模型、對(duì)策分析模型、使用性能預(yù)估模型、分析模型和優(yōu)化模型等部分組成。,2019/1/31,47,項(xiàng)目級(jí)路面管理系統(tǒng)僅針對(duì)一個(gè)工程項(xiàng)目，它的主要任務(wù)是為管理部門對(duì)某一工程進(jìn)行技術(shù)決策時(shí)提供對(duì)策，以選擇費(fèi)用效益最佳的方案。它以數(shù)據(jù)庫(kù)為核心，通過對(duì)與路面相關(guān)的各種數(shù)據(jù)的采集形成數(shù)據(jù)庫(kù)，利用這些數(shù)據(jù)進(jìn)行路面使用性能評(píng)價(jià)，得出各種相關(guān)的使用性能指數(shù)，通過這些指數(shù)確定路面所處的損壞狀況，由此給出各路段的養(yǎng)護(hù)、改建方案，對(duì)各方案加以經(jīng)濟(jì)分析比較，得出適合該路段的費(fèi)用效益最佳方案。當(dāng)數(shù)據(jù)積累到足夠程度后，便可以建立路面使用性能預(yù)估模型，對(duì)路面的各項(xiàng)使用性能指標(biāo)進(jìn)行預(yù)估。,2019/1/31,48,二、國(guó)內(nèi)外研究狀況,養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)是隨著路面管理系統(tǒng)發(fā)展而得到迅速發(fā)展的。首先在美國(guó)、加拿大等國(guó)得到應(yīng)用。 其中較具代表性的有: 美國(guó)的亞利桑那州路面管理系統(tǒng)(1978)、華盛頓州路面管理系統(tǒng)(1980)、加利福利亞州路面管理系統(tǒng)和陸軍工兵團(tuán)的PAVE系統(tǒng); 加拿大阿爾博塔省的路面管理信息和需求系統(tǒng)(PINS, 1983 )、改良信息和優(yōu)序系統(tǒng)(RIPPS, 1984)以及市政路面管理系統(tǒng)(MPMS, 1987)。,2019/1/31,49,同時(shí)，英國(guó)等國(guó)也陸續(xù)開發(fā)出一些系統(tǒng)，如: 英國(guó)運(yùn)輸和道路研究所(TRRL)開發(fā)的道路養(yǎng)護(hù)評(píng)價(jià)系統(tǒng)(CHART,1980 ); 世界銀行通過國(guó)際合作研究開發(fā)的公路設(shè)計(jì)和養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)模型(HDM-IH,1987 )等。,2019/1/31,50,我國(guó)路面養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)的研究始于1984年。 交通部于1984年在遼寧引進(jìn)英國(guó)的BMS系統(tǒng)，這標(biāo)志著我國(guó)的路面養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)的研究和應(yīng)用的開始。 1987年湖南省開發(fā)了適合本地區(qū)的路面養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)。自此之后，廣東、北京、杭州、河南、陜西、江西等地區(qū)也開發(fā)了適合本地區(qū)的路面養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)。,2019/1/31,51,1988年，交通部在云南引進(jìn)了世界銀行的HDM-III公路養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)模型，開始了我國(guó)在公路養(yǎng)護(hù)領(lǐng)域經(jīng)濟(jì)分析研究的先例，研究成果為CPMS ( Chinese PavementManagement System)提供了方法和經(jīng)驗(yàn)。在“七五”國(guó)家重點(diǎn)攻關(guān)期間，交通部建立了我國(guó)自己的路面管理系統(tǒng)CPMS (Vnl.O)。,2019/1/31,52,“八五”期間，國(guó)家在14個(gè)省市推廣使用CPMS系統(tǒng)。 與此同時(shí)，交通部公路利研所與同濟(jì)大學(xué)、北京、廣東等地區(qū)聯(lián)合開發(fā)了千線公路省市級(jí))路面評(píng)價(jià)養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)(PEMS) 。 1998年東南大學(xué)和南京機(jī)場(chǎng)高速公路聯(lián)合開發(fā)了以養(yǎng)護(hù)管理為基礎(chǔ)的道路設(shè)施管理系統(tǒng)。,2019/1/31,53,近年來，因大量高速公路投入運(yùn)營(yíng)，各級(jí)養(yǎng)護(hù)管理部門對(duì)養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)的迫切需求，我國(guó)對(duì)高速公路養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)的研究發(fā)展很快。但是，已有的這些系統(tǒng)在理論和實(shí)際應(yīng)用上還有很多缺陷。,2019/1/31,54,理論上: 1.因缺乏規(guī)范完整的歷史數(shù)據(jù)，使得我國(guó)的路面管理理論基礎(chǔ)薄弱； 2.我國(guó)理論借鑒國(guó)外多，針對(duì)國(guó)情少，體系不完整，實(shí)用性不高； 3.很少對(duì)已有系統(tǒng)的應(yīng)用情況跟蹤調(diào)查，已經(jīng)使用的理論得不到進(jìn)一步完善。