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基于全寿命周期成本分析的道路气候韧性研究
| 论文题名： | 基于全寿命周期成本分析的道路气候韧性研究 |
| 关键词： | 高速公路;柔性路面;气候韧性;全寿命周期成本分析 |
| 摘要： | 近年来，以高速公路项目为首，中国道路建设不断加速，建设投资力度也日益增大。与此同时，对柔性路面使用性能具有较大影响的气温因素，由全球多家研究机构证明正在发生显著变化，并且在21世纪气温升高幅度将进一步加大。为此，本文提出了将气温因素作为影响道路使用性能的单独考量，以此分析在不同气温环境下，柔性路面的气候韧性，并且通过使用全寿命周期成本分析方法将柔性路面道路系统的气候韧性进行量化，建立道路气候韧性经济评估模型，以此进一步对其比较分析。 首先，从全寿命周期成本分析方法出发，确定本次研究包括道路设计和道路维护各阶段，并在此基础上考虑道路全寿命周期与气温联系所形成的韧性体系的建立，最终通过梳理分析，确定以路面在不同温度下所呈现的弹性模量变化值为桥梁，构建韧性评价体系。其次，对于气候数据的获取，基于历史气候数据的收集和整理，通过采用异步区域回归模型（ARRM）作为气候数据模拟统计方法，对有限年内的气温数据进行模拟并分析其可靠性，为后期气候输入做准备。再次，以全寿命周期成本理论为指导，搭建道路气候韧性经济评估模型，并且将气候输入与性能变化的模型嵌套其中，使气温变化在道路系统中呈现的影响通过经济模型得到相应的反馈，以此构成此次研究所需的道路全寿命周期成本模型。最后，以不确定性分析，削弱道路全寿命周期中其他不确定因素的影响，分别通过敏感性分析输入值的确定敏感因素和蒙特卡洛模拟，以选定的13个案例城市为计算对象，形成一系列道路经济模型计算结果并以概率形式表示，使道路的气候韧性差异得以具体体现。 通过分析道路经济模型的输出结果，可以得出以下结论：（1）气温变化与道路性能变化确实存在紧密的联系，气温的升高会带来性能衰变的加速；（2）气温升高与道路全寿命周期总成本的增加并不完全是简单的线性关系，环境温度在一定范围内（10%）上升时总成本增加，但当气温升高超过10%，全寿命周期总成本则出现降低。 研究成果表现为将道路性能指标与气温变化进行结合，验证了选用PSI值作为道路气候替代模型的性能指标的可行性；且基于全寿命道路成本理论，使用全寿命周期成本分析方法，构建起道理气候韧性经济模型，使道路的气候韧性得以量化；以及未来在不同城市气候环境的变化中，以道路投资决策为主，为决策方提供了一种考虑更加科学、全面的经济级评估方式，使得相关的投资决策更有针对性。 |
| 作者： | 陈明瑜 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 乔亚宁 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中国矿业大学(江苏) |
| 学位年度： | 2022 |
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