路面管理系统的发展现状及存在的不足综述

何俊仪

(重庆交通大学土木工程学院 重庆 400074)

公路建设是我国的基础建设，经过几十年的发展，现如今已基本实现全国主要城市的全方位覆盖。路面管理系统涉及较广，目前还没有一个明确的定义。路面管理系统是通过系统分析的方法，综合考虑技术、经济、社会和政治等方面因素，协调各项路面管理活动，促使路面管理过程系统化[1]。路面管理系统是一项综合道路工程、系统工程、经济分析、检测技术和计算机应用的成套技术。路面管理系统的原理是把整理成型的客观事物抽象成概念模型，再转化成计算机模型的过程，最终实现对路面良好管理的目的。

路面管理系统一般由数据管理系统、路面性能评价、路面性能预测和路面养护决策四部分组成，如图1所示。

图1 路面管理系统

(一)数据管理系统

在对路面进行检测过程中，会得出很多测定的各项数据，这些数据可能是通过不同的方法得到的，有些数据有效，有些无效，而路面管理是建立在正确的数据之上的，需要把得到的各种数据进行筛分，丢弃不符合要求的数据，以确保数据的正确性，这是一项巨大的工程，因此需要对数据进行管理。通常，数据管理系统包括数据采集和数据库管理两方面。

有效且真实的数据是路面管理系统顺利实施的重中之重。首先采用正确的方法进行数据收集，再根据路段的属性选择适合的性能评估模型，对其进行分析评价，并做出判断结果。根据所得的结果，分析判别哪些路段需要整修或养护以及采用何种方式才能收获最大的效益。为了得出路面性能评价结果，需要采集的路况数据包括平整度、路面损坏、结构承载力和抗滑能力这四个方面。同时，对路面交通特性数据的采集也是进行正确评价的重要要素。只有路况数据与交通数据完美结合，才能对路面预测得出正确的结果。

在获得大量的数据后，需要根据道路的实际情况及现行标准对数据进行加工分析，针对不同的数据设置对应的参数，方便系统能更快的进行统计、分析，在此基础上建立了数据库。数据库管理有数据输入、数据查询、数据统计分析、为网级系统提供决策数据和为项目级系统提供工程分析数据的功能。

(二)路面性能评价

基于采集的路面数据，对其进行路面使用性能评价，判断道路状况是否满足使用者的期望。《公路技术状况评定标准》中，路面使用性能评价有五个单项指标：路面损坏状况指数PCI、行驶质量指数RQI、车辙深度指数RDI、路面抗滑性能指数SRI、路面结构强度指数PSSI。路面使用性能评价指标分为单项评价指标和综合评价指标。单项评价指标是对路面的某一方面特性进行评价，如路面结构承载力、车辙、损坏状况、行驶质量、抗滑性能等。综合评价指标是在其基础上，考虑到各单项指标对道路总体水平的不同影响程度，为其分配不同的权重值，然后各指标与其权重系数组合得到，综合评价指标评价路面使用性能的综合状况，并作为网络级项目养护与维修顺序的判定依据。

(三)路面性能预测

为了得出具有显著效益的切实可行的执行方案，预先估计路面使用性能的各项指标在不同的外部条件下随时间变化规律需要为预估建立的关系式，这被称为路面使用性能预测模型。通过建立预测模型，能计算出道路在满足长期服务的条件下所花费的最少养护费用，为决策者提供最具有价值的养护方案。

目前，高速公路沥青路面使用性能预测模型主要分为确定型模型、概率型模型、神经网络模型和灰色预测模型。其中，确定型模型的主要特点是预测结果确定，又分为经验型、力学型和力学经验型。经验型模型是以与路面性能相关的要素为研究对象，利用相应分析方法对路面性能与该项因素的相关关系进行刻画，并从中选出较为代表性的要素来对高速公路沥青路面进行性能分析。力学型以弹性理论作基石，主要借助力学分析，对路面荷载作用下的路面受力情况进行分析，寻找路面结构的合理设计。力学经验型将力学计算的准确性与经验模型的客观性相结合，形成了一种可实施性强的路面性能预测模型，如路面性能评价系统PWRS和路面性能数学模型MMOPP。

经过五十多年的发展，路面管理系统已取得了相当的规模，现已在世界大部分国家和地区得到应用。但是，现在路面管理系统还不够完善，仍存在一些问题，需要更进一步的改进和提高。

(一)数据采集与处理

有效的数据是路面管理系统实施的关键，而我国路面的数据采集及处理一直以来就存在着较大问题。一方面，在进行路面数据采集时，还存在着传统的采集方式—人工目测，来判断路面破坏的类型及损坏的严重程度，这种人工评判是片面的，对于同一路段，不同的检测人员会根据自己的经验对同一种破坏做出不同程度的检测结果，这样得出的结果没有真实性，不存在参考价值。另一方面，我国路况数据的采集手段较为落后，再加上在数据采集时所花费的的时间不一定满足规范要求，可能导致关键数据的遗漏或精度值差，不能作为分析参考，很难建立切实有效的管理系统，不利于路面管理系统的全面发展。传统的路面管理系统对路段采用等长或变长分段法进行划分。

(二)模型缺乏地域独特性

路面管理系统中会引入很多的预测模型，这些模型的建立主要采用的是力学法、经验力学法和回归分析法。模型中的很多参数的取值具有同一性，没有根据不同地域的特性建立具有地域特征的预测模型。同时，模型本身也存在许多的不足，需要不断改进及优化。我国的模型很多都是基于国外的模型发展的，在借鉴国外成熟经验的同时，我们也发现，国外的性能模型是以其本地的高速公路路面的结构、地理环境为基础建立的，符合该地区的地域属性特征，具有独特性。我国并不能直接引用国外的性能模型，用于国内的高速公路路面管理系统中[2]。

(三)评价指标缺乏标准化

指标评价在管理系统中是非常重要的一步，它关系着管理人员的决策是否能实现资源最优化配置的效果。在指标评价过程中，需要结合各地区的实际情况加以评价，具体的情况具体分析，不要统一而片面的规划，毕竟由于每个地方地面所处的环境条件、交通量、路面结构及类型存在明显的差异，造成路面破坏的主要类型也就相应不同。

路面管理系统是顺应社会需求而快速发展起来的，是非常有用的现代综合管理技术。它改变了传统落后的公路管理模式，使公路管理决策更加科学化、客观化和信息化[3]。路面管理系统发展到今天虽然还存在许多问题，但我们应树立辩证、发展的眼光看问题，它会同其它新生事物一样螺旋向上发展，最终会越来越迎合使用者的期望。随着人们对路面管理系统的研究不断深入，更多的新技术会用于路面管理系统中，最终必会不断完善路面管理系统。