近年來(lái)我國(guó)經(jīng)濟(jì)加速發(fā)展,各地交通量和汽車載重量日益增加,對(duì)路面結(jié)構(gòu)的損壞也不斷加重,不僅加快了早期修建的舊水泥混凝土路面接近其壽命的速度,而且使得某些新建的水泥混凝土路面在遠(yuǎn)未達(dá)到設(shè)計(jì)年限時(shí)就出現(xiàn)了不同程度的損壞。他山之石,可以攻玉。借鑒國(guó)外混凝土路面管理系統(tǒng)的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),對(duì)提升我國(guó)混凝土道路的管理水平和使用壽命具有重要意義。
根據(jù)美國(guó)公共工程協(xié)會(huì)(American Public Works Association,APWA)的定義,混凝土路面管理系統(tǒng)(PMS)由許多子系統(tǒng)所組成,它采用系統(tǒng)化的分析方法,對(duì)所有與路面相關(guān)的決策信息進(jìn)行收集、儲(chǔ)存與提取,借助計(jì)算機(jī)信息技術(shù)迅速處理各種資料,分析路面狀況,結(jié)合路面歷史信息進(jìn)行決策,提供最優(yōu)化的路面管理作業(yè)程序。路面管理系統(tǒng)可視作決策過(guò)程中的一個(gè)工具,即是一個(gè)決策系統(tǒng),包括路面的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工及養(yǎng)護(hù)(包括改建)等項(xiàng)目。以下重點(diǎn)介紹數(shù)套國(guó)外混凝土路面管理系統(tǒng)(PMS)的系統(tǒng)特色與發(fā)展目標(biāo)。
一、美國(guó)
1、加州路面管理系統(tǒng)
加州路面管理系統(tǒng)依加州路面發(fā)展經(jīng)驗(yàn)分為柔性及剛性兩種分別建立。柔性路面管理系統(tǒng)(FPMS)由美國(guó)FHWA設(shè)計(jì)完成,目的是考核現(xiàn)有道路系統(tǒng)路面現(xiàn)況及提供路面重建或修復(fù)的維修決策。系統(tǒng)考慮六種破壞項(xiàng)目依照評(píng)分子系統(tǒng)分別給予評(píng)分,界定為嚴(yán)重破壞、輕微破壞與無(wú)破壞三等級(jí),另配合駕駛舒適性及日交通量(ADT)制定維修優(yōu)先級(jí)建議維修策略。系統(tǒng)包含破壞評(píng)分系統(tǒng)(Condition Rating System)、路面狀況調(diào)查系統(tǒng)(Pavement Condition Survey)、路面評(píng)估系統(tǒng)(Pavement Evaluation System)等三個(gè)子系統(tǒng)。剛性路面管理系統(tǒng)(RPMS)與柔性路面管理系統(tǒng)(FPMS)僅在破壞項(xiàng)目、破壞等級(jí)與維修策略等有所不同。
2、內(nèi)華達(dá)州卡森市路面管理系統(tǒng)
卡森市路面管理系統(tǒng)(Carson City PMS)依使用地區(qū)路網(wǎng)特性,以瀝青混凝土路面為主,鑒定參數(shù)包括年平均日交通量與交通指數(shù)、加鋪厚度、養(yǎng)護(hù)修復(fù)歷史資料、以撓度值代表路面結(jié)構(gòu)能力、路面服務(wù)能力。系統(tǒng)包含(1)破壞調(diào)查輸入:考慮龜裂、松散與縱/橫向裂縫等破壞項(xiàng)目,以行駛評(píng)分為主,將各項(xiàng)破壞嚴(yán)重性分為輕(S)、中(M)、重(V)三個(gè)等級(jí);(2)路面狀況(Condition Score)計(jì)算:以一百分為滿分,根據(jù)破壞等級(jí)的不同破壞百分比及嚴(yán)重程度所查得的扣減分?jǐn)?shù)扣減;(3)養(yǎng)護(hù)優(yōu)先次序:以每車一英里為單位,依計(jì)算所得的效益成本比決定優(yōu)先順序;(4)數(shù)據(jù)輸出:包括路段資料輸出查詢、路面歷史維修資料查詢、路面調(diào)查資料查詢、路面破壞狀況排序結(jié)果查詢輸出、維修路段及維修方法輸出查詢。
3、美國(guó)伊利諾州路面管理系統(tǒng)
伊利諾州路面管理系統(tǒng)(ILLINET)由伊利諾斯州立大學(xué)和伊利諾斯州交通局共同開發(fā),可以利用靜態(tài)和動(dòng)態(tài)圖象的方式,在彩色屏幕上顯示過(guò)去和現(xiàn)在的路面狀況,路面評(píng)估結(jié)果和維修的各種假設(shè)方案。系統(tǒng)以C++語(yǔ)言編繹,可WINDOWS 環(huán)境下執(zhí)行。
系統(tǒng)可以圖示的形式顯示所有數(shù)據(jù)庫(kù)中的資料和預(yù)估的路面狀況、提供34個(gè)決策方案、交互式的決策方案,可依使用者實(shí)際需要予以調(diào)整;其所使用的參數(shù),可依狀況改變、操作簡(jiǎn)單、方便。
二、英國(guó)CHART路面管理系統(tǒng)
CHART路面管理系統(tǒng)由英國(guó)運(yùn)輸與道路研究所(TRL Limited)于1980年開發(fā),調(diào)查項(xiàng)目包括TRRL(high-speed Rofilometer)縱斷面平坦度或舒適度,系統(tǒng)功能主要有路面損壞形狀、位置圖、路面斷面、路面破損評(píng)估與維修工法列表、列出維修區(qū)間位置、破壞評(píng)估與對(duì)應(yīng)工法的統(tǒng)計(jì)柱形圖等。
三、澳大利亞RTA-NSW路面管理系統(tǒng)
