优化排序路面管理系统

路面管理系统

排序和优化方法

主讲：xxx

道路工程与铁道工程

网级管理决策要区分项目规划和财政规划两种情况。对于项目规划来说，决策应包括下述三方面：1．在明年或今后若干年(规划期)内，路网内哪些路段(或哪些项目)要采取改建措施。2．这些改建任务应安排在什么时候进行(时序安排)。3．对这些需改建的路段或项目，宣采取什么对策。财政规划关心的是路面改建政策和资金分配的优化，其决策包括下述内容：1．为保持路网内路面的使用性能在某一要求的水平上所需的投资水乎。2．资金在各行政区域和备类对策(新建、改建和养护)之间的最佳分配。3．由于公路部门资金短缺(预算受限制)，道路使用者承担的费用将增长到什么程度。

排序和优化方法可以划分为以下几种类型：1．根据路面使用性能参数进行排序，例如现时服务能力指数(PsI)、路面状况指数(PCI).这类方法以客观路况进行分等，使用迅速简便，但所得结果可能远非最优.2．根据经济分析参数进行排序，例如净现值、效益—费用比、内部回收率等。这类方法比较简便、分折结果较接近于最优。3．利用线性规划或整数规划模型，按总费用最小或效益最大进行优化这类方法较复杂，可以得到最优结果。4．利用动态决策模型，按总费用最小进行优化。这类方法主要适用于财政规划

主要内容

路面养护费用模型及维修排序

建立养护费用模型的主要目的，是确定路面状况指标从现状恢复到始建水平所需花费的费用。它同道路的规划、设计、建设信息具有同等的重要性。路面的养护方法和养护费用等级直接影响路面服务水平。因此，养护费用模型可以帮助路面管理部门规划、决策，可以用于养护材料和方法的选择，并作出有效的经济决策。

1.1国内外发展现状国内：大多以各管理部门通过对路况的经验判断和单项检测作计划，然后报上级管理部门立项，上级管理部门再根据各养路段报告情况，制定养护计划，分配养护资金，或是平均地分配养护资金。属于经验决策。国外：美国、日本等一些发达国家的公路部门已建立了较完善的路面管理系统和相应的技术经济分析模型，有效的解决了网级系统中养护路段的排序和优化，同一路段养护对策经济分析等问题。1.2本课题的研究目标1. 养护资金短缺，如何用有限的资金发挥出最大的效用。2．寻求以尽可能低的费用使路网的使用性能在长时期内保持在要求水平上的最佳养护和改建决策。1.3研究内容与方法1.本文详细阐述了路面平整度、路面破损、路面弯沉、车辙和抗滑的测定方法，对路面性能参数进行统计分析，确定沈大高速公路主要病害、病因，提出相应维修对策。2.本文以沈大高速公路1996、1997年路况数据为基础，建立PCI-COST、PSI-COST和R-COST三种养护费用模型，这三种养护费用模型适用于不同的养护目标。

