基于多元回归模型的高速公路养护路段长期性能研究

如何评价不同养护措施的长期效益,选择合适的养护措施是高速公路管理部门面临的重要问题。本研究收集了浙江省高速公路的46个养护路段的历史性能数据,以PCI,RQI和RDI三种指标为因变量,以养护方法、寿命和断面交通量为自变量,采用多元线性回归方法分析不同养护措施的衰变规律。采用包含交互项的多元回归方程,分析了不同影响因素的交互作用,及其对衰变速率的影响。研究结果表明同一因素对PCI和RDI的影响大于RQI;不同的养护方案的衰变规律受断面交通量影响,但并不显著;寿命对路面衰变速率存在较大影响,寿命越长,罩面养护方案的优势越显著。本研究分析结果,可为更加经济有效地进行道路养护方案决策提供依据。     

关中国省干线公路沥青路面预防性养护阈值研究

基于关中地区国省干线公路典型养护工程检测结果,采用S型曲线模型,对PCI、RQI等路况评价指标进行回归分析,拟合路面性能衰减曲线,对比不同组合下的PCI、RQI模型参数,分析面层厚度及交通量对预防性养护PCI、RQI阈值的影响。研究表明:S型路面性能衰减模型与路面性能衰减规律吻合度佳,其相关系数R2高于0.95;路面性能衰减函数中,|PCI"|、|RQI"|最大值对应的路况评价指标可作为预防性养护阈值,其中,预防性养护PCI阈值取85.0,RQI阈值取84.0。     

沥青路面养护路段划分指标合理性研究

目前中国公路养护规范中关于路段划分指标及标准的内容尚不完善,为了在沥青路面养护时科学合理地划分路段,笔者进行了相关研究。该文结合佛山一环沥青路面预防性养护规划工程,对路面损坏状况指数PCI、结构强度指数PSSI、行驶质量指数RQI、抗滑性能指数SRI、车辙深度指数RDI共5项主要划分指标的合理性进行了分析。结果表明:应增加剩余寿命RL指标来消除PSSI和PCI相关性不好的状况;建议提高RQI标准并作为路段划分的辅助指标;不同道路等级、设计车速,养护标准应设定不同的横向力系数SFC值;应设计专门针对RDI的养护标准值。     

乳化沥青冷再生路面性能衰变规律研究

为掌握乳化沥青冷再生路面技术状况衰变规律,给冷再生路面结构设计提供依据,选择我国南方某高速公路路面维修工程中137 km乳化沥青冷再生路段作为研究对象,分析了其开放交通63个月内路面损坏状况指数PCI、路面行驶质量指数RQI、路面车辙深度指数RDI随时间和交通荷载的变化规律。结果表明,在经受了63个月3 271×104次的累计当量轴载且未做任何大中修养护的情况后,乳化沥青冷再生路面PCI,RQI仍为优,RDI指标仍为良;路面技术状况指标衰变规律可以采用路面性能衰变通用方程描述,且路面寿命因子α显著长于常规路面结构;路面病害以从上而下发展的Top-Down裂缝为主,病害影响深度一般仅局限在表面层,乳化沥青冷再生路面符合永久性路面特征。乳化沥青冷再生路面技术状况受到原有路面技术状况、施工变异性等因素的影响,且这种影响随着使用期的延长逐步显现。PCI衰变规律呈明显的快-慢-快三阶段特征,RQI和RDI衰变规律呈明显的快-慢-平三阶段特征,为进一步提升乳化沥青冷再生路面性能,应加强路面预防性养护。     

乳化沥青冷再生路面性能衰变与病害特征分析

为掌握乳化沥青冷再生路面技术状况衰变特征,选择我国南方某高速公路路面维修工程中153车道公里乳化沥青厂拌冷再生路段作为研究对象,分析了其开放交通29个月内路面损坏状况指数PCI、路面行驶质量指数RQI、路面车辙深度指数RDI、路面结构强度指数PSSI随时间和交通荷载的变化规律。结果表明,经受了775万次累计当量轴载作用后,乳化沥青冷再生路面PCI、RQI、RDI、PSSI指标均处在优的等级。乳化沥青冷再生路面技术状况指标衰变规律可以采用路面性能衰变通用方程描述,但是表征耐久性的路面寿命因子ɑ高于常规路面结构。路面最主要的病害是翻浆,其次是Top-Down裂缝。PCI、RQI指标随交通量增长的衰变规律呈明显的"快-慢"两阶段特征,在运营初期出现较快的小幅衰减后,乳化沥青冷再生路面性能在相当长的时间内保持高位稳定。PSSI在85~90和60~85范围内与PCI分别存在良好的线性相关关系,PSSI从90降至85会造成PCI的显著下降,PSSI超过90之后与PCI基本没有相关性。为保证冷再生路面性能和使用寿命,路面PSSI指标应始终保持在90以上。     

普通国省干线公路预防性养护路况标准研究

为确定适合预防性养护的路况标准,为预养护决策提供依据,调研了国内外预防性养护路况标准的相关研究成果,并结合我国普通公路病害及养护特点,提出普通国省干线公路沥青路面预防性养护的宏观标准为:路面结构强度指数PSSI≥80,路面行驶质量指数RQI≥80(二级)、RQI≥75(二级及以下),路面损坏状况指数82≤PCI≤92(二级)、80≤PCI≤90(二级以下),路面车辙深度指数RDI≥75;同时提出了以路面病害严重程度表征的微观路况标准。     

