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国内外混凝土路面管理系统简介
作者:马春
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随着交通运输需求日益急切,混凝土道路的新建成本与日俱增,已有道路面临着维修与养护的问题,路面管理系统(Pavement Management System,PMS)应运而生。美国在1966年美国各州公路工作者协会(American Association of State Highways Officials,AASHO)进行的全国公路研究合作项目计划(National Cooperative Highway Research Program,NCHRP)中最早将混凝土路面设计与维修养护作业引入系统化管理的理念。此后,全球混凝土路面管理系统的发展以美国最为蓬勃,欧洲以西欧与北欧较为普遍。

近年来我国经济加速发展,各地交通量和汽车载重量日益增加,对路面结构的损坏也不断加重,不仅加快了早期修建的旧水泥混凝土路面接近其寿命的速度,而且使得某些新建的水泥混凝土路面在远未达到设计年限时就出现了不同程度的损坏。他山之石,可以攻玉。借鉴国外混凝土路面管理系统的先进经验,对提升我国混凝土道路的管理水平和使用寿命具有重要意义。

根据美国公共工程协会(American Public Works Association,APWA)的定义,混凝土路面管理系统(PMS)由许多子系统所组成,它采用系统化的分析方法,对所有与路面相关的决策信息进行收集、储存与提取,借助计算机信息技术迅速处理各种资料,分析路面状况,结合路面历史信息进行决策,提供最优化的路面管理作业程序。路面管理系统可视作决策过程中的一个工具,即是一个决策系统,包括路面的规划、设计、施工及养护(包括改建)等项目。以下重点介绍数套国外混凝土路面管理系统(PMS)的系统特色与发展目标。

一、美国

1、加州路面管理系统

加州路面管理系统依加州路面发展经验分为柔性及刚性两种分别建立。柔性路面管理系统(FPMS)由美国FHWA设计完成,目的是考核现有道路系统路面现况及提供路面重建或修复的维修决策。系统考虑六种破坏项目依照评分子系统分别给予评分,界定为严重破坏、轻微破坏与无破坏三等级,另配合驾驶舒适性及日交通量(ADT)制定维修优先级建议维修策略。系统包含破坏评分系统(Condition Rating System)、路面状况调查系统(Pavement Condition Survey)、路面评估系统(Pavement Evaluation System)等三个子系统。刚性路面管理系统(RPMS)与柔性路面管理系统(FPMS)仅在破坏项目、破坏等级与维修策略等有所不同。

2、内华达州卡森市路面管理系统

卡森市路面管理系统(Carson City PMS)依使用地区路网特性,以沥青混凝土路面为主,鉴定参数包括年平均日交通量与交通指数、加铺厚度、养护修复历史资料、以挠度值代表路面结构能力、路面服务能力。系统包含(1)破坏调查输入:考虑龟裂、松散与纵/横向裂缝等破坏项目,以行驶评分为主,将各项破坏严重性分为轻(S)、中(M)、重(V)三个等级;(2)路面状况(Condition Score)计算:以一百分为满分,根据破坏等级的不同破坏百分比及严重程度所查得的扣减分数扣减;(3)养护优先次序:以每车一英里为单位,依计算所得的效益成本比决定优先顺序;(4)数据输出:包括路段资料输出查询、路面历史维修资料查询、路面调查资料查询、路面破坏状况排序结果查询输出、维修路段及维修方法输出查询。

3、美国伊利诺州路面管理系统

伊利诺州路面管理系统(ILLINET)由伊利诺斯州立大学和伊利诺斯州交通局共同开发,可以利用静态和动态图象的方式,在彩色屏幕上显示过去和现在的路面状况,路面评估结果和维修的各种假设方案。系统以C++语言编绎,可WINDOWS 环境下执行。

系统可以图示的形式显示所有数据库中的资料和预估的路面状况、提供34个决策方案、交互式的决策方案,可依使用者实际需要予以调整;其所使用的参数,可依状况改变、操作简单、方便。

二、英国CHART路面管理系统

CHART路面管理系统由英国运输与道路研究所(TRL Limited)于1980年开发,调查项目包括TRRL(high-speed Rofilometer)纵断面平坦度或舒适度,系统功能主要有路面损坏形状、位置图、路面断面、路面破损评估与维修工法列表、列出维修区间位置、破坏评估与对应工法的统计柱形图等。

三、澳大利亚RTA-NSW路面管理系统

澳大利亚RTA-NSW(The Roads and Traffic Authority of New South Wales)路面管理系统为集合多元模块化的路面管理系统,系统架构分别以CMIS(Condition Management Information System)建立路网资料、CMIS处理路网道路的状况、TNOS评估路网的标准(Treatment Scheduling Network Optimization System)、TNOS建立道路和网络破坏模式、FNOS评估路网维修成本(Financial Planning Network Optimization System)。分别由四个子系统所组成:a.路况管理信息系统(Condition Management Information System,简称CMIS)包括查询路网的道路或桥梁状况、针对整体路网所选的路段/桥梁进行统计分析以比较其间变化差异,并打印报表、计算改善路网绩效不同方案的成本、产生路网图以显示路况较差路段;b.财务预算网络最优化系统(Financial Planning Network Optimization System,简称FNOS)功能在于帮助道路管理方及工程师预测特定的服务标准要求下,维修路网所需要的预算或成本;c.养护程序最优化系统(Treatment Scheduling Network Optimization System,简称TNOS)为养护资金预算排序的最优化系统,利用程序的模块化,辅助道路路面维修养护的预算及程序安排,使资金的运用更有效率。d.道路登录系统(Road Register,简称RR)提供数据输入及管理功能,并在上述三项系统进行分析时,适时支持所需资料。

四、新加坡路面管理系统

新加坡路面管理系统以仪器调查路面状况为主。此系统根据仪器调查路况好坏制定各路段路面养护需求的优先级、有效分配年度养护经费、分析各路段采用养护策略、评估不同预算安排对路网路面整体绩效的影响。其路面功能性调查以地表糙度及车辙为主,平坦度调查采用高速道路调查仪(High-Speed Road Monitor),结构性调查仪以测量挠度的Deflectograph为主,同时采用SCRIM 仪以测定路面抗滑系数。

五、中国

我国的路面管理系统研究始于1984年,1985年首先在辽宁营口地区施行英国的沥青路面养护管理系统,标志着我国的路面养护管理系统的研究和应用的开始。1987年湖南省开发了适合本地区的路面养护系统,自此之后,广东、北京、杭州、河南、陕西、江西等地区也开发了适合本地区的路面养护系统。1988年,交通部在云南引进了世界银行的HDM-III公路养护标准模型,开始了我国在公路养护领域经济分析研究的先例,研究成果为CPMS(Chinese Pavement Management System)提供了方法和经验。在“七五”国家重点攻关期间,交通部建立了我国自己的路面管理系统CPMS(Vnl.O)。“八五”期间,国家在14个省市推广使用CPMS系统。

近年来,因大量高速公路投入运营,各级养护管理部门对养护管理系统的迫切需求,我国对高速公路养护管理系统的研究发展很快。北京SOGER路面管理系统是第二个卫星所建立的道路数据库系统,架构分为:(1)路面结构资料;(2)维修方法;(3)工作项目编码系统;(4)工作项目单位价格化;(5)计算工作项目经费的平均值;(6)建立成本-效益矩阵,推算出成本最小,效益最大的维修方式。

参考文献:
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 (end)
文章内容仅供参考 (投稿) (11/20/2007)
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