沈大高速公路路况数据采集

和路面病害分析2.1路况调查沈阳建筑工程学院交通土木研究所1996、1997年对沈大高速公路路况进行了现场普查，主要测定的各单项路面使用性能有：裂缝率、路面破损率、车辙深度、抗滑系数、平整度、路面弯沉等，全程347公里，南北行每一百米测定一组数据。2.2调查结果统计分析及评价2.2调查结结果统计分析及评评价2.2.2路路面病害及特征分分析经以上统计分析，，百米段裂缝率最最大的达到60.48%，裂裂缝率大于10％的路段已占总总里程的6％；车车辙超过10厘米米深度的已占总里里程的48％。车车辙严重是高速公公路沥青路面使用用性能不同于一般般公路的一个显著著特点。路面抗滑滑性能很差，路面面抗滑性能“中””状态以下的占总总里程的95.2%,摩擦仪摆摆值最小值已达26。路面结构强度状况况不佳，SSI最小值达0.2,路面结构强度度处于中以下占总总里程的26.6％。路面平整度状况相相对良好，仍处于于优良状态的占总总里程的88％。。但百米σ最大值也已达到9.9。路面养护费用模型型及维修排序3.1研究中选用的指标标路面状况指数PCI。路面现时服能力指指数PSI。高速公路路面状况况综合评价指标R。3.2路面养护费用模型型建立与应用建立费用模型的一一般步骤1． 综合评价指指标及考虑破损情情况。2． 破损分类分分级情况。3． 确定相应破破损类型等级的养养护对策及单价。。4． 养护对策的的工程内容.5． 养护对策统统筹规划原则。6． 确定路段指指标和单面积维修修造价。3.2路面养护费用模型型建立与应用维修排序及结论1.路面状况与与维修单价；2.建立沈大高高速公路路面指标标与养护平均费用的关系；；3.维修排序及及确定优先级。3.3路面状况指数PCI—COST模型建立养护费用模型型1.评价指标及考虑破破损类型路面状况指数PCI是描述表面破损状状况的指标,其计计算式为:PCI＝100－－15DR0.412DR=D/A=Dij.Kij／Ａ式中：D：路段内的折合破损损面积；A：路段的路面总面积积；Dij：第ｉ类损坏ｊ类类严重程度的实际际破损面积；Kij：第ｉ类损坏ｊ类类严重程度的换算算系数；DR：路面综合破损率。。3.3路面状况指数PCI—COST模型2.确定破损分分类及分级情况破损面积比率从0到3四个等级，“0”表示无破损；““1”表示低密度破损损；“2”表示中密度破损损；“3”表示高密度破损损。根据路面破损换算算系数，确定其权权重3.确定相应破破损类型等级的养养护维修对策及其其单价4.各种养护对对策的工程内容（1）填封裂缝缝宽<6ｍｍ，宜宜将缝隙刷洗干净净,并用压缩空气气吹去尘土,采采用热沥青或乳乳化沥青灌缝洒料料法封堵;>6ｍｍｍ的采用砂砾式式或细粒式热拌沥沥青混合料填充、、捣实，并用烙铁铁封口；也可用乳乳化沥青混合料填填封。（2）加铺磨耗层：参照《公路养护技技术规范》JTJ073—96有关内容。（3）封层：采用拌和法或层铺铺法施工的单层式式沥青表面处置，，也可采用乳化沥沥青稀浆封层。（4）浅层修补：对行车道铣刨5ｃｃｍ，用中粒式沥沥青混凝土铺至原原设计线，再全幅幅罩面。（5）深层修补：：先清除原路面结构构的面层、基层、、或者部分垫层，，再重铺新路面。。（6）罩面：首先把原路面破损损部分处理好，必必要时铺设整平层层。罩面一般应采采用拌和法，根据据设计厚度采用一一次或两次拌铺。。且应扫除原路面面并撒粘层沥青或或乳化沥青，其用用量一般为0.3—0.5ｋｇ／／。或参照《公路路养护技术规范》》JTJ073—96第3.3.36条条。5.统筹规划原原则为了避免同一段路路面上几种维修方方案之间的重复，，确立以下原则:如果某一段的的龟裂达到破损的的第3级，车辙达达到破损第三等级级，则其维修措施施规定如下：①不用再铺石料磨磨耗层，X2=0；②用填封裂缝代替封封层，X3=X1；③浅层或深层修补时时不需再加铺磨耗耗层，即X5=X4；④罩面应在全路段上上进行，即维修密密度应等于1.0。5.统筹规划原原则为了避免同一段路路面上几种维修方方案之间的重复，，确立以下原则:如果某一段的的龟裂达到破损的的第3级，车辙达达到破损第三等级级，则其维修措施施规定如下：①不用再铺石料磨磨耗层，X2=0；②用填封裂缝代替封封层，X3=X1；③浅层或深层修补时时不需再加铺磨耗耗层，即X5=X4；④罩面应在全全路段上进进行，即维维修密度应应等于1.0。。6.确定定路段的路路面状况指指数PCI和单位面积积维修造价价(1)针针对系统统内每一路路段，算出出其相应的的路面状况指指数PCI;(2)计计算路段段内单位面面积维修造造价;(3)确定养护费费用模型。。3.3.2算例例：沈大大路K82+800----K82+900纵向裂缝密密度百分率率0.71%，龟裂裂密度百分分率3.96%，沉沉陷密度百百分率3.00%。。这样此段路路维修造价价(元/)＝3元/m2对应的DR=0.71*0.2+3.96*0.6+3.0*0.4=3.718对应的PCI＝100－15=100-15*=74.23.3.3沈大大高速公路路路面维修修排序1．路面状状态与维修修单价3.3.3沈大大高速公路路路面维修修排序2、建立沈沈大高速公公路“路面面状态指数数PCI与养护维修费用用”模型2、建立沈沈大高速公公路“路面面状态指数数PCI与养护维修费用用”模型结论：①.为了避避免维修费费用的骤然然上升，我我们应当尽尽量采取措措施以避免免路面状况况达到损坏坏的第三阶阶段。②.如果PCI值已经达到到第三阶段段，就应立立即采取维维修措施。。不然，任任何的延误误都会导致致维修费用用的剧烈增增长。3．维修排排序及确定定优先级第一优先级级：处于第第三阶段的的路面，（（PCI=35~50）；第二优先级级：处于第第四阶段的的路面，（（PCI<35）；第三优先级级：处于第第二阶段的的路面，（（PCI=50~70）；第四优先级级：处于第第一阶段的的路面，（（PCI>70）。3.4路路面养护维维修排序PSI-COST模型路面维修优优先级第一优先级级：处于第第一阶段的的路面，（（PSI=3.5~4.5）；；第二优先级级：处于第第二阶段的的路面，（（PSI=1.5~3.5）；；第三优先级级：处于第第三阶段的的路面，（（PSI=0~1.5）。3.5路面面养护维修修排序R-COST模型路面维修优优先级第一优先级级：处于第第一阶段的的路面，（（R=3.0~4.5）第二优先级级：处于第第二阶段的的路面，（（R=2.0~3.0）第三优先级级：处于第第三阶段的的路面，（（R=0~2.0）三种养护费费用模型比比较表指标PCIPSIR名称路面状况指数服务能力指数综合评价指数破损类型表面破损CRRDδ

CRRDδSSI特点反映路表状况不能全面反映实际服务能力接近于经验判断，排序简洁但粗略路面服务能力从道路使用者角度出发，较全面反映行车特性和舒适性路面综合状况从道路管理者角度出发，全面反映行车的舒适性考虑了路面结构强度适用情况路面破损基础上的日常养护从道路使用者角度出发的路面维修排序从道路管理者角度出发的路面维修排序结论论1.建立了了PCI-COST、、PSI-COST和R-COST三种养护费费用模型，，它们适用用于不同的的养护目标标：PCI-COST用于只进行行路面破损损调查基础础上的日常常养护；PSI-COST用于从道路路使用者（（用户）效效益出发进进行的路面面维修；R-COST则完全是从从路面全面面维修改善善角度出发发的决策模模型；2.阐述了了路面性能能测定方法法，