高速公路路面养护决策系统设计与实现

高速公路路面养护决策系统设计与实现

李娟

天津市政工程设计研究总院有限公司成都分公司  四川 成都  610000

摘要：高速公路路面作为高速公路路面交通的重要基础设施，其施工与养护质量对整个高速公路路面的运行安全和使用寿命具有决定性影响。在我国交通运输业快速发展的背景下，高速公路路面建设投资加大，建设周期缩短，对高速公路路面的质量提出更高要求。高速公路路面是道路工程中的重要组成部分，直接关系到车辆行驶的安全与舒适性。然而，由于长期承受车轮磨损、自然环境和化学腐蚀等作用，路面的质量会逐渐下降，甚至引发各种病害。因此，为了提高高速公路路面的使用性能和寿命，必须掌握正确的施工要点和养护策略。文章将详细探讨高速公路路面的养护决策系统，以期对实际工程提供有益的参考。

关键词：高速公路路面；路面养护；决策系统；设计与实现

引言

随着高速公路路面网的不断发展，高速公路路面通行里程不断增加，高速公路路面从大规模的建设阶段转向以管理和维护为主的养护阶段，如何合理分配有限的养护资金，在合理的时机制定耐久有效的养护措施，是高速公路路面养护管理部门需解决的难题。高速公路路面技术状况好坏、养护水平高低直接影响到路网整体服务功能的发挥。为快速提升高速公路路面养护管理水平，提出“精准养护”的新理念，即精准管理、精准决策和精准执行，并积极运用大数据等新一代信息化手段实现养护科学决策。

1高速公路路面养护决策系统设计的重要性

纵观高速公路路面运营管理工作体系，养护属于不可或缺的内容，以科学的方法开展养护工作有利于维持高速公路路面的良好通行状态，以便发挥出其经济效益和社会效益。首先，养护管理期间将产生丰富的资料数据，为高速公路路面运营管理工作的开展提供重要的参考，从而更加合理地规划后续的养护工作，有的放矢地将各项养护措施落实到位，保证养护的有效性。其次，高速公路路面车流量日益增加，若及时做好早期养护，将从源头上消除微小病害，以免由于病害的持续发展而造成严重的不良影响。最后，养护与管理对提高高速公路路面的耐久性也大有裨益，高速公路路面使用寿命的延长可提高工程设施的利用价值，减少资源投入，对社会经济的发展带来促进作用。

2高速公路路面养护决策系统设计实现策略分析

2.1预防性养护

预防性养护旨在通过提前采取措施预防和减少路面病害的发生，延长路面使用寿命，着重于预测、评估和解决潜在的问题，防止病害的扩大和加重。预防性养护的核心是早期发现和处理潜在的问题，需要建立完善的巡查和监测体系，定期对高速公路路面进行检查，及时获取路面状况信息，尽早发现病害迹象并采取相应的修补和维护措施，防止问题进一步扩大。此外，合理的维护计划和周期也是预防性养护的关键。根据路段的使用情况、气候特点和材料特性，制订科学的维护计划，可有效降低水的侵蚀和冻融作用对路面造成的损害，减少路面病害的发生。

2.2优化材料选择

综合考虑交通荷载、气候条件和路面类型等因素，确保选择的沥青材料性能与路面需求相匹配。不同路段选择不同类型的沥青材料，在选择过程中应优选具有良好耐久性和抗龟裂性的沥青材料，以更好地抵抗变形和龟裂，延长路面寿命。特殊条件下可以考虑使用再生沥青，这种环保型材料可以降低资源消耗、减少碳排放。在此基础上，应积极探索新的沥青材料，如高性能沥青混合料或玻璃纤维增强沥青混合料，以提高路面的性能和耐久性。

