国省公路技术状况评价方法及应用

 2021-11-25 02:11

论文总字数:28455字

摘 要

公路技术状况评价是公路建成以后对其评价的重要组成部分。对已经建成的公路进行评价,主要包括经济评价和技术评价两个方面,其重要性已经逐渐被人们所认识。而国省公路的技术状况评价有助于道路的设计与规划,但是国内外目前对于国省公路的技术状况评价内容不够完整,研究不够全面深入。国内目前很多道路的评价与养护都是基于道路管理部门对于道路状况的定性评价和经验分析,由于没有定量理论的支持和精确的分析,道路的评价与养护存在很多问题,包括道路服务水平得不到提高、道路养护不到位,浪费大量人力物力财力等。

针对这一问题,本文从公路和公路网两个方面对国省公路的技术状况进行研究。在研究过程中,对于公路,采用公路状况指数模型(MQI)进行评价,并利用等效长度加权法对数据进行处理,形成新的综合评价指标。对于公路网,采用多重指标对其进行评价,建立技术评价体系,并将此评价体系应用到山东省枣庄市国省公路的技术状况评价中去,取得了较好的评价效果。

关键词:技术状况评价;评价研究;等效长度加权法

TECHNICAL STATUS ASSESSMENT AND ITS APPLICATIONS OF NATIONAL AND PROVINCIAL HIGHWAYS

Abstract

The evaluation of highway technical status is an important part of the highway construction. The evaluation of the highway which has been built has two aspects including economic evaluation and technical evaluation, the importance of which has gradually been recognized by people. The technical status of national and provincial highways are helpful to the design and planning of the roads. However the content of the technical situation of the national and provincial highway is not complete, and the research is not comprehensive and thorough.

In order to solve this problem, this paper is to research the technical conditions of the national and provincial roads from two aspects including the highways and the road networks. In the process of research, for highways, Maintenance Quality Indicator (MQI) is used to evaluate and the Equivalent length weighting method is used to process the data. This paper formed a new comprehensive evaluation index. For the highway network, the multiple indexes are used to evaluate. The technology evaluation system is established, and the evaluation system is applied to the technical situation of the highway in Zaozhuang of Shandong Province, and the good results are obtained.

Key words:Technical status evaluation; Evaluation research;