澳大利亞RTA-NSW(The Roads and Traffic Authority of New South Wales)路面管理系統(tǒng)為集合多元模塊化的路面管理系統(tǒng),系統(tǒng)架構(gòu)分別以CMIS(Condition Management Information System)建立路網(wǎng)資料、CMIS處理路網(wǎng)道路的狀況、TNOS評(píng)估路網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)(Treatment Scheduling Network Optimization System)、TNOS建立道路和網(wǎng)絡(luò)破壞模式、FNOS評(píng)估路網(wǎng)維修成本(Financial Planning Network Optimization System)。分別由四個(gè)子系統(tǒng)所組成:a.路況管理信息系統(tǒng)(Condition Management Information System,簡(jiǎn)稱CMIS)包括查詢路網(wǎng)的道路或橋梁狀況、針對(duì)整體路網(wǎng)所選的路段/橋梁進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析以比較其間變化差異,并打印報(bào)表、計(jì)算改善路網(wǎng)績(jī)效不同方案的成本、產(chǎn)生路網(wǎng)圖以顯示路況較差路段;b.財(cái)務(wù)預(yù)算網(wǎng)絡(luò)最優(yōu)化系統(tǒng)(Financial Planning Network Optimization System,簡(jiǎn)稱FNOS)功能在于幫助道路管理方及工程師預(yù)測(cè)特定的服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)要求下,維修路網(wǎng)所需要的預(yù)算或成本;c.養(yǎng)護(hù)程序最優(yōu)化系統(tǒng)(Treatment Scheduling Network Optimization System,簡(jiǎn)稱TNOS)為養(yǎng)護(hù)資金預(yù)算排序的最優(yōu)化系統(tǒng),利用程序的模塊化,輔助道路路面維修養(yǎng)護(hù)的預(yù)算及程序安排,使資金的運(yùn)用更有效率。d.道路登錄系統(tǒng)(Road Register,簡(jiǎn)稱RR)提供數(shù)據(jù)輸入及管理功能,并在上述三項(xiàng)系統(tǒng)進(jìn)行分析時(shí),適時(shí)支持所需資料。
四、新加坡路面管理系統(tǒng)
新加坡路面管理系統(tǒng)以儀器調(diào)查路面狀況為主。此系統(tǒng)根據(jù)儀器調(diào)查路況好壞制定各路段路面養(yǎng)護(hù)需求的優(yōu)先級(jí)、有效分配年度養(yǎng)護(hù)經(jīng)費(fèi)、分析各路段采用養(yǎng)護(hù)策略、評(píng)估不同預(yù)算安排對(duì)路網(wǎng)路面整體績(jī)效的影響。其路面功能性調(diào)查以地表糙度及車轍為主,平坦度調(diào)查采用高速道路調(diào)查儀(High-Speed Road Monitor),結(jié)構(gòu)性調(diào)查儀以測(cè)量撓度的Deflectograph為主,同時(shí)采用SCRIM 儀以測(cè)定路面抗滑系數(shù)。
五、中國(guó)
我國(guó)的路面管理系統(tǒng)研究始于1984年,1985年首先在遼寧營(yíng)口地區(qū)施行英國(guó)的瀝青路面養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng),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)。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 Pavement Management 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)?!鞍宋濉逼陂g,國(guó)家在14個(gè)省市推廣使用CPMS系統(tǒng)。
近年來(lái),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。北京SOGER路面管理系統(tǒng)是第二個(gè)衛(wèi)星所建立的道路數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng),架構(gòu)分為:(1)路面結(jié)構(gòu)資料;(2)維修方法;(3)工作項(xiàng)目編碼系統(tǒng);(4)工作項(xiàng)目單位價(jià)格化;(5)計(jì)算工作項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)的平均值;(6)建立成本-效益矩陣,推算出成本最小,效益最大的維修方式。
參考文獻(xiàn):
http://www.fhwa.dot.gov/cadiv/techapps/pms.htm
http://www.culvercity.org/uploads/pw_projects
http://www.mrutc.org/about/00486.pdf
http://www.transportation.org/sites/maintenance/docs/NCHRP20-07184FinalReport.pdf