,2019/1/31,55,實(shí)際應(yīng)用上: 1.因開發(fā)過程經(jīng)常脫離養(yǎng)護(hù)管理實(shí)際以及當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)應(yīng)用水平、軟件的系統(tǒng)平臺(tái)、軟件開發(fā)技術(shù)等情況的限制，開發(fā)的系統(tǒng)通常使用復(fù)雜，一線養(yǎng)護(hù)技術(shù)人員使用積極性不高； 2.目前的系統(tǒng)基本不具備網(wǎng)絡(luò)管理功能，不能滿足高速公路養(yǎng)護(hù)管理部門資源共享的需求； 3.系統(tǒng)不能適應(yīng)我國(guó)高速公路管理體制的實(shí)際情況。,2019/1/31,56,三、建立養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)的意義,1、經(jīng)濟(jì)方面 (1)在資源約束條件下使路網(wǎng)總體效益最優(yōu)； (2)依據(jù)現(xiàn)有的路況水平和預(yù)算水平編制養(yǎng)護(hù)維修計(jì)劃； (3)分析提高或降低路面使用性能對(duì)道路使用者費(fèi)用的影響程度等,2019/1/31,57,2、技術(shù)方面 高速公路養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)能夠在實(shí)施過程中逐漸積累經(jīng)驗(yàn)和促進(jìn)新技術(shù)的應(yīng)用： (1)改進(jìn)典型養(yǎng)護(hù)和維修對(duì)策，不斷修正養(yǎng)護(hù)經(jīng)驗(yàn)； (2)可以比較新舊養(yǎng)護(hù)技術(shù)的差異，促進(jìn)養(yǎng)護(hù)技術(shù)的不斷更新和改進(jìn)； (3)完善路面使用性能預(yù)估模型，以便更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)未來路面使用性能的變化，從而作出更符合實(shí)際的養(yǎng)護(hù)維修決策。,2019/1/31,58,3、管理方面 (1)促進(jìn)養(yǎng)護(hù)管理體制的不斷改進(jìn)與完善； (2)提供有效的路網(wǎng)檢測(cè)和評(píng)價(jià)手段，提高養(yǎng)護(hù)管理的效率； (3)可以分析不同投資水平對(duì)路網(wǎng)狀況的影響，為管理決策部門提供充分的決策依據(jù)。,2019/1/31,59,四、高速公路養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1、養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),根據(jù)高速公路養(yǎng)護(hù)管理部門的操作業(yè)務(wù)流程，從系統(tǒng)整體開發(fā)的角度提出養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)，包括: 數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)； 路面性能評(píng)價(jià)子系統(tǒng)； 路面性能預(yù)測(cè)子系統(tǒng)； 養(yǎng)護(hù)維修決策子系統(tǒng)； 日常管理子系統(tǒng)； 圖表管理子系統(tǒng)等等。,2019/1/31,60,路面養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)分為六大模塊： 數(shù)據(jù)采集模塊； 數(shù)據(jù)庫(kù)模塊； 養(yǎng)護(hù)決策模塊； 圖表管理模塊； 接口訪問模塊。如下圖所示：,2019/1/31,61,圖1 養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)模塊,2019/1/31,62,2、養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì),數(shù)據(jù)庫(kù)是養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)的核心，因此數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)非常關(guān)鍵。 主要包括用戶需求分析、概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。,2019/1/31,63,在需求分析階段，綜合各用戶的應(yīng)用需求： 在概念設(shè)計(jì)階段，形成獨(dú)立于機(jī)器特點(diǎn)，獨(dú)立于各DBMS產(chǎn)品的概念模式，即E-R圖； 在邏輯設(shè)計(jì)階段，將E-R圖轉(zhuǎn)換成具體數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品支持的數(shù)據(jù)模型，形成數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯模式； 在物理設(shè)計(jì)階段，根據(jù)DBMS特點(diǎn)和處理的需要， 進(jìn)行物理存儲(chǔ)安排，建立索引形成數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)模式。這樣養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立，解決了手工管理中數(shù)據(jù)管理難的問題。