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原文传递甘肃省高速公路沥青路面使用性能评价与预测决策研究

论文题名：	甘肃省高速公路沥青路面使用性能评价与预测决策研究
关键词：	高速公路;沥青路面;使用性能;模型预测;养护时机
摘要：	在甘肃省委、省政府对甘肃省交通建设事业的大力支持下，甘肃省公路建设事业取得了显著的成果。高速公路建设的飞速发展有效缓解了交通运输紧张状况，与此同时，随着交通量的增长，高速公路局部路段出现车辙、龟裂等病害，严重威胁了行车安全，降低了高速公路的服务水平。传统依赖经验以及半经验的养护决策造成了养护资金严重浪费，路面破损加剧。因此需要建立一个高效的高速公路沥青路面养护决策系统，有效的减少养护资金的浪费，提高路面的使用性能。本文以甘肃省高速公路沥青路面为依托，对高速公路沥青路面使用性能评价、预测及决策技术进行研究，主要研究内容及成果有: 　　结合甘肃省高速公路建设概况和已有的分区研究，将甘肃省高速公路网划分为四个分区，对四个分区高速公路沥青路面主导损害类型进行了统计分析，统计分析结果表明:Ⅰ区、Ⅱ区主导损害类型为修补和车辙，Ⅱ区修补病害较Ⅰ区轻微，但是裂缝类病害较Ⅰ区严重;Ⅲ区主导损害类型为裂缝类病害和车辙，Ⅳ区主导损害类型为裂缝类病害，Ⅲ区裂缝类病害以横向裂缝和纵向裂缝为主，Ⅳ区裂缝类病害以纵向裂缝为主。　　运用主成分-聚类分析法对养护路段划分进行了研究。针对PCI作为养护路段划分指标的缺陷，本文在养护路段划分时选择沥青路面10种病害和车辙破损指数(RDI)、行驶质量指数(RQI)、抗滑性能指数(SRI)作为划分指标，运用主成分-聚类分析法对养护路段进行了划分，结果表明:主成分-聚类方法能够将路况特征一致的路段划分为一类，并且类与类之间有较大的差异。通过主成分-聚类分析法对路况变量进行降维处理，不会影响路面养护中路段的划分和路面状况等级评定，并且信息冗余度可以达到最小化，路段划分结果科学合理。　　研究了基于灰色TOPSIS法的高速公路沥青路面使用性能评价方法，建立了甘肃省高速公路沥青路面使用性能评价指标体系和使用性能评价标准，然后运用博弈法确定了甘肃省四个路网分区路面使用性能各分项指标权重，在此基础上运用灰色TOPSIS法对路面使用性能进行了评价，结果表明:由博弈法确定的综合权重是对主观权重和客观权重的综合反映，不仅能充分的考虑专家主观权重（即规范中的权重），又能充分的体现路段的主导损害类型，给出的综合权重科学合理，有利于提高灰色-TOPSIS法用于路面使用性能综合评价的准确度;基于灰色TOPSIS法进行路面使用性能综合评价，评价结果较规范中综合评价结果更为准确，更加有利于养护决策指导。　　建立了甘肃省高速公路沥青路面使用性能衰变模型。结合路况调查情况，考虑各地气候因素以及养护水平有较大差异，以划分的甘肃省高速公路沥青路面路网区域为单位，各区域选择典型路段建立了沥青路面使用性能衰变模型。确定PCI和RDI作为预测指标，分区建立了路况衰减模型。并将2017年路面检测数据与2017年预测数据进行对比，结果表明:PCI、RDI预测模型预测误差平均为4％，预测结果较为可靠。　　研究了甘肃省高速公路沥青路面养护决策方法。针对甘肃省高速公路路况以及养护管理现状，确定甘肃省高速公路沥青路面养护期望水平。通过对目前甘肃省高速公路沥青路面常用大中修及预防性养护措施的调研，结合各类养护措施的适用条件、养护资金状况以及路面状况组合情况，建立了甘肃省高速公路沥青路面养护对策选择决策树。并基于效益-费用分析法，确定了甘肃省高速公路沥青路面最佳养护时机，并对Ⅰ区、Ⅳ区典型路段确定了最佳养护时机和养护费用。　　基于本文路面使用性能评价、预测以及养护决策研究成果开发了甘肃省高速公路沥青路面养护决策系统。该系统可以实现甘肃省任一条高速公路沥青路面的养护决策，并最终生成指定路段的养护决策报告，供养护管理部门养护决策使用。
作者：	王静
专业：	道路与铁道工程
导师：	李波
授予学位：	硕士
授予学位单位：	兰州交通大学
学位年度：	2018
正文语种：	中文