基于预防性养护的高速公路路面管理系统研究

论文摘要

目前我国高速公路的发展正在从大规模建设阶段向养护阶段转移,在公路路面养护阶段,如要实现科学、高效、节约的养护作业,保证高速公路的畅通,满足道路使用者与道路管理者双方的需求,必须进行预防性养护管理。本文分析了路面管理系统与预防性养护决策整合的需求。从影响高速公路行车性能的各种早期病害机理分析开始,构建了高速公路的预防性养护体系。研究了路面管理系统的数据采集及评价方法,并在此基础上使用主成分分析建立了路面性能综合评价的权重计算方法。由于道路养护管理刚刚起步,在各地使用的评价体系并不一致,且养护历史数据少,鉴于以上情况,本文建立了基于最小二乘法的灰色预测模型对路面性能各分项指标及综合指标进行回归预测。在调查分析各种养护措施的特点基础上,给出了适应不同病害及路况的预防性养护对策集合,依据预防性养护及路面管理系统发展成熟度,提出了预防性养护决策发展的三个水平,包括模糊聚类、决策树和考虑费效比的三个决策层次。认为应该依据经验及数据积累程度,稳步推动预防性养护决策发展。最后介绍了预防性养护管理系统的框架及各子系统功能,对系统编程时的软件选用、数据库原理、GIS技术进行了分析讨论。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的背景及意义
• 1.2 预防性养护及路面管理的定义
• 1.3 预防性养护及路面管理系统国内外研究状况
• 1.3.1 国外研究与应用
• 1.3.2 国内研究现状
• 1.4 预防性养护与路面管理系统整合分析
• 1.5 养护管理发展
• 1.6 本文研究内容及关键问题
• 第二章 沥青路面病害及对策
• 2.1 路面病害机理
• 2.1.1 沥青路面开裂
• 2.1.2 沥青路面变形
• 2.1.3 沥青路面其他损坏
• 2.2 预防性养护对策
• 2.2.1 填缝、封缝
• 2.2.2 局部修补技术
• 2.2.3 雾封层
• 2.2.4 稀浆封层与微表处
• 2.2.5 石屑封层
• 2.2.6 热拌沥青混合料薄层罩面（THMAO）
• 2.2.7 超薄磨耗层（NOVachip）
• 2.2.8 预防性养护措施适用性分析
• 2.3 本章小结
• 第三章 高速公路路面性能评价
• 3.1 路面结构承载能力评价
• 3.2 路面安全性能评价
• 3.3 路面表面破损评价
• 3.3.1 路面裂缝评价
• 3.3.2 路面车辙评价
• 3.3.3 路面修补评价
• 3.4 路面行驶质量评价
• 3.5 路面使用性能综合评价
• 3.5.1 主成分分析法确定权重
• 3.5.2 算例分析
• 3.6 本章小结
• 第四章 高速公路路用性能预测
• 4.1 预测技术研究
• 4.2 GM（1.1）模型算例
• 4.3 本章小结
• 第五章 预防性养护决策
• 5.1 决策水平Ⅰ
• 5.2 决策Ⅱ
• 5.3 水平Ⅲ
• 5.3.1 预防性养护即时效益
• 5.3.2 预防性养护长期效益
• 5.3.3 费用分析
• 5.3.4 最佳养护时机与MEC 费效比分析
• 5.4 算例分析
• 5.4.1 水平1 计算
• 5.4.2 水平Ⅱ计算
• 5.4.3 决策结果分析
• 5.5 本章小结
• 第六章 预防性养护管理系统体系架构
• 6.1 系统构成
• 6.2 系统实现技术
• 6.2.1 系统体系及网络结构
• 6.2.2 数据库服务器
• 6.2.3 地理信息系统（GIS）
• 6.3 本章小结
• 第七章 结论与展望
• 7.1 主要结论
• 7.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