,2019/1/31,64,該數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)具有如下功能。 1）養(yǎng)護(hù)數(shù)據(jù)維護(hù)。 2）路況評(píng)價(jià)管理。 3）養(yǎng)護(hù)對(duì)策管理。 4）養(yǎng)護(hù)計(jì)劃管理。 5）養(yǎng)護(hù)報(bào)表管理。,2019/1/31,65,3、養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),根據(jù)高速公路養(yǎng)護(hù)管理部門的組織形式(總公司、管理處以及下屬各管理站和養(yǎng)護(hù)隊(duì))，圍繞三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，根據(jù)養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)自身的實(shí)際運(yùn)行環(huán)境以及數(shù)據(jù)傳輸量的大小以及高速養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)相關(guān)局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的設(shè)計(jì)原理和實(shí)施步驟，并按照這些原理和步驟，設(shè)計(jì)出高速公路養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)的具體網(wǎng)絡(luò)方案，這樣數(shù)據(jù)共享差的問題得以解決。,2019/1/31,66,8.4 高速公路機(jī)械化養(yǎng)護(hù),一、概述 二、路面養(yǎng)護(hù)機(jī)械及基本要求 三、養(yǎng)護(hù)機(jī)械的選型和配備原則 四、機(jī)械化養(yǎng)護(hù)新技術(shù) 五、公路養(yǎng)護(hù)機(jī)械化的發(fā)展對(duì)策,2019/1/31,67,一、概述,為了確保公路的養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，保障公路養(yǎng)護(hù)施工人員的人身安全，必須提高養(yǎng)護(hù)機(jī)械化施工水平，在公路養(yǎng)護(hù)領(lǐng)域大力推廣新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備應(yīng)用，以保證道路的完好、暢通。,2019/1/31,68,1、養(yǎng)護(hù)機(jī)械化的概念,養(yǎng)護(hù)機(jī)械化是指養(yǎng)護(hù)作業(yè)中全部主要和輔助的繁重勞動(dòng)過程均由技術(shù)參數(shù)互相協(xié)調(diào)的配套機(jī)械系統(tǒng)完成，這一機(jī)械系統(tǒng)能在給定的作業(yè)條件下以最佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)保證該養(yǎng)護(hù)作業(yè)的質(zhì)量和速度，高速公路養(yǎng)護(hù)的顯著特點(diǎn)，即快捷、安全、養(yǎng)護(hù)質(zhì)量高，對(duì)行車影響小。 而機(jī)械化養(yǎng)護(hù)的特點(diǎn)又可歸結(jié)為“安、快、好、省”，即安全、快速、質(zhì)量好、降低養(yǎng)護(hù)作業(yè)成本，可以滿足了高速公路養(yǎng)護(hù)的要求。,2019/1/31,69,發(fā)展高速公路養(yǎng)護(hù)機(jī)械化的一個(gè)主要問題即“養(yǎng)護(hù)機(jī)械的配置”的問題。 就機(jī)械化養(yǎng)護(hù)來說，機(jī)械要按全面養(yǎng)護(hù)的要求進(jìn)行選型，配備，要適應(yīng)養(yǎng)護(hù)路段地理環(huán)境和路面結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，并且要使機(jī)械的功能和生產(chǎn)能力配套， 對(duì)于機(jī)械化養(yǎng)護(hù)公司而言，重點(diǎn)是提高公路大中修、路面病害處理的機(jī)械化程度，以提高路面維修和養(yǎng)護(hù)的質(zhì)量。,2019/1/31,70,2、我國(guó)公路養(yǎng)護(hù)機(jī)械化的發(fā)展概況,改革開放以后，我國(guó)開始引進(jìn)、吸收國(guó)外先進(jìn)的公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)和養(yǎng)護(hù)機(jī)械。 進(jìn)入90年代后，特別是高速公路的發(fā)展，為引進(jìn)先進(jìn)的養(yǎng)護(hù)機(jī)械創(chuàng)造了機(jī)遇。我國(guó)現(xiàn)有300多家生產(chǎn)筑路機(jī)械的企業(yè)，其中有的生產(chǎn)公路建設(shè)用的施工機(jī)械，有的生產(chǎn)各種小型公路養(yǎng)護(hù)機(jī)械和少量大型的公路養(yǎng)護(hù)機(jī)械。 總體上看，我國(guó)的養(yǎng)護(hù)機(jī)械無論是產(chǎn)品性能，還是品種、數(shù)量、質(zhì)量都難以滿足我國(guó)高等級(jí)公路維修養(yǎng)護(hù)作業(yè)的需要，部分類型的公路養(yǎng)護(hù)機(jī)械國(guó)內(nèi)還不能自主生產(chǎn)。