基于组合原理的高速公路沥青路面使用性能评价与预测方法

论文摘要

路面使用性能的评价和预测是路面管理系统的重要环节,对合理地确定养护措施,制定养护方案,安排养护费用起着重要的作用。国外在这两个方面己经进行了大量的研究,目前我国在这方面也作了一定的工作,也取得了很大的成功,但由于我国路面管理系统的研究起步较晚,各种模型和方法都处在探索阶段,还没有形成一套成熟的理论和方法。由于传统的沥青路面使用性能评价和预测模型大都是针对一般公路以制定路面养护方案、安排养护费用、确定路面养护措施、对比不同道路路面状况为目的的。虽然也有些预测和评价模型是针对高等级公路的,但是由于影响路面使用性能因素的复杂性,以及我国高等级公路使用性能状况出现的新特点,使得预测和评价的结果不理想。所以本文以高速公路的路面养护为目的,尝试将组合原理应用到路面使用性能的预测和评价中,以提高使用性能的评价和预测精度。由于高速公路呈现出许多新特点,使得传统的评价指标不适合高速公路路面的评价和预测,本文通过对高速公路路面使用性能状况的仔细分析,确定了针对高速公路养护为目的的路面使用性能评价与预测指标。系统地分析了各指标的影响因素及变化趋势,根据各指标的变化规律提出了三种路面使用性能预测模型:灰色理论模型,指数平滑法模型,趋势预测法模型。由于不同的预测方法包含了不同信息,本文采用组合不同的方法来提高预测精度,为了把更多的路面使用性能影响因素考虑到预测模型中,本文采用定量和定性相结合的层次分析法将一些不能量化的路面性能影响因素通过权重引入到组合模型中来。在评价方面,本文针对高速公路新指标,提出三种回归评价模型,根据不同模型的特点来模拟专家评价的思维过程,最后采用基于灰色关联度理论确定三种模型权重的组合模型来进行路面性能的评价。通过实例分析,本文提出的组合方法和模型在理论上是可行的,可为高速公路路面管理者在进行路面养护时提供有力的指导和帮助。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究的目的和意义
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势
• 1.3 本文的研究内容
• 第2章 路面使用性能评价指标的确定
• 2.1 路面使用性能和影响因素
• 2.1.1 路面使用性能
• 2.1.2 路面使用性能的影响因素
• 2.2 路面使用性能常用评价指标
• 2.2.1 路面结构方面的评价指标
• 2.2.2 路面功能方面的评价指标
• 2.2.3 结构承载力方面的评价指标
• 2.2.4 路面安全性方面的评价指标
• 2.2.5 单项评价指标的评价与养护标准
• 2.2.6 路面使用性能常用评价指标分析
• 2.3 改进的路面使用性能评价指标
• 2.3.1 高等级公路沥青路面存在的主要病害
• 2.3.2 改进指标的确定原则
• 2.3.3 新的路面使用性能评价指标
• 2.4 改进指标的评价与养护标准
• 2.5 小结
• 第3章 组合原理及模型理论基础
• 3.1 组合预测方法概述
• 3.2 组合预测的意义
• 3.3 组合预测原理
• 3.4 运用组合预测模型应考虑的问题
• 3.5 组合原理在路面使用性能评价和预测中应用的可行性
• 3.6 基于层次分析法的权重系数确定法
• 3.6.1 层次分析法（AHP 法）的基本原理
• 3.6.2 一种判断矩阵特征根的简易算法
• 3.7 小结
• 第4章 组合模型及其在路面使用性能预测中的应用
• 4.1 概述
• 4.2 国内外预测模型综合分析
• 4.2.1 经典预测方法
• 4.2.2 传统预测方法
• 4.2.3 现代预测技术
• 4.3 路面使用性能预测模型的选取
• 4.3.1 路面使用性能的影响因素及发展趋势
• 4.3.2 路面使用性能预测模型
• 4.4 使用性能单项预测模型
• 4.4.1 灰色模型预测方法
• 4.4.2 指数平滑法
• 4.4.3 趋势预测法
• 4.5 路面使用性能组合预测模型的建立
• 4.5.1 建立层次递阶结构图
• 4.5.2 构造判断矩阵
• 4.5.3 总排序权向量求解
• 4.5.4 使用性能组合预测结果
• 4.6 小结
• 第5章 基于组合原理的路面使用性能评价
• 5.1 路面使用性能评价方法研究现状
• 5.1.1 常用的路面使用性能评价方法
• 5.1.2 路面使用性能评价研究现状分析
• 5.2 路面使用性能评价新模型的确定
• 5.3 灰色关联度理论
• 5.3.1 绝对关联度
• 5.3.2 斜率关联度
• 5.3.3 改进的关联度
• 5.3.4 组合权重系数确定
• 5.4 组合使用性能评价模型的建立
• 5.4.1 样本数据的选择
• 5.4.2 单项模型的选取
• 5.4.3 权重系数确定
• 5.4.4 模型分析比较
• 5.5 实例分析
• 5.5.1 评价实例
• 5.5.2 评价结果分析
• 5.6 小结
• 结语
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录