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原文传递库尔勒至库尔楚高速公路路面使用性能评价及养护决策研究

论文题名：	库尔勒至库尔楚高速公路路面使用性能评价及养护决策研究
关键词：	高速公路;干旱荒漠区;路面使用性能;主成分分析;残差灰色马尔可夫;灰色背景值
摘要：	截至2021年底，新疆高速公路总里程突破7000公里，遍布新疆的高速公路主骨架已然形成。在交通量和自然环境等多重因素作用下，高速公路路面会出现裂缝、车辙等病害。新疆地区典型的干旱少雨和昼夜温差大等气候特点，对高速公路路面病害的发生和发展产生重要的影响，严重降低高速公路路面的使用性能。路面使用性能的衰退和公路建设里程的增长必然导致路面养护管理工作量的增加，而传统的重建设轻养护思想和主观经验式的养护决策理念导致路面养护难以达到预期效果及养护资金的浪费。因此，开展新疆地区高速公路路面使用性能评价和养护决策方面的研究，对于提高高速公路路面使用性能和提升养护成效具有重要意义。　　本文在对干旱荒漠区G3012库尔勒至库尔楚高速公路病害调查分析的基础上，对新疆高速公路路面使用性能进行评价及预测，构建新疆高速公路路面的养护决策模型。主要研究内容及成果如下：　　（1）采用落锤式弯沉车和CICS路况综合检测车等检测设备采集库-库高速的路面性能指标（路面破损状况、弯沉、平整度、车辙深度、横向力系数和路面跳车），并从气候条件、超载重载、路面结构及水损害等方面分析了调查路段主要路面病害类型及其成因；　　（2）基于《公路技术状况评定标准》规范中PCI、RQI、PSSI、RDI、SRI和PBI等单项评价指标和综合评价指标PQI，建立了基于主成分分析法的高速公路路面性能综合评价方法，该方法规避了规范里路面性能综合评价公式中主观式赋予权重的不足，对项目级路面养护工程的路面使用性能进行了客观的综合评价分析，通过主成分分析得到上、下行路面的综合评价公式EPQI和-E-P-Q-I；　　（3）为了使调查路段路面使用性能预测的精度和数量能够满足路面管理系统可靠且有效的要求，分析了现有预测模型的优缺点和应用情况，建立了优化改进后的残差灰色-马尔可夫预测模型，并通过对不同高速公路路面破损状况评价指标的预测，发现该模型预测的精度相对较高，可用于高速公路路面养护时机的确定；并利用该预测模型对PCI、RQI、PSSI、RDI和SRI等单项评价指标，以及综合评价指标EPQI和-E-P-Q-I进行预测分析，以便于建立沥青路面养护决策模型。　　（4）基于现行标准中高速公路路面养护管理要求和沥青路面维修养护经验，确定了新疆干旱荒漠区高速公路路面养护对策原则，根据其原则建立了养护措施决策树模型；依据前面的路面性能预测研究得到的衰变规律，确定了沥青路面最佳养护时机，然后通过决策树模型提出上、下行线路面在最佳养护时机时的养护维修对策；采用灰色物元法对模型加以优化，并应用实例验证该决策模型，结果表明该模型能更好的辅助养护工作者进行决策，节约路面养护资金。　　本文研究成果对提高新疆干旱荒漠区高速公路管养部门的科学决策和养护管理有指导和现实意义，也为我国其他地区项目级高速公路路面养护提供参考。
作者：	赵桦
专业：	工程
导师：	王勇;刘杰
授予学位：	硕士
授予学位单位：	石河子大学
学位年度：	2022