瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護決策方法的研究與技術(shù)應(yīng)用.pdf

1、高等級公路是龐大的社會公共資產(chǎn)，路面預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)是提高公共資產(chǎn)的服務(wù)水平，實現(xiàn)資產(chǎn)保值和增值的重要技術(shù)手段。盡管路面預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)在美國等發(fā)達國家已得到了廣泛的應(yīng)用，然而在實際應(yīng)用中，對于預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)的決策往往是基于工程師的主觀經(jīng)驗。當(dāng)前我國對于路面預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)的研究大多停留在具體養(yǎng)護措施的應(yīng)用技術(shù)層面上，對于預(yù)防性養(yǎng)護決策技術(shù)的研究也同樣未取得實質(zhì)性進展。本文的研究目的即是試圖深入揭示路面預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)的核心內(nèi)涵，建立科學(xué)的、可

2、量化的預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)決策體系，促進路面預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)在我國的推廣與應(yīng)用。研究的主要內(nèi)容包括預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)的核心內(nèi)涵、功能性和結(jié)構(gòu)性應(yīng)用效果評價、預(yù)防性養(yǎng)護的決策理論與方法、養(yǎng)護路段的劃分方法、養(yǎng)護時機的確定方法以及預(yù)防性養(yǎng)護方案的設(shè)計方法等方面。
　　我國目前對預(yù)防性養(yǎng)護的理念和內(nèi)涵仍未有統(tǒng)一的規(guī)定，本文將預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)的核心內(nèi)涵總結(jié)為：第一，預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)是一種“未雨綢繆”式的技術(shù)；第二，預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)可修復(fù)路面功能性損壞，延緩

3、結(jié)構(gòu)性損壞；第三，預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)是在路面全壽命周期內(nèi)多階段、系統(tǒng)性的養(yǎng)護策略。
　　對預(yù)防性養(yǎng)護措施的應(yīng)用效果進行評價，有助于奠定預(yù)防性養(yǎng)護決策的工程技術(shù)基礎(chǔ)。本文從功能性和結(jié)構(gòu)性兩方面對預(yù)防性養(yǎng)護措施的應(yīng)用效果進行了評價。在功能性評價方面，從密水和排水性能、抗車轍能力、抗滑能力和平整度的改善等角度，對霧封層、微表處、超薄磨耗層（UTAC-10和Novachip）以及薄層熱拌瀝青混凝土（AC-13C、SMA-13、SMA-10以及

4、OGFC-13）的應(yīng)用效果進行了評價和對比，總結(jié)了這些養(yǎng)護措施的使用性能和適用條件，進而提出了養(yǎng)護措施的主要功能屬性和附屬功能屬性的概念，明確了這些措施的各種功能屬性。
　　在結(jié)構(gòu)性效果評價方面，首先對實測彎沉盆進行了誤差分析，證明了常用的xks±方法處理誤差數(shù)據(jù)的局限性，引入了t分布檢驗法用于誤差檢驗。其次評價了溫度對動態(tài)彎沉盆的影響，得出了相關(guān)的統(tǒng)計檢驗結(jié)果。隨后考慮到跟蹤檢測數(shù)據(jù)的自相關(guān)性，建立了結(jié)構(gòu)性效果評價的重復(fù)測量數(shù)據(jù)

5、分析模型。最后利用該模型對霧封層、微表處和Novachip試驗段4年的FWD檢測數(shù)據(jù)進行了分析，評價和對比了養(yǎng)護措施的結(jié)構(gòu)性應(yīng)用效果，分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，所評價的養(yǎng)護措施對于保護路面結(jié)構(gòu)并未表現(xiàn)出積極作用。
　　目前對于預(yù)防性養(yǎng)護的決策大多是基于工程師的主觀經(jīng)驗，本文在預(yù)防性養(yǎng)護決策理論的研究方面，引入了決策科學(xué)的相關(guān)理論，建立了標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)防性養(yǎng)護決策模型，并從功能屬性、適用條件、結(jié)構(gòu)厚度、養(yǎng)護強度、路用性能、工程因素和用戶因素七個方面對

6、預(yù)防性養(yǎng)護措施的屬性進行了度量和評價，建立了屬性的無量綱化步驟。在預(yù)防性養(yǎng)護決策方法研究方面，首先對決策樹法進行了改進，建立了決策樹模型的應(yīng)用步驟，并以廣東省預(yù)防性養(yǎng)護決策樹模型為實例，示范了決策樹的建立過程。其次對加權(quán)法進行了改進，引入了主觀賦值的SWING法和客觀賦值的熵值法以及權(quán)重的修正方法。
　　傳統(tǒng)的決策方法難以考慮預(yù)防性養(yǎng)護決策問題多目標(biāo)、多屬性的特點，具有較大的局限性。本文對決策科學(xué)中的相關(guān)理論進行了比選，最后根據(jù)現(xiàn)

7、階段我國預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)的實際特點，選擇了層次分析理論作為預(yù)防性養(yǎng)護的決策技術(shù)，建立了該理論的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用步驟。并以效益、成本和風(fēng)險為準(zhǔn)則，以抗滑能力、平整度的改善、修復(fù)裂縫、業(yè)主成本、用戶成本、質(zhì)量風(fēng)險、資金風(fēng)險和工期風(fēng)險為子準(zhǔn)則，分別利用層次分析法和可以考慮反饋作用的網(wǎng)絡(luò)層次分析法對6種預(yù)防性養(yǎng)護措施進行了選擇，得到了相關(guān)的選擇結(jié)果，并對結(jié)果進行了敏感性分析，證明了層次分析理論用于預(yù)防性養(yǎng)護決策問題的優(yōu)越性。
　　公路的不同組成路段

8、具有不同的養(yǎng)護需求，因此有必要對公路路段進行劃分，以便精確地確定不同路段的養(yǎng)護需求。傳統(tǒng)的路段劃分方法具有很大的局限性，本文引入了聚類分析理論用于養(yǎng)護路段劃分，建立了系統(tǒng)聚類法、動態(tài)聚類法和有序聚類法用于路段劃分的標(biāo)準(zhǔn)步驟，提出了三種聚類分析方法的適用條件，對每種方法均以實例進行驗證。
　　在養(yǎng)護時機研究方面，首先分析了目前我國關(guān)于養(yǎng)護時機判斷指標(biāo)的局限性，提出了養(yǎng)護需求時機和最佳養(yǎng)護時機的概念；其次建立了SFC、IRI、RD和C