预防性养护视角下道路检测指标与养护措施的关联性分析

期刊: 环球科学 DOI: PDF下载

肖卫东

吉安市建筑工程质量检测中心,江西省吉安市343000

摘要

在交通基础设施养护日益精细化的背景下,预防性养护逐渐成为提升道路使用寿命与运行效益的重要手段。道路检测指标作为表征路况变化的重要依据,其科学解读直接关系到养护策略的制定与执行效果。围绕检测数据与干预措施之间的响应关系,本文系统分析了各类指标的技术内涵与干预临界值设定逻辑,并构建基于多指标的措施匹配模型。通过实际路段案例验证了模型在优化养护资源配置、降低生命周期成本方面的有效性。研究结果为道路管理部门实现前瞻性、数据化的决策提供了技术支撑。


关键词

预防性养护;道路检测;指标响应;干预策略;数据模型

正文


随着公路资产运营规模持续扩大,如何在有限资源条件下延缓路面性能退化、保障通行安全与舒适性,已成为交通管理的重要课题。传统以损坏程度为依据的被动式养护模式逐渐暴露出响应滞后、成本高企等弊端,而以“早干预、轻处置”为核心的预防性养护理念,凭借其成本控制优势和长期效益,越来越受到重视。在此背景下,科学的检测指标不仅成为判断道路状态的基础参数,更是指导养护干预时机与措施选择的关键环节。准确识别各类指标与养护需求之间的匹配关系,对于提升管养工作的科学化、系统化水平具有重要意义。

一、道路预防性养护的理论基础与实践需求

(一)预防性养护的内涵与发展演变
预防性养护是一种以预判道路病害趋势、提前干预为核心的养护理念,强调在道路结构功能尚未明显下降时采取适度维护措施,以延缓其性能衰退过程[1]。与传统以修复为主的事后养护相比,预防性养护更注重长期经济性与服务性能的平稳延续。这一理念最早由美国联邦公路管理局系统提出并推广,近年来逐步在国内相关政策和养护实践中得到认可与应用。随着公路通行压力增加和管理精细化水平的提升,注重养护周期前移、干预时机精准、措施轻量高效的预防性养护逐渐成为主流方向。其核心目标在于通过及时性维护降低后期大修成本,同时保障路网运行的连续性与安全性。

(二)道路检测指标体系的构成及功能
道路检测指标是实施预防性养护的技术基础。常见指标主要包括平整度(IRI)、车辙深度、裂缝密度、路面破损率、结构承载力(FWD)、弯沉值、抗滑性能等。这些指标通过自动化设备或人工巡检方式采集,反映路面使用状况与潜在风险特征。平整度反映行驶舒适性变化趋势,车辙深度揭示结构层的永久变形问题,裂缝密度预示沥青疲劳破坏的早期表现,FWD与弯沉值则体现结构层整体承载能力。这些指标的组合分析有助于形成对路面运行状况的动态评估,并为决策层提供数据支持。在预防性养护实践中,检测指标不再仅作为“损坏确认”工具,而被广泛用于预测性分析和干预时机判断,其角色从被动反映转向主动引导,构建起从监测到应对的系统闭环。

二、道路检测指标与养护措施的响应关系分析

(一)典型检测指标与养护措施的逻辑匹配
道路检测数据的核心价值在于为养护措施的选择提供明确依据,不同类型和程度的指标变化对应着不同层级的技术响应。以平整度(IRI)为例,当其数值在1.8–2.5 m/km之间时,虽尚未严重影响行车舒适性,但已表现出路面结构或材料的早期衰退,此时若及时采取微表处或雾封层等轻型养护方式,可有效阻断劣化趋势;若指标持续恶化超出3.0 m/km,则需考虑结构性加铺或重新铺装。类似地,车辙深度反映交通荷载引起的路面永久变形,控制在8–10 mm范围内时可通过局部刨铣和罩面加以修复,超过13 mm则提示基层或底基层存在塑性变形,需要结构性调整。

