基于全寿命周期的清连高速公路养护规划研究

论文摘要

目前,国内虽然已经认识到预防性养护对路面的重要性,但对预防性养护效益、预防性养护与现有路面管理系统的整合等仅限于理论方面的分析,对于新建路面的预防性养护决策没有进行整体宏观规划方面的研究,同时尚未有全国性的预防性养护措施设计和施工指南,这直接导致无法真正把握预防性养护的时机,造成很多预防性养护没有达到预期的效果。本文从如何对特定的路段采取最佳预防性养护措施的角度出发,对路网进行整体动态规划,以获得最大效益。本文首先依托清连高速公路的实际情况,在现有模型的基础上建立路面使用性能衰变方程,并对路面使用性能进行衰变预测。其次提出水泥混凝土路面预防性养护指标,在参考国内研究资料的基础上,确定出水泥混凝土路面预防性养护的路况标准。再次根据路面状况指数—国际平整度指数法确定最佳预防性养护时机,对预防性养护效果进行量化分析评价,制定在寿命周期内预防性养护在各个时间范围内的采取措施。同时结合衰变预测结果,对每个时间段应采取的预防性养护措施进行寿命周期费用分析,确定不同时间段、相同病害应该采取的合理措施,进而确定出寿命周期内清连高速公路可采取的包括日常与预防性的养护策略。最后对路面养护资金进行动态规划,制定最佳养护策略的实施方案。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题提出的意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国内研究现状
• 1.2.2 国外研究概况
• 1.3 主要内容
• 2 水泥混凝土路面使用性能预测
• 2.1 公路使用性能预测的主要方法与模型
• 2.1.1 预测方法
• 2.1.2 模型分类
• 2.2 全寿命分析期的选定
• 2.3 路面使用性能衰变模型
• 2.4 清连高速公路路面使用性能预测
• 2.4.1 模型的选定
• 2.4.2 方程选择及参数选取
• 2.4.3 路面性能预测
• 2.5 小结
• 3 预防性养护时机判断与养护效果分析
• 3.1 预防性养护指标
• 3.2 预防性养护路况标准
• 3.3 预防性养护时机确定
• 3.4 预防性养护效果分析
• 3.5 清连高速公路路面预防性养护分析
• 3.5.1 第一次预防性养护效果分析
• 3.5.2 第二次预防性养护效果分析
• 3.5.3 第一次中修后路面性能预测
• 3.5.4 第三次预防性养护效果分析
• 3.5.5 第二次中修后路面性能预测
• 3.5.6 第四次预防性养护效果分析
• 3.5.7 25年内养护效果分析
• 3.6 养护时间段划分
• 3.7 小结
• 4 基于全寿命周期的道路养护策略
• 4.1 公路预防性养护的主要措施
• 4.2 使用范围
• 4.3 清连高速公路路面养护策略
• 4.4 养护策略合理性评价
• 4.4.1 养护措施效益分析
• 4.4.2 合理的养护策略
• 4.5 小结
• 5 养护资源的动态规划与养护方案的实施
• 5.1 养护资金需求
• 5.1.1 25年交通量预测
• 5.1.2 日常养护费用
• 5.1.3 专项养护费用
• 5.2 养护资源的动态规划
• 5.2.1 动态规划基本概念
• 5.2.2 动态规划的算法
• 5.2.3 动态规划数学模型的构成的条件
• 5.3 清连高速公路路面养护的动态规划
• 5.3.1 养护资源动态规划模型构成
• 5.3.2 动态规划模型目标函数
• 5.3.3 动态规划模型求解
• 5.3.4 确定最佳养护策略
• 5.4 养护方案的实施
• 5.5 小结
• 6 结论与展望
• 6.1 主要结论
• 6.2 展望
• 感谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文