浅析城市道路路面养护与施工管理
摘要：城市道路养护是城市道路建设的延续，其运行管理是确保城市道路运行状态的关键。随着我国经济和交通的快速发展，城市道路的实际使用寿命和设计指标往往会有较大的差距，在使用过程中往往会产生预期之外的损伤，而日益增大的交通压力对城市道路的养护管理也提出新的挑战。因此，必须通过信息化手段提高城市道路养护水平，加强对道路破损衰变过程的监控，建立有效的道路使用性能评价方法，使前期的设计与后期的管理能够得到融合，保障城市道路的通行能力。
关键词：道路预测，路面分析，路面管理系统，养护对策
随着城市建设的飞速发展，作为城市组成并占有重要位置的市政基础设施城市道路来讲，其功能性、使用性能每时每刻对城市的社会发展、经济发展、人民生活都有着不可分割的依存关系，管好城市道路能为人们提供良好的出行环境和市容环境。本文主要通过结合作者的工作实践经验从道路预测、路面分析、路面管理系统、养护对策等方面对城市道路路面的养护与施工管理进行简单的分析与总结。
一、路面预测
对路面使用性能作出合理的评价,是路面养护管理系统基本的组成部分。结合道路实际以路面的各种损坏状况作出正确的预测是非常重要的。
路面性能预测一般包括行驶功能预测和路面损坏预测。预测是决策的前提,是制定中长期路面养护计划的基础。路面在使用过程中,其性能属性必然随使用时间或累计轴载作用次数的增加而逐渐变坏,当恶化到某一界限时就需要采取修复和改善提高的措施以恢复提高路面的使用功能。
二、道路路面的基本分析
根据对路面使用性功能的分析,道路面层破损主要有6种类型较为突出,即裂缝、拥包、坑槽、沉陷、波浪、车辙，造成其出现的原因如下：
(1)在养护管理方面缺乏系统、科学、针对性。对某些道路病害认识不足,习惯于头痛医头,足痛医足的做法,在还未能够搞清病害、查明破损原因,定出针对性养护方法和管理措施的情况下,为了追求某种指标,盲于补修,其结果是部分补修形成效果不佳。
(2)道路基础选用材料不良。为了单纯地侧重于增产节约,盲目地进行修补或以利用废料为目的使路基强度不一,而后继续形成龟裂。
(3)掘路对城市道路的影响。近几年城市进行大规模的环境改造，在路面下需铺设煤气、供热、通信、电力、自来水等管线,这些工程都直接破坏路面的整体强度,夯填不到位必然会引起路面的沉陷。
(4)部分道路强度不足。由于目前交通量猛增,重载车辆增长较快,致使原路面结构已很不适应当前的交通量及荷载能力。一些道路由于路基稳定性不够,加之养护管理的不足,重载交通量比重大从而影响到道路的使用寿命。
三、路面管理系统
路面管理就是协调和控制与路面有关的全部活动,其目的是使公路管理部门合理利用有限资源,以期为道路使用者提供尽可能高的路面服务水平。路面管理系统一般由数据库、使用性能评价模型、使用性能预估模型、路面维修对策的选择分析等内容组成。
1、数据库建立
数据库是整个管理系统的核心,它将与道路有关的全部信息都纳入这个数据仓库中,是查询、浏览及报表输出的直接来源,更是进行使用性能评价、养护方案决策的基石。在本系统中,涉及到道路的历史档案数据、损坏数据和养护维修数据等,为提高系统的运行效率、尽量节省系统空间和准确、方便、快速地查询数据,必须规划好数据库结构,严格定义数据库的字段名。
为了减少大量野外工作,在数据采集前先对道路进行分段,路段单元的划分采用定长分段法,路段单元长度一般定为1km。路段划分完毕后,分段进行数据采集。目前国内对路面损坏状况数据的采集一般依靠手工目测的传统方法来量测。在进行弯沉测量时,采用落锤式弯沉仪FWD,在本路段内每100m采集一个弯沉值,然后加权平均得出本路段的代表弯沉。
2、路面使用性能评价
路面使用性能评价是依据所采集的路面状况数据,对路面性能满足使用要求的程度作出判断。利用这一判断,可以了解道路的服务水平,判别道路中需要采取养护和改建措施的路段,为之选择相应的养护和改建对策,并作为项目优先排序的一项依据。路面使用性能的评价主要包括4个方面:路面损坏状况、路面整体承载能力、路面行驶质量及路面抗滑能力。它们分别对应4个指数:路面损坏状况PCI、路面整体承载能力SI、路面行驶质量RQI及路面抗滑能力SRI。