目录

摘要 1

Abstract 2

第一章 绪论 5

1.1 研究背景及意义 5

1.1.1 研究背景 5

1.1.2 研究意义 5

1.2 国内外研究现状 6

1.2.1 国外研究现状 6

1.2.2 国内研究现状 7

1.2.3 现有成果总结 7

1.3 论文研究内容与技术路线 8

1.3.1 论文研究内容 8

1.3.2 论文技术路线 8

1.3.3 论文各章节安排 8

第二章 国省公路的技术性能评价 9

2.1 技术状况评价模型 9

2.1.1 现时服务能力指数(PSI) 9

2.1.2 养护控制指数(MCI) 9

2.1.3 路面状况指数(PCI) 10

2.1.4 路面状况指数(RCI) 10

2.1.5 公路状况指数(MQI) 10

2.2 国省公路的技术性能评价体系 11

2.3 国省公路的技术性能评价指标 12

2.3.1 评价内容及评价指标 12

2.3.2 路面性能指数 PQI 12

2.3.3 路基性能指数 SCI 15

2.3.4 桥隧构造物性能指数 BCI 15

2.3.5 沿线设施性能指数 TCI 16

2.4 国省公路的技术性能评价方法——等效长度加权法 16

2.4.1 等效长度加权法的建立 16

2.4.2 等效长度加权法在评价公路技术状况的应用 17

第三章 国省公路网的技术评价 22

3.1 公路网的技术评价方法 22

3.2 公路网的技术评价指标 22

3.2.1 路网里程及等级结构 22

3.2.2 路网理想规模接近度 23

3.2.3 路网连通度 23

3.2.4 路网密度 23

3.2.5 路网交通质量 23

3.2.6 路网可达性 25

3.3 枣庄国省公路网技术状况案例研究 25

第四章 结论与展望 27

4.1 全文总结 27

4.2 问题与展望 28

致谢 29

参考文献 30

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.1.1 研究背景

国省公路是全国或全省具有政治、经济意义的主要干线公路,其作为公路体系的重要组成部分,在全国的交通发展中发挥着重要的作用。国省公路的服务水平是衡量一个国家和地区经济与社会发展情况的重要标志,公路的服务水平够促进经济社会的发展,并对经济社会发展的速度与进程具有重要意义[1]

随着国家经济的迅猛发展,对于公路建设的重视逐渐加强,我国公路建设得到了历史性的飞跃和完善。截至2014年底,全国公路总里程达到446.39万公里,其中高速公路通车里程达到11.19万公里,农村公路通车里程达到378.5万公里。“五纵七横”国道主干线提前预期计划建成,中国国家高速公路网“71118网”稳步实施。人们不仅认识到公路的重要性,认为其是与人们生活息息相关的部分,同时,对公路包括公路的服务水平、技术水平等提出了更高的要求。那么,如何科学评价公路的技术水平,如何使公路更好地为我们的生活提供方便,是我们越来越需要重视和关心的课题。

但是,目前公路管理部门因为缺乏动态技术将公路技术管理信息进行收集和统计,从而无法形成一个完整的管理体系来对公路系统进行检测、评价,并且根据评价结果对公路以后的建设和改进进行科学的养护决策。然而,目前我国公路的养护管理并没有依靠先进完善的管理体系,而主要依靠公路管理人员的了解和判断,主观性较大,其中包括对公路使用状况的定性了解和经验来判断和决策。所以存在决策过程中,常常由于缺乏经验以及对公路整体服务及技术水平只有定性估计而没有定量掌握,从而导致公路评价和养护管理方案不够合理,这样就造成了道路服务水平下降、养护资金浪费,养护效果不显著及使用者时间提高和费用上升的问题。因此,这就意味着十分有必要去运用合适的评价方法对公路的技术性能做出合理评价、及时掌握公路使用状况和路面情况[2]

1.1.2 研究意义

本课题主要研究国省公路的技术状况评价方法,并结合具体城市对建立的评价方法进行实际应用。本项目的研究具有以下几个方面的意义:

其一是它的重要性。国省公路对其技术状况的评价是在规划和建设布局过程中针对公路和公路网状况、规划方案以及各阶段运行效果、运行出现的问题的描述和分析,在国省公路在规划和建设布局中有着重要的作用,对规划的目标、步骤和结果有着重要影响。对于国省公路的技术评价的目标、评价指标、评价体系和评价分析的理论与方法是国省公路技术状况研究与分析的关键内容。因此,对国省公路技术状况评价的理论和方法研究以及公路的技术状况作出合理的评价有着重要作用,评价结果对于道路进行科学的规划和布局具有相当总要的意义[3]

其二是它的价值性。从总体看来,无论是在我国还是在世界其他国家,无论是在理论层面抑或是在实践领域;目前公路的技术状况评价的理论和方法研究,都缺乏成熟的理论和技术支撑,许多研究存在的不同程度空白和不足,并在实际工程中应用很少,致使国省公路的规划与建设、养护与管理带有很大的盲目性,不仅会浪费大量的人力物力,而且又得不到预期的良好效果。因此,做好国省公路评价的理论和方法研究是很有必要的[4]

其三是它的实践性。本课题主要研究国省公路的技术状况评价方法及其应用,从公路技术性能和公路网技术性能两个方面考虑,从国省公路技术指标的分类入手,通过建立国省公路的技术状况评价模型,确定研究的评价对象和评价目标,提出对国省公路技术状况进行科学合理评价的方法,再结合具体城市对建立的评价方法的案例从而进行实际应用并探讨评价方法的适用性[5]。因此,本课题的实践性较强。