裂缝密度与类型则是判断表面老化与结构疲劳的重要依据。线性裂缝一般采用灌缝工艺处理,网状或反射裂缝则需实施应力吸收层加铺或局部补强。FWD或弯沉检测可揭示路面结构层弹性模量下降趋势,值偏离正常范围时,建议进行结构加铺或碎石基层补强。抗滑性能下降则可通过撒砂、喷砂或抗滑磨耗层提升。指标间的耦合也体现出措施匹配的协同性,如裂缝和IRI同步变化通常预示复合性病害,需组合工艺处理[2]

(二)检测指标干预阈值与养护时机判断机制
养护的最佳介入时机往往隐藏在指标刚刚偏离正常水平的临界点,能否准确设定干预阈值决定了预防性养护的经济性与有效性。例如,当IRI值接近2.0 m/km、裂缝密度在5%–10%之间时,采取薄层罩面等措施的成本效益比远高于在其数值进一步恶化后的结构修复。通过历史数据积累与趋势分析,可提炼出不同路型、不同结构类型下的指标临界值,进而构建分层响应策略。在部分地区已形成以检测数据为触发信号的动态干预机制,通过年度指标跟踪与智能预警,推动“轻干预、频监测”的运行模式。

及时响应并非频繁养护的代名词,而是基于技术阈值设定的精准应对。以平整度为例,过早介入虽可延缓病害发展,但也可能导致资源浪费,影响成本效率;过迟干预则面临病害扩展、结构损伤加重等问题,修复费用将成倍增长。预防性养护的关键在于依据指标变化规律,动态调整干预节奏,实现最大限度延长使用寿命与最小化维护投入的双重目标。

三、基于数据驱动的指标–措施耦合模型构建与应用示例

(一)指标–措施耦合模型的构建思路与方法
传统养护管理多依赖经验判断,缺乏系统的数据分析与策略匹配机制,难以适应当前交通量增长与路网复杂化的发展趋势。通过构建基于检测数据的指标–措施耦合模型,可将多维技术指标与具体养护手段进行逻辑映射,实现科学、动态的技术干预。该模型以常规路面性能指标为输入变量,通过归一化处理和加权评估,建立各类指标之间的综合评估函数。结合模糊逻辑和层次分析法,对每一类养护措施设定响应区间和适应等级,形成“指标波动—技术响应—资源投入”之间的闭环决策体系。模型不仅可指导日常养护,还可在年初预算编制与资源调配中提供依据[3]

(二)典型路段案例分析与效果评估
以某省级公路为试点路段,收集近三年检测数据,按季度更新IRI、裂缝率、车辙深度与抗滑系数等指标。模型识别出多个指标轻度异常区域,匹配对应的表面养护方案并实施微表处处理。通过对处理前后指标变化情况进行对比发现,处理区域IRI值平均下降26%,裂缝密度下降32%,结构层未出现加速劣化迹象。与同期未实施干预的对照路段相比,其后续补强频次显著降低,单位面积的养护成本下降约18%。模型验证表明,耦合策略能有效提升养护决策的针对性与性价比,对实现基于数据的主动管理具有现实推动意义。

结语:道路养护正由粗放式管理向精细化、智能化方向转型,预防性养护理念的深入实践为其提供了可持续路径支撑。通过建立以检测数据为基础的指标-措施耦合机制,不仅能够提升干预决策的科学性,还可在实际工程中实现成本控制与性能保障的双赢目标。道路管理的关键在于对变化趋势的及时感知与高效应对,唯有将量化指标与策略选择深度融合,才能真正实现由“被动修复”向“主动治理”的转变。未来,应进一步推动数据采集技术、智能分析模型与现场应用场景的协同发展,助力道路资产管理向更高水平跃升。

参考文献:

[1]吴学武.同步碎石封层技术在公路预防性养护工程中应用[J].中华建设,2024,(07):172-174.

[2]余巍,梁霆.某高速公路交通事故与养护措施的关联性探析[J].交通世界,2018,(29):35-36.DOI:10.16248/j.cnki.11-3723/u.2018.29.014.

[3]何天涛.基于模糊物元的宁波市城镇道路中长期养护规划研究[J].湖南交通科技,2023,49(04):79-84.

 


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