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重庆高速公路沥青路面使用性能评价预测及养护决策优化研究
| 论文题名： | 重庆高速公路沥青路面使用性能评价预测及养护决策优化研究 |
| 关键词： | 高速公路;沥青路面;路面使用性能;养护决策优化;神经网络模型;马尔可夫模型 |
| 摘要： | 近二十年来,我国的高速公路建设取得了突飞猛进的发展,高速公路沥青路面在经受环境因素影响的同时,还要经受交通荷载的反复作用。这样就导致了路面病害(如裂缝、车辙等)的不断产生,路面使用性能的逐年下降。目前我国尚缺乏统一的高速公路养护技术标准和规范,而且各地的高速公路养护管理模式不同,本文针对我国高速公路路面养护管理的现状,以重庆市范围的高速公路网级路面养护决策为主要研究对象,在路面使用性能评价和预测的基础上,构建了高速公路路面养护管理决策优化的主要框架,建立了路面养护方案与资金分配优化模型。研究成果对高速公路建设管理和可持续发展具有重要的理论价值,对高速公路养护部门提高其决策与管理的科学性有重要的现实意义。 本文主要内容如下: 在路面使用性能评价方面,论文介绍了现行沥青路面使用性能的评价体系,并且在此基础了提出了改进了的沥青路面使用性能的评价体系,增加了抗车辙指数ARI作为路用性能的评价指标,并分别给出了改进了的路面状况指数PCI,抗车辙指数ARI、行驶质量指数RQI、路面强度指数SPI和抗滑性能指数SRI的测度和评价方法,并分别给出了各项指标的模糊评价模型,在此基础上建立了高速公路沥青路面使用性能综合模糊评价方法。 在路面使用性能预测方面,通过对影响路面使用性能的因素分析,考虑己有预测模型的优缺点和应用情况,提出了神经网络与马尔可夫模型的相结合的组合预测模型对路面使用性能进行预测的方法,算例获得了较好效果。 在路面养护决策方面,首先,结合现有的路面养护技术规范与标准,阐述了高速公路路面养护管理要求及其养护策略。然后应用工程经济原理与方法,分析研究了路面养护管理的费用与效益,作为确定决策指标与选择决策方案的主要依据。根据我国目前路面养护管理的实际情况,提出养护管理的费用主要考虑养护维修费用,而通过路面使用性能的改善和提高来间接反映养护效益。进而构建了高速公路网级路面养护管理决策优化框架,主要包括确定研究范围和规模、道路基础资料及检测数据收集、路面使用性能预测、路面养护措施选择、养护决策优化和方案制定。最后针对指定养护标准、指定服务水平和指定资金约束下的路面养护方案优化决策问题,分别以养护费用最小和效益最大为目标,基于模糊优化的思想建立了指定养护标准、指定服务水平和指定资金约束条件下的模糊规划模型,应用实例验证了决策模型的有效性。 本文的研究成果丰富了高速公路沥青路面养护的理论,而且能为高速公路的养护管理提供一定的参考依据。 |
| 作者： | 李金龙 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 凌天清 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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