舗装管理

舗装管理とは、道路やその他の舗装施設のネットワーク全体の舗装状態を最適化するために、 ネットワークの保守と修理を計画するプロセスです。

これは空港の滑走路や海上貨物ターミナルにも適用されており、実質的には高速道路の管理者全員が舗装管理を行っている。^[1]

舗装管理は、小規模および大規模な道路の保守および再建プロジェクトに対するより体系的なアプローチにライフサイクルコストを組み込んでいます。プロジェクトを実行する前に、ネットワーク全体のニーズと予算予測が考慮されます^[2] 。これは、データ収集のコストが大幅に変わる可能性があるためです^{[3] [4]。}舗装管理には、高品質の舗装インベントリを維持し、道路ネットワークの全体的な状態を望ましいレベルで維持するために必要な多くの側面とタスクが含まれます^[5] 。舗装管理は、あらゆる交通インフラの計画から保守までの舗装のライフサイクル全体をカバーしますが、道路資産管理と道路保守計画は、より具体的には道路インフラを対象としています。

米国では、政府会計基準審議会（GASB）の基準書34 ^[6]の導入が、州政府および地方政府の財務報告要件に劇的な影響を及ぼしている。1999年6月に導入されたこの規定は、政府機関が財務諸表でインフラ資産の価値を報告することを推奨している。GASBは、政府機関が長期資本資産を資本化するために取得原価アプローチを使用することを推奨しているが、履歴情報が利用できない場合は、資産の現在の再調達原価に基づく代替アプローチのガイダンスが提供される。資産の使用に関連するコストを表す方法も選択する必要があり、GASBは2つの方法を認めている。1つの方法は、資産を時間の経過とともに減価償却する方法である。一方、修正されたアプローチは、資産の保全を考慮した体系的で防御可能なアプローチの使用に基づいて、政府機関に資産の価値を報告する際の柔軟性を提供する。^[7]舗装管理と舗装管理システムは、舗装資産を評価し、修正減価償却アプローチに基づくGASB34の要件を満たすために必要なツールを政府機関に提供します。

舗装管理システム (PMS) は、舗装管理の決定を支援するために使用される計画ツールです。PMS ソフトウェア プログラムは、交通量や天候による将来の舗装の劣化をモデル化し、舗装の種類と年数、および既存の舗装品質のさまざまな測定値に基づいて、道路の舗装のメンテナンスと修理を推奨します。測定は、地上の人間が行うことも、移動中の車両から目視することも、車両に取り付けられた自動センサーを使用して行うこともできます。PMS ソフトウェアは、多くの場合、道路または道路区間の舗装品質測定値に基づいて、ユーザーが複合的な舗装品質ランキングを作成するのに役立ちます。推奨事項は通常、より大規模な再構築が必要になるまで道路を劣化させるのではなく、 予測的なメンテナンスに偏っています。

舗装管理システムによって実行される一般的なタスクは次のとおりです。

1. 舗装の状態を調査し、良好な舗装、普通舗装、不良舗装を識別します。
2. 交通量、道路の機能クラス、コミュニティの需要に基づいて、道路セグメントの重要度評価を割り当てます。
3. 道路を良好な状態に保つために、道路のメンテナンスを計画的に行う。^[8]
4. 残りの資金が許す限り、劣悪な舗装と良好な舗装の補修を計画する。^[9]

研究によると、道路を良好な状態に保つことは、劣化した道路を修復するよりもはるかに安価です。このため、舗装管理システムでは、状態の悪い道路を再建するのではなく、良好な状態の道路の予防保守を優先します。生涯コストと長期的な舗装状態の観点から、これによりシステムのパフォーマンスが向上します。悪い道路の修復に集中する機関は、すべての道路を修復するまでに、状態が良かった道路が劣化していることに気付くことがよくあります。^[10]

カリフォルニア州は、1979年にPMSを導入した最初の州の一つです。当時の他の州と同様に、最初のPMSはメインフレームコンピュータをベースにしており、大規模なデータベースの規定が含まれていました。^[11] これは、長期的な保守資金の必要性を決定し、資金が不足した場合にネットワークの状態に与える影響を調べるために使用できます。

舗装管理プロセスは、SirWayを含むいくつかの舗装管理システムに組み込まれています。^[12]以下の管理アプローチは、PAVER管理システムの開発の一環として、過去30年間にわたって進化してきました（米国陸軍COE、建設工学研究所、Micro PAVER 2004）。

このアプローチは次のステップから構成されるプロセスである: ^[13]

1. 在庫定義
2. 舗装検査
3. 状態評価
4. コンディション予測
5. 状態分析
6. 作業計画

通常、舗装管理では、道路インベントリを作成し、資産位置参照システム (ALRS) に関連付ける必要があります。道路インベントリには、座標参照システムと線形参照システムの両方を使用した道路の位置、道路の幅、道路の長さ、舗装の種類が含まれます。

舗装状態は、さまざまな状態変数を伴う構造的状態と機能的状態に分けることができます。機能的状態は、粗さ、テクスチャ、滑り抵抗に分けられ、構造的状態には機械的特性と舗装の損傷が含まれます。^[14]このような指標を測定するために、高価なレーザーベースのツールが広く使用されていますが、RGB-Dセンサーなどの費用対効果の高いツールの開発により、データ収集のコストが大幅に削減されています。^[4]

舗装の状態予測は、しばしば舗装劣化モデリングと呼ばれ、機械的または経験的モデルに基づくことができます。また、ハイブリッドパラメータ化モデルも人気があります。最近では、マルコフモデルと機械学習に基づく他の方法が提案されており、以前の方法よりも優れています。^{[15] [16] [3]} 舗装の劣化は、交通状況と気象条件によって引き起こされます。また、材料と建設の選択も劣化プロセスに影響を与えます。状態予測では、経験的モデルが機械的モデルとハイブリッドモデルよりも優れていることが示されています。^[17]

作業計画は本質的には道路保守計画であり、社会にかかるコストの最小化などの望ましい基準に従って、保守作業が空間的にも時間的にも割り当てられます。