[发明专利]一种沥青路面改造方案决策系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于路面养护技术领域，具体涉及一种沥青路面改造方案决策系统及方法。

背景技术

公路从勘察、设计、建设到使用，时间历程较长，是一项系统工程；作为建设的延续和发展，改造方案对公路功能的发挥起到重要的保障作用；特别是进入运营阶段后，及时对路网进行有效的养护，保证路面完好率和良好的服务功能，并控制养护成本至关重要；目前我国有大量的公路达到或已接近寿命期，公路养护维修将进入高峰期，改造养护工作必将逐步取代基本建设成为沥青路面监测工作的重点。

养护工作就是经常保持公路及其沿线设施的完好状态，延长其处于良好服务性能下的使用寿命，目前，公路养护工作除路面灌缝外，主要以被动的改正性为主，大多采用铣刨加铺的方式，养护成本较高；我国现行的“公路沥青路面养护技术规范”(JTG H10-2009)通常按工程性质、技术复杂程度和规模大小，分为小修保养、中修工程、大修工程和改建工程等四类；该种分类方法反映的是“重修理、轻预防”的观念，更为合理的分类方法是根据病害类型、路面破坏程度以及所需采用养护维修措施的性质和功能分类，可分为预防性养护、改正性养护和应急性养护三类，这样的分类不仅在概念上十分清晰，而且有着很强的目的性和针对性。

预防性养护(Pavement Preventive Maintenance，以下简称PPM)作为一个完整的概念则出现在20世纪的80年代，它是许多国家在公路网重建过程中总结以往经验教训的基础上提出的；路面预防性养护是在周期性路面大中修养护之前，在路面技术状况处于良好状态情况下，通过选择适当的时机，用适当的、较低成本的养护措施，处治沥青路面裂缝、轻微车辙、轻微松散(老化)等表面损坏和改善路面抗滑性能，以延缓路面损坏速度、延长路面使用周期、降低全寿命周期费用为目的养护方法，它给传统养护方式带来一场变革，具有主动性、事前性的特点；预防性养护是路面维修和路网养护策略中最有影响的部分；它通过延长原有路面的使用寿命来推迟重建和维修的时间；如果在路面使用过程的某个最佳时机，进行若干预防性养护措施干预，路面状况将一直保持在较高水平。

确定合理的路面改造养护方案，尤其大规模路网的改造养护方案受到诸多客观条件因素的限制，诸如养护资金、技术手段、使用性能要求等等；进行养护方案决策前，需要掌握路网整体的现状、存在的问题，可以采用的改造方案及相应造价，及对道路运营者、运输企业及最终用户的影响情况；在考虑资金约束情况下，需要综合考虑整个路网需求，寻求最优计划，形成较佳的养护方案，进行资金优化和养护方案排序；把有限的资金分配到最需要养护的路段上。

目前，交通运输部现有的路面监测系统CPMS已运行多年，其主要功能是帮助公路监测部门实施：①路况评价分析(包括路面使用性能和交通量等各种道路因素的评价分析)；②养护需求分析(预测各年度的路面大中修养护费用和养护措施)；③养护资金分析(分析不同投资水平对路面使用性能的影响)；④养护资金优化分配；⑤公路养护计划编制。其功能上欠缺预防性养护方案决策，包括预防性养护指标体系、不同养护措施的全寿命周期成本分析等功能。

目前的国内路面养护系统，很少把养护历史与性能指标预测结合起来进行分析，在预防性养护体系下，公路会进行频繁的、短期的维护，那么检测数据所反映的性能指标就不具备长时间的特性，如果不考虑养护历史简单的进行回归分析，那么得出的结果是不准确的；此外，结合历史的检测数据也会使预测的结果更加准确，因为每个路段的水文等自然情况都不完全一样，所以预测的性能指标应该有所差别，根据上一次维修后历史的检测数据进行拟合，选择合适的模型，就会预测出比较精确的结果。

在对养护后路面使用性能预测方面，国内路面养护系统对使用性能预估模型的选择较为单一，模型和模型参数的不具有可选择性，这可能导致部分路段模型预估结果与实际情况相差较大；此外，在目前的养护系统中，系统对路面性能评价的最小长度单元多为1km，使得更为精细的养护设计受到限制；关于预防性养护时机的确定，多数以路面综合指标作为判定标准，此标准界定较为模糊，应进一步完善预防性养护时机的指标判定体系。

因此，需要一套公路改造养护辅助决策系统，使得决策者可以根据支持系统提供的上述功能做出更为合理的养护决策，减轻决策上的盲目性。

发明内容

针对现有技术的缺点，本发明提出一种沥青路面改造方案决策系统及方法，以达到提高对沥青路面改造方案决策的科学合理性、准确性和快速性的目的。