高速公路沥青路面使用性能评价及预测研究

发布时间：2018-06-10 01:56

  本文选题：高速公路 + 路面使用性能　； 参考：《东南大学》2015年博士论文

【摘要】：随着我国高速公路使用年限的延长和交通流量的增加,高速公路病害类型不断增加,病害发展速度不断加快,高速公路将进入养护的“高峰期”,养护管理的任务十分艰巨,对高速公路技术状况的检测技术、诊断技术、养护技术、决策等技术的需求将不断增大。本文的研究目的是构建高速公路沥青路面结构技术状况评价指标体系,建立高速公路沥青路面关键指标的预测模型,提出养护管理决策体系框架,实现养护科学决策。结合已有研究基础,以江苏省高速公路为依托,对高速公路沥青路面使用性能评价与预测进行系统研究。基于国内外路面性能评价及预测研究的现状和发展趋势,分析了目前高速公路检测评估与养护管理工作中的存在问题；通过收集江苏省高速公路路面相关数据资料,开展了江苏省高速公路路面结构与材料、交通量轴载状况、路面性能状况及其发展趋势的研究。结果表明车辙、横向裂缝和修补等病害是现阶段江苏省高速公路路面养护工程中亟需解决的主要问题。依据江苏省高速公路历年路面破损数据,本文对江苏省高速公路沥青路面损坏特征进行了深入分析,提出了新的路面损坏分类结构。结合江苏省高速公路沥青路面性能特点,对路面结构技术状况指标进行分类,分别为路表功能性指标、路面结构性指标、路面结构承载力指标和路面材料性能评价指标；基于分类结果,确定了合理的高速公路路面使用性能单项评价指标。针对我国现行规范路面使用性能评价方法在实际应用过程中所存在的问题,依据路面性能实测数据,采用假设检验法和专家问卷调查,提出了新的高速公路路面平整度状况和车辙状况评价模型和评价标准。针对我国现行规范中路面损坏状况评价方法的不足,提出了横向裂缝评价指数TCEI、路面修补状况指数PPCI和路面表面损坏状况指数PSCI三个新的项目级路面破损评价指标；基于指标权重动态变化的思想,采用层次分析法和熵值法分别确定属性权重和等级权重,提出了一种新的路面破损状况变权综合评价方法。基于分层评价原理,本文采用FWD多点弯沉差值指标作为路面各结构层状况的评价指标,通过各结构层实测弯沉盆反算模量和弯沉盆参数之间相关性分析,验证路面结构强度状况评价指标的有效性和合理性。最终建立了高速公路沥青路面结构技术状况评价指标体系,以路面车辙状况、平整度状况、裂缝状况、修补状况、破损状况、路面结构层状况为关键评价指标,以路面材料高温稳定性能为辅助评价指标。选取实际路况检测数据,分别采用现行规范评价指标体系和本文建立的评价指标体系进行路面性能评价,验证了该评价体系的合理性和适用性。针对江苏省高速公路路面性能数据特点,对常用的预测模型方法的优缺点进行比较,依据路面性能数据特点,确定了高速公路沥青路面使用性能的预测方法。并依据实际路面性能检测数据,分别建立了聚类灰色预测模型、多元回归预测模型和基于灰色理论和多元回归分析的组合预测模型。根据江苏省高速公路路面养护历史资料,对路面养护对策进行了总结分析。基于高速公路路面养护管理决策需求,对路面养护决策指标层次,养护对策决策方法及养护方案的优先排序问题进行了研究。基于已有研究成果,构建了高速公路路面养护管理决策体系框架,并通过实例分析,验证了框架的合理性。本文研究成果是养护决策科学化的具体体现,不仅适用于江苏省高速公路,同时也适用于其他相似省份的高速公路,为管理部门提供了分析工具与依据,为我国高速公路路面养护管理提供了技术支持,具有非常重要的现实意义和理论价值。
[Abstract]:With the extension of the service life of the expressway and the increase of traffic flow , the disease types of the expressway are continuously increased , the disease development speed is accelerated , the highway will enter the " peak period " of the maintenance , the task of maintenance management is very arduous , the system research is carried out on the evaluation and prediction of pavement performance of the expressway based on the existing research foundation , based on the present situation and development trend of pavement performance evaluation and forecast research at home and abroad , the existing problems in the current highway detection assessment and maintenance management are analyzed .
Based on the data of expressway pavement in Jiangsu Province , the research on pavement structure and material , traffic load status , pavement performance and development trend of expressway pavement in Jiangsu Province are studied . The results show that the track , transverse crack and repair are the main problems to be solved urgently . According to the pavement damage data of expressway in Jiangsu Province , this paper classifies the indexes of pavement structure technical status according to the characteristics of pavement performance of expressway in Jiangsu Province , and sets out the indexes of road surface functional index , pavement structural index , pavement structure bearing capacity index and pavement material performance evaluation index , respectively .
Based on the classification results , a reasonable index for evaluating the performance of highway pavement is determined . According to the actual data of pavement performance , a new highway pavement evenness and rut condition evaluation model and evaluation criterion are put forward based on the measured data of pavement performance .
Based on the characteristics of pavement performance data , the paper presents a new method for evaluating pavement performance . Based on the data of pavement performance data , the paper establishes the evaluation index system of pavement maintenance management decision system , and then establishes the evaluation index system of pavement structure strength based on the characteristics of pavement performance data .
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U416.217
，

本文编号：2001572