2.3优化工程质量控制优化

在高速公路路面沥青路面预防性养护过程中，技术人员需要确保养护工作符合国家和地方的道路质量标准与规范。在预防性养护施工过程中进行实时的质量检测和监控，有效控制工程质量，确保路面状况得到有效改善。首先，技术人员需要制订定期的检测计划，包括检测频率和检测方法。根据路段的使用情况和地理特点确定适当的检测时间间隔，以确保及时发现并处理潜在的问题。其次，使用多种检测方法，如视觉检查、摄像机扫描、地面雷达、核磁共振等，以全面评估路面状况。在此基础上，建立并维护路面养护数据库，记录每次检测的结果和评估数据，有助于跟踪路面状况的变化趋势，从而制订有效的养护计划，并预测未来的养护需求。最后，使用质量评分系统对路面状况进行定量评估，将路面问题分为不同的等级，并依据问题的严重性确定养护优先级，此举有助于确保养护资源得到合理分配，同时能够及时处理严重问题。

2.4沥青路面裂缝修补技术策略

根据裂缝的宽度、深度以及形态特点，将其分为不同横向裂缝、纵向裂缝、龟裂等不同类型，接着根据不同类型的裂缝，选择合适的修补材料和方法。常用的修补材料包括沥青热补料、聚合物修补料等，这些材料具有较好的黏附性和耐久性，能够有效填补裂缝并与路面形成紧密的连接，使用热补、冷补、填充等方法将这些材料应用在修补作业中，具体选择取决于裂缝的性质和规模。在修补过程中，必须严格按照操作规程进行，确保修补效果的稳定和持久。首先，清理裂缝周围的杂物和积水，保证修补材料能够充分附着于路面。其次，对于较宽的裂缝，可以采用预先切割的方式，将裂缝扩宽成V形，以增加修补材料的黏附面积。最后，将修补材料均匀地填充进裂缝中，使用专用工具进行压实，确保修补材料充分填充并与路面紧密结合。

2.5沥青路面变形处理技术策略

该方法的核心在于利用高分子聚合物材料，将其注入沥青路面的微观裂缝和孔隙中。这种高分子聚合物材料具有良好的黏附性和可塑性，在注入后能够充分填充路面的微小空隙，形成坚韧的填充层。同时，这种材料还具有较高的弹性模量和抗剪强度，能够有效增加路面的整体结构强度，减少变形发生的可能性。与传统的修复方法相比，微表处理法能够更精准地针对路面的微小缺陷进行修复，从而延长路面的使用寿命。微表处理法的操作也相对简便，只需将高分子聚合物材料预先加工成适当的黏稠度，然后通过注射设备将其注入路面的微观裂缝中，当材料凝固后整个施工过程就结束了。整个过程无须大规模的施工设备和复杂的工序，显著降低了路面养护的施工成本和维修时间。

2.6局部路面修补技术策略

局部路面修补是高速公路路面养护中常见且重要的措施，旨在针对路面的局部病害采取有针对性的修复方法，保障路面的平整度、耐久性和行车安全。局部路面修补的核心是确定病害部位，通过巡检、无损检测、遥感技术等手段，及时发现路面上的裂缝、坑槽、凹陷等问题，分析病害的类型、程度和成因，并根据病害的性质选择合适的修补方法和材料，有针对性地进行维护。在局部路面修补中，选择合适的修补材料和方法至关重要。对于小面积的裂缝和坑槽，可以采用沥青补修材料，并通过填充和封闭病害，恢复路面的平整度；对于较大面积的病害，可能需要进行深度修复，可以将损坏部分切割、去除再重新铺设新的材料，还可以采用快速硬化混凝土、水泥基料等材料，根据不同情况选择适宜的修补方法。

结束语

路面养护科学决策系统是基于先进养护理念、大数据、人工智能等技术，提出了大区段养护评价单元划分方法及养护管理评价模式，并基于路面结构、养护历史、交通荷载、环境气象等多源多层次细粒度数据融合分析，建立了高速公路路面长期性能预测、养护方案决策、资金优化配置等模型，提出了养护决策关键指标及阈值，实现了“基础数据管理—检测数据接入—技术状况评定—养护决策分析—“四新”技术后评价—综合展示分析”一体化，形成了路面智能养护科学决策体系。

参考文献

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[3]王孝雄.高速公路沥青路面预防性养护决策研究［D］.大连:大连理工大学,2020（2）:14-16.