高速公路瀝青路面使用性能評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)體系及預(yù)防性養(yǎng)護(hù)決策技術(shù)研究.pdf

1、高速公路是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)，是衡量一個(gè)國(guó)家現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志，高速公路的使用性能是體現(xiàn)公路服務(wù)水平的重要內(nèi)容之一。我國(guó)已建成的高速公路正逐步進(jìn)入維修養(yǎng)護(hù)期，系統(tǒng)評(píng)價(jià)路面的使用狀況，了解路面病害產(chǎn)生原因及發(fā)展趨勢(shì)，探索路面使用性能衰變機(jī)制及規(guī)律，以確定路面最佳的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施和養(yǎng)護(hù)時(shí)機(jī)，從而制定合理的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)維修計(jì)劃，對(duì)于延長(zhǎng)路面使用壽命意義重大。
　　本文通過(guò)調(diào)查收集不同地區(qū)高速公路瀝青路面交通量、設(shè)計(jì)施工及歷年路面檢測(cè)資料

2、，并結(jié)合地理、氣候特點(diǎn)，分析了路面使用性能變化趨勢(shì)及典型病害形成原因。調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明：高速公路不同使用性能之間存在相關(guān)性，一般可用平整度來(lái)綜合反映；不同施工標(biāo)段對(duì)高速公路路面使用性能的影響最大，在公路建設(shè)中應(yīng)盡可能的提高施工質(zhì)量，減少施工變異性；不同地區(qū)高速公路瀝青路面典型病害不同，其受自身材料、結(jié)構(gòu)性能、路齡、氣候、交通荷載及養(yǎng)護(hù)管理水平的影響。
　　針對(duì)瀝青路面現(xiàn)場(chǎng)鉆取的芯樣，研究了路面芯樣的密度、級(jí)配、水穩(wěn)定性、強(qiáng)度、疲勞

3、性能、高溫穩(wěn)定性等材料特性，分析了瀝青路面損壞機(jī)理，對(duì)路面施工質(zhì)量及其材料性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)，提出了基于路面芯樣的高速公路瀝青路面使用性能評(píng)價(jià)方法及標(biāo)準(zhǔn)。研究表明：高速公路瀝青路面結(jié)構(gòu)層厚度受交通量、氣候條件影響，交通量大、高溫高地區(qū)的路面結(jié)構(gòu)層厚度會(huì)適當(dāng)壓縮，并以中面層壓縮最為明顯；芯樣體積參數(shù)能較好的反映瀝青路面的施工及使用情況，空隙率范圍越大，施工及性能變異性越大；芯樣粒徑增大其級(jí)配與設(shè)計(jì)偏差增大，推薦使用關(guān)鍵篩孔及貝雷法三參數(shù)評(píng)價(jià)芯

4、樣級(jí)配；芯樣試驗(yàn)可全面評(píng)價(jià)瀝青路面的不同使用性能。
　　結(jié)合我國(guó)實(shí)際，借鑒歐洲 COST354評(píng)價(jià)體系，采用重視行車(chē)安全性能的總體性能評(píng)價(jià)方法對(duì)路面使用性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，提出了基于總體性能的瀝青路面使用性能評(píng)價(jià)體系。研究表明：經(jīng)修正的路面行車(chē)安全性、行駛舒適性、路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度三個(gè)綜合指標(biāo)評(píng)價(jià)效果更加嚴(yán)苛，對(duì)路面使用性能的分級(jí)效果更為明顯，可很好的區(qū)識(shí)路面使用性能；COST評(píng)價(jià)體系更加重視路面的安全性能，而我國(guó)規(guī)范更加側(cè)重行駛舒適性，兩者

5、評(píng)價(jià)結(jié)果在抗滑性能衰減較快的高溫多雨地區(qū)相差較大。
　　通過(guò)修正HDM-4路面使用性能衰變模型，得到了我國(guó)高速公路瀝青路面使用性能衰變發(fā)展模型，并根據(jù)不同交通量、氣候、路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等指標(biāo)，確定了各修正系數(shù)的轉(zhuǎn)換方程。通過(guò)應(yīng)用概率統(tǒng)計(jì)法對(duì)路面使用性能衰變規(guī)律進(jìn)行了分析，提出不同路面使用性能的概率轉(zhuǎn)換矩陣。利用概率法確定的馬爾科夫轉(zhuǎn)移矩陣預(yù)測(cè)路面使用性能的發(fā)展趨勢(shì)，回歸分析法來(lái)確定路面使用性能模型預(yù)測(cè)病害的發(fā)展，并將兩者結(jié)合形成雙重控

6、制的方法，較精確的進(jìn)行高速公路路面使用性能的衰變與預(yù)測(cè)，從而建立了基于回歸分析--概率法的瀝青路面使用性能衰變預(yù)測(cè)體系。研究表明：修正的回歸分析法路面性能發(fā)展模型可反映不同地區(qū)高速公路瀝青路面使用性能的衰變發(fā)展情況；通過(guò)確定路面狀況指數(shù)、車(chē)轍深度指數(shù)、行駛質(zhì)量指數(shù)、抗滑性能指數(shù)相關(guān)評(píng)價(jià)等級(jí)的閾值及概率轉(zhuǎn)移矩陣，可對(duì)路面使用性能發(fā)展進(jìn)行預(yù)測(cè)。
　　應(yīng)用模糊聚類(lèi)分析法，對(duì)高速公路瀝青路面的使用狀況進(jìn)行分類(lèi)，提出了不同養(yǎng)護(hù)措施的最小劃分

7、段落以及基于養(yǎng)護(hù)效果的路段劃分方法，并將其應(yīng)用于實(shí)際路面的養(yǎng)護(hù)區(qū)段劃分中。研究表明：采用結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、平整度、抗滑系數(shù)、路面狀況指數(shù)、車(chē)轍深度五個(gè)分項(xiàng)指標(biāo)作為聚類(lèi)分析的統(tǒng)計(jì)指標(biāo)可對(duì)路段進(jìn)行模糊聚類(lèi)分析；封層罩面類(lèi)養(yǎng)護(hù)措施的最小施工段落為300m，而表面涂刷類(lèi)封層養(yǎng)護(hù)效果不受施工段落的影響。
　　總結(jié)典型的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施類(lèi)型并對(duì)其養(yǎng)護(hù)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，將系統(tǒng)工程中的決策思想引入瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)決策體系，建立基于對(duì)象需求的養(yǎng)護(hù)決策模型，并將