开发的高速公路路面管理系统从系统界面中单击“输入”按钮即可进行损坏状况的输入,系统已自动给出所有的损坏类型,单击“分级标准”按钮便可以对照选出该损坏状况所属的级别。以路况损坏指标PCI为例,单击“计算PCI”按钮,系统便自动计算出各路段的PCI值(依据公路养护规范中评价模型)。“PCI图”按钮用以查看路面损坏状况指数PCI曲线,系统以直方图的形式显示了各路段的路面损坏状况指数PCI值,同时系统还自动拟合出整个路线的PCI值曲线,并在右上角显示出曲线方程,用户可从图中一目了然地观察到整个路线的路面损坏状况。
3、路面使用性能预估
在考虑当前路况的基础上,又考虑路龄的路面使用性能预测模型,预测的结果更为快速准确。应用马尔可夫过程进行路面建模的步骤主要包括:(1)选择使用性能变量,定义路况状态；(2)为不同路面类型或各种养护和改建措施分别提出转移概率矩阵；(3)利用转移概率矩阵预估某时段处于某种路况状态的概率。
无论采用哪种方法建立的使用性能预估模型,都有其特定的局限性。这主要是因为,建模的数据基础总是有限的,需要进一步积累；对模型所要反映的使用性能变化的物理性质的认识和经验积累又总是处于一定的历史阶段,需要不断深化。因此,模型的使用是有一定范围的,超出了它的干涉空间,模型将会失去意义。
4、路面维修对策的选择分析
路面对策的确定是一个较为复杂的决策过程,它涉及到路面现有的状况、传统的对策模式、决策者的经验知识和价值观念、以及可能的政策干预等诸多因素。目前决定对策选择的因素主要是路表具体损坏状况、结构状况。对于高速公路而言,路面抗滑状况也在很大程度上影响对策的制定。衡量路面整体使用性能的指标如损坏状况指数、结构承载能力指数、路面行驶质量指数、路面抗滑指数决定了路面是需要大中修还是仅进行日常养护和局部的维修处理。路表的局部性能状况如路表出现的损坏类型、严重程度、局部坑槽等决定了日常养护和小修对策的制定。
四、城市道路路面的养护对策
路面就其使用功能来讲,由于在建设过程中施工方法、采用材料、施工条件的差异对道路质量都有不同程度的影响,随着交通量的变化,综合多种性的“先天不足”,往往路面会出现多种病害,这就不能采取单纯的以一种原因去考察,而应当进行综合研究,从大量相关因素中取其主要因素,主要原因找出后再对养护决策进行优化排列,现对主要常见道路病害提出自己的见解:
1、坑槽
油料老化或用油量偏低,矿料尘土影响黏结,压实密度不足,积水、石料质差、龟裂处理缓慢,导致面层松散,外部冲击形成坑洼,一般为单独,有少量成片连接。用路面铣刨机铣刨10cm左右,路面废料清扫干净后均匀喷洒一层沥青结合油6cm粗粒式沥青混凝土,4cm细粒式沥青混凝土；8t~12t压路机反复碾压成型。
2、龟裂(网状龟裂)
车辆荷载重复作用,引起路面疲劳破坏,路面结构层石料不纯,含尘土大,沥青未黏结压实,路基不稳定,强度不均成型,一般缝较粗,纵横交错,呈老化状态,近似等量状态裂块,近似规则形状,似龟背,干燥时路面强度高。用W2000路面铣刨机铣刨15cm左右,路面废料清扫干净后均匀喷洒一层沥青结合油7cm粗粒式沥青混凝土,4cm细粒式沥青混凝土；8t~12t压路机反复碾压成型。
修补路面一定要切割成型,切割深度要和路面结构一致(10cm左右),再用沥青灌缝机进行灌缝溜边,宽度5cm~20cm以保证新旧路面黏结。
3、井框高差
路面上管井井盖高于或低于相邻路面,井框周围压实捣固不实,操作不严导致路面破坏下沉。对此类问题我们进行多年探索考察也试验多种方法认为,分层浇注水泥混凝土效果明显:如在狄村街道路改造工程中把井周围60cm范围内下挖致土路基层拆除旧井、支模、用C25水泥混凝土20cm一个浇注层依据路面施工结构分层浇注,经过一年来观察井框周路面状况良好。
任何一条道路均含有对社会、经济的重要性，因此我们要在保证经济效益的同时更要注重社会效益,减少社会投诉率、保证市政设施的完好率,对路面的养护管理规范化、科学化、系统化、决策程序上避免盲目性,对不同道路病害做出不同处理方法,使市政管养事业向好的轨道迈进一步。
参考文献:
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[2]姚祖康,孙立军,胡东明等.沥青路面使用性能评价[J].土木工程学报,1989