,2019/1/31,71,3、國(guó)外高等級(jí)公路養(yǎng)護(hù)機(jī)械化的發(fā)展,經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家很早就開展了公路的施工建設(shè)，養(yǎng)護(hù)管理工作同時(shí)也跟上了建設(shè)的步伐。他們?cè)诠佛B(yǎng)護(hù)和管理方面有較完善的質(zhì)量保證體系，普遍建立了公路養(yǎng)護(hù)計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)，并配備了先進(jìn)的養(yǎng)護(hù)機(jī)械。在不斷發(fā)展養(yǎng)護(hù)機(jī)械的同時(shí)，注重養(yǎng)護(hù)施工工藝與養(yǎng)護(hù)材料的研究與開發(fā)工作。,2019/1/31,72,近幾年來，發(fā)達(dá)國(guó)家更加重視養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)的建設(shè)，利用開發(fā)出的公路路況診斷檢測(cè)、評(píng)估設(shè)備等多種養(yǎng)護(hù)輔助系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)公路狀況的自動(dòng)監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)的采集，建立公路信息管理數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)公路路況實(shí)施動(dòng)態(tài)管理，達(dá)到以預(yù)防為主的養(yǎng)護(hù)目的。,2019/1/31,73,4、我國(guó)高等級(jí)公路養(yǎng)護(hù)機(jī)械的主要差距,(1)產(chǎn)品品種少、規(guī)格不齊全 (2)缺少養(yǎng)護(hù)機(jī)械專用底盤 (3)產(chǎn)品自動(dòng)化程度不高,2019/1/31,74,二、路面養(yǎng)護(hù)機(jī)械及基本要求 1、高速公路養(yǎng)護(hù)維修內(nèi)容及主要機(jī)械的配備,2019/1/31,75,表8 高速公路養(yǎng)護(hù)維修作業(yè)及機(jī)械配備,2019/1/31,76,2、高速公路養(yǎng)護(hù)的分類,公路養(yǎng)護(hù)可分為： 預(yù)防性養(yǎng)護(hù)-經(jīng)檢測(cè)，在道路病害出現(xiàn)之前有有針對(duì)性的預(yù)先養(yǎng)護(hù)處理。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)包括霧層和還原劑封層、石屑封層、稀漿封層； 矯正性養(yǎng)護(hù)-路面局部修補(bǔ)（包括坑洞修補(bǔ)）和路面裂縫和接縫（水泥砼路面）的充填、瀝青路面的薄層罩面； 服務(wù)性養(yǎng)護(hù)-提供各種應(yīng)急服務(wù)（應(yīng)急加油、應(yīng)急維修），及時(shí)排除路面散落物，保證通暢。,2019/1/31,77,3、養(yǎng)護(hù)機(jī)械的基本要求,為滿足高速公路養(yǎng)護(hù)作業(yè)的需要，其養(yǎng)護(hù)機(jī)械須具備以下基本要求： (1)性能穩(wěn)定、質(zhì)量可靠 (2)機(jī)動(dòng)靈活,2019/1/31,78,三、養(yǎng)護(hù)機(jī)械的選型和配備原則,1、系統(tǒng)原則 2、可行性原則 3、信息充分原則 4、對(duì)比優(yōu)先原則 5、管理方案配套原則,2019/1/31,79,四、機(jī)械化養(yǎng)護(hù)新技術(shù) 1、路況檢測(cè)新技術(shù),我國(guó)最新研制的道路專用雷達(dá)探測(cè)車，應(yīng)用先進(jìn)的寬帶技術(shù)，可對(duì)高等級(jí)公路的淺層、中層和深層結(jié)構(gòu)的裂縫、空穴(缺陷)及鋪筑材料結(jié)構(gòu)的均勻性、地下構(gòu)筑物狀況等進(jìn)行快速、準(zhǔn)確無誤的探測(cè)，是檢測(cè)和分析公路病害最準(zhǔn)確、最快捷的設(shè)備。,2019/1/31,80,2、預(yù)防性養(yǎng)護(hù)新技術(shù),預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)主要包括薄霧封層、還原劑封層、石屑封層、稀漿封層、微粒封層等各類封層技術(shù)。其中同步石屑封層技術(shù) 應(yīng)用改性乳化瀝青稀漿封層和微表處技術(shù)是較為前沿的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)。,2019/1/31,81,3、再生技術(shù),再生技術(shù)主要有就地加熱表層再生和就地冷再生兩種。,2019/1/31,82,五、公路養(yǎng)護(hù)機(jī)械化的發(fā)展對(duì)策,1、深化公路養(yǎng)護(hù)體制改革 2、加快公路養(yǎng)護(hù)模式改革 3、建立有效的路面養(yǎng)護(hù)維修管理系統(tǒng) 4、努力提高養(yǎng)護(hù)技術(shù)的高科技含量 5、加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)材料、工藝、設(shè)備的綜合研究 6、公路養(yǎng)護(hù)機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)的制訂和完善 7、轉(zhuǎn)變觀念、重視預(yù)防性養(yǎng)護(hù),