城路面设计系统.docx

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1、城市路面设计系统39. 1简介建立和实施项目级水平上的路面管理系统， 其目的是应用于州和省的道路管 理。一九八五年，在奥斯汀和德克萨斯建立了一个典型的项目级路面管理系统。 它将柔性路面设计系统FPS、刚性路面设计系统 RPS和路面系统分析方法SAMP的概念与德克萨斯州公路运输部门的设计实践结合在一起。在编写程序 时，重点放在提供便于城市工程师应用的输入输出格式。在19891990年间，美国铁路工程有限责任公司的工程师，在一项国内基金项目中修改了这一系统， 将结构设计模型应用于路面结构的设计，产生了城市道路设计系统，简称 MPDS-1 ,为地方工程师提供了一个项目级水平上的路面管理系统。由于模型

2、的 基本结构类似于以前所描述的系统。因此，下面将重点讲述这一系统的应用而不 是细节方面的描述。39 . 2 MPDS-1 的特征MPDS-1虽然与FPS和RPS等系统结构类似，但它比这些系统更先进。因 为它将柔性和刚性路面的分析与设计包含在一个设计系统中。这一模型的使用方法与其它模型类似，需要使用者输入信息，经过分析后从一系列对策中选出最佳Zu 0数据输入后，程序对其进行逻辑的和限制范围的检查以帮助工程师输入正确 数据。这是在FPS和RPS上的一项改进，可以进行块操作。MPDS-1输入的数 据类型与RPS或FPS类似，取决于所设计路面的类型。在分析过程中，根据跃同各层允许厚度的范围， MPDS

3、-1产生一系列可选设 计方案。程序运行时，从路面最小厚度开始，然后以使用者规定的步长逐级增加 表面厚度。对每一设计方案，都要检验其是否满足最大初期修费和厚度的约束条 件。对满足初期寿命约不的方案进行罩面分析。除罩面外，在 MPDS-1系统中, 在原始路面或罩面达到最低可接受水平之前，考虑采用封层作为一个预防性的养 护措施。图391是三种对策的路面使用性能曲线， 它们将在MPDS-1系统中自动生成。a）一阶段路面设计对策b）两阶段柔性路面设计对策c）考虑封层的两阶段柔性路面设计对策图39. 1可选路面设计对策的举例MPDS-1在设计上有一个内在的约束，由程序进行控制。一旦某种设计满足 了所需的服

4、务寿命，增加路面厚度满足所需的设计寿命。例如，如果三英寸的面 层厚度满足所需的设计寿命，那么，程序将不再考虑 3.5英寸的面层厚度。因增 加的厚度的提高了费用而没有延长路面寿命。程序在分析每一个可选方案时，计算出各方案的费用。程序可计算初期修建 费、常规养护费、封层费用、罩面费用以及由于修筑封层和罩面导致的用户延误 费。图39. 2是针对某种设计对策的费用。所有将来的费用都贴现为现在的费 用并计算出成本的总现值。图39 . 2对某一给定路面设计对策的寿命周期费用举例程序的输出是一张表格，包含几种设计对策，以最低成本现值按顺序分类， 供设计工程师选择最佳对策。在选择满足设计要求的最佳方案时，还要

5、考虑到工 程技术问题。选出的方案也许不是成本总现值最低的方案， 但至少是工程师经过 比较后的决策。39 . 3 MPDS-1 举例下面所举的例子是关于典型的城市柔性路面的设计。假定当现有路况功能指 标PSI为3.2时，加铺封层，能使路面或罩面的使用寿命延长两年。 所有罩面都 假设为2英寸厚，在PSI降到2.0时，采用罩面进行改进。路面各层的厚度范围规定如下:厚度沥吉伦（英寸）柔性基层（英寸）柔性底基层（英寸）最小1.54.4.最大4.06.8._ J k0.51.2.这样组合出了 54种初始路面设计方案，由MPDS-1逐个考虑。图39. 1是可行对策的一部分。在这10种对策中，有5种不满足初始

6、状况的约束条件，有 3种满足初始的约束条件并对罩面进行分析。其余的两个对策由于采用过于安全 的设计，因而不进行分析考虑。表39. 2是对表39. 1中三个可行方案的费用分析。分析显示：初期投资低的路面，即使在十三年后需加铺罩面，也仍然具有最低的成本总现值。表39. 1路面结构设计的对策生成过程对策 编号初始路面层次厚度（英 寸）初始路面使用期（年）2英寸膏体沥 青罩面使用期 （年）各方 案的 路面 寿命 （年）备注沥吉 碎柔性 基层柔性底 基层封层刖封层 后封层刖封层 后11.54433排除-1,2,421.54644排除-1,2,431.548688排除-2,441.5587916排除-3,

7、451.5688105717排除-462.06811135720可行72.56815520可行83.0681820520可行93.568排除-5104.068排除-5注：1初野面没有达到封层年限。2 在第一次罩面前，初建路面不能维持3罩面没有达到封层年队4对策不能持续到整个分析龈5过于安全的町Q表39. 2三种可行路面设计对策的比较设计/费用因素设计对策567初建 路面使用期（年）131520HMAC表面厚度（英寸）2.2.53.柔性基层厚度（英寸）666底基层厚度（英寸）888封层年（年）1118HMA使用期（年）75C罩面厚度（英寸）22封层年（年）18费用 现值（$/SY）初期修建30

8、.8433.235.55初期养护0.40.470.61初期封层0.470.33初始路面拆余值罩向 修建-2.91-3.13-3.55罩间建设3.453.13罩向养护0.190.13罩面封层0.33罩回拆余值-2.45-2.45总净值30.3231.3433.1439. 4小结本章论述了项目级路面管理系统对地方管理部门的适用性。 这一方法比传统 设计方法需要采集更多的数据，输入更多的信息。在对不同路面设计项目输入和 输出信息进行了仔细的选择的检查后， 程序使用者可选出经济合理的方案， 合理 使用有限资金如果路面的每一次修建、重建和加铺罩面都采用这一系统来完成。 那么地方部门就能够判断出如何将有限资金合理分配到路网上能够取得最佳效 果的路段上。复习题：1城市觥管理与州或国家魅平的管理有何不同 ?请至少列出三个不同点。2在城市道路管理中：网级还是项目级水平更为重要？