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国外研究现状

国外诸多研究项目针对公路技术状况评价方法体系和理论的研究及应用时间较早,内容较多,广度较大,程度较深[6]

Hasen, Michael Milner David 和Yin.Stanley以美国得克萨斯州哈里斯县的 Katy 高速公路改建项目来进行研究和分析,探讨了包括分析和解决路基路面不均匀沉降和由于路基施工分阶段引起的快车道新堤相邻之间存在差异等的桥梁设计有关的技术问题。

1990年英国建筑研究所研发了一种绿色建筑评估体系——BREEAM,它是世界上第一个绿色建筑评估系统,其意义十分重大。该体系在许多国家和地区得到发展、改进和推广,其不断成熟发展,并在实际工程中得到成功应用和改善。如香港的建筑环境评估体系HK-BEAM、加拿大的BREEAM绿色评估体系、新西兰的绿色住宅计划等都是BREEAM在不同地区的推广和改进版本[7]

2001年,日本研发了一套评价方法,即 CASBEE (Comprehensive Assessment System for Building Environmental Efficiency) 它是在原有环境性能的评价体系基础上,从可持续发展的观点来加以改进的。但此评价体系由于某些因素的限制,在行业内的广泛发展受到了制约。限制因素主要包括:第一,并未考虑到评价体系中不同层次间的联系;第二,在设计评价体系时并没有结合各地方的地域特征,许多国家在使用BREEAM或者由它衍生出来的版本时,不可能根据各地方的特点制定出适应各地的不同版本,即BREEAM在初始设计时并没有考虑到使用该体系的不同国家和地区之间存在差异,不能统一使用相同标准[8]。例如,虽然CASBEE是BREEAM衍生出来的版本,但CASBEE只在日本得到了比较成功的应用。第三,所有这些评价系统的评估对象和目标都只有绿色建筑,如学校、办公楼、商场等封闭性的建筑。然而公路根据其自身特点,由于其露天性,线路距离长,覆盖地面范围广并且上面交通状况比较复杂,所以借鉴之前所述评价体系用于对公路进行评价,则需要根据实际情况进行进一步的修正和完善改进[9]

1.2.2 国内研究现状

同济大学的刘可博士研究了水泥混凝土路面管理系统,他对路面使用性能进行预测,并且根据预测结果提出了水泥混凝土路面使用性能的评价体系、构建了养护对策模型和费用模型。闻绍明等人利用AHP层次分析法对路面养护计划的制定过程的优先顺序进行研究,该研究解决了路面养护决策的科学性问题,其影响因素包括路面的平整度、损坏状况、路面结构的强度、交通量的大小及交通状况等,但是其研究并未涉及到公路技术状况评价及养护质量管理[10]

倪大虎在《普通公路路面工程质量管理研究》一文中,指出当前对于公路路面工程质量的保证和管理制度不规范,强调应建立质量奖罚制度,对公路质量目标进行分解,编制项目质量计划[11]

段应吕等人指出高等级公路的养护评价理论体系是一个层状结构,其评价指标体系可以划分为三个层次,分别是目标层、准则层(一级指标)和指标层(二级指标)。分别代表评价过程的最终结果、评价的对象或主要影响因素以及包括反映各评价对象养护状况的评价指标[12-14]

国家路面管理系统 CPMS是我国路面管理系统重要的里程碑,极大地促进了路面管理和养护系统的发展。该系统是在国家重点公关项目“干线公路路面评价养护系统成套技术”研究的基础上建立的。国家路面管理系统是我国干线公路路面评价管理和养护系统,并且国家将其作为重点项目在全国各省份大力推广[15]

1.2.3 现有成果总结

国内外主要的研究成果包括以下两个方面:

1)路面的技术评价方面。对于路面的技术评价方面,多从路面的使用性能(公路线形、路基构造物、路面使用状况、公路美学)、路面结构、损坏状况等方面考虑;

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