沥青路面使用性能及其预测研究

路面使用性能现状评价是正确判断路面状况能否适应现阶段交通状况和使用要求,并作为制定道路养护维修和改(扩)建计划的依据之一。凭借分析某高速公路沥青路面历年路面破损情况、路面车辙状况和平整度状况,基于经验统计回归法,预测了未来数年路面的各项指标,最终证明采用下列指标作为大修控制指标是最为合理的:路面结构强度指数PSSI、路面行驶质量指数RQI、路面抗滑性能指数SRI、路面车辙深度指数RDI和路面损坏状况指数PCI。     

广东省高速公路沥青路面预防性养护措施费用效益评价研究

通过广东省内11条高速公路共计1 304.8km沥青路面分别实施的7种预防性养护措施,对工程实体的应用效果进行长期的路面使用性能跟踪、检测,采集并筛选得到137 224条有效路用性能数据。据此评价各种养护措施实施后的路用性能指标(PCI、RQI、RDI和SRI等)的衰变规律,并采用灰色系统理论对各项性能指标进行发展趋势的预测和建模。在此基础上,综合考虑各种养护措施的技术、经济、费用和交通量等因素,对各种预防性养护措施的费用效益比进行评价,得出各种预防性养护措施的费用效益比。相关评价结果可为沥青路面的养护规划与决策提供技术依据。     

公路沥青路面不同预防性养护措施养护时机及效果研究

本文依托北京市自2008年以来应用自动化检测技术采集的普通公路路面技术状况数据,选取PCI、RQI和RDI3项评价指标,应用了短期效果和长期效果相结合的养护对策评估方法,对普通公路沥青路面养护对策时机进行了研究分析;得到了微表处和薄层罩面的推荐养护时机。     

公路路面养护质量检测技术

在我国《公路技术状况评定标准》中,路面状况指数（PCI）、行驶质量指数（RQI）、路面结构强度指数（PSSI）、抗滑性能指数（SRI）、路面车辙（RDI）是公路养护质量指数（PQI）检查评比的重要指标。四项指标经汇总计算,由公式PQI=WPCIP们＋WRQIRQI＋WRDIRDI＋WSRISRI,而得出路面的养护质量指数PQ1。伴随着我国高速公路养护的现代化进程,对五项指标的检测也经历了从人工到自动化的巨大变革。     

基于灰色马尔科夫模型的养护方案费效分析

依托某高速公路开展水泥混凝土路面中长期养护方案规划及方案技术、经济效益研究,并提出指标预测—养护需求评定—方案制定—指标再预测—技术效果评估—经济效益分析的思路,为路面中长期养护方案制定和优化养护资金分配提供了方法。收集历年数据,采用灰色马尔科夫模型预测2020年～2024年PCI、RQI、SRI数据,确定路面养护时机和方案,从技术和经济效益角度评价了路面中长期养护规划方案的效果。灰色马尔科夫模型在预测水泥混凝土路面中长期(5年)性能方面精度较高(5%),预测结果残差比率小于0.4%;路面中长期养护方案的实施可确保路面PQI在5年内保持在良好等级以上,方案技术可行;路面中长期养护规划方案的经济内部收益率21.21%,经济净现值4 157万元,动态投资回收期(含建设期)3.6年(评价年限5年),方案经济可行。     

基于定期检测数据的四川成乐高速公路沥青路面指标发展趋势分析

本文依托四川成乐高速公路沥青路面定期检测数据,对路面使用性能(PQI)、破损(PCI)、行驶质量(RQI)、车辙(RDI)、抗滑性能(SRI)等几项指标的发展趋势进行具体分析,找出了各指标的发展规律,可为养护方案的制定提供指导依据。     

基于“步进等效面积法”的路面养护效益评价

如何评价不同养护时间、养护措施的长期效益,选择合适的养护措施是高速公路管理部门面临的重要问题。本研究收集了江苏省京沪高速公路养护路段十年内的路面性能数据,以及美国高速公路76个养护项目的路面性能数据,提出"步进等效面积法",以路面行驶质量指数(RQI)、路面抗滑性能指数(SRI)、路面车辙深度指数(RDI)、路面性能指数(PQI)及路面损坏状况指数(PCI)为参数计算养护效益面积,并采用多元线性回归方法分析了养护方法、重铺或罩面厚度、铣刨深度,降雨量、冰冻指数(°C-days)、结构系数、等效标准轴载累计作用次数(k ESAL,10~3次)及Pre-IRI(养护前IRI值m/km)等因素对养护效益的影响。结果表明,对于京沪高速公路,铣刨重铺对车辙处治效果最好,当路段车辙问题较轻时,微表处的养护效益较高,罩面也可以有效缓解车辙问题,其他各项指标也很理想。对美国高速公路的76个养护项目应用"步进等效面积法"后发现,Pre-IRI对养护效益的影响最大,当路面平整度较差时才对其进行养护会使养护措施的养护效益大幅降低。     

广东省普通国省道典型路面结构衰变规律及养护技术

针对广东省普通国省道路面质量指数(PQI)、路况指数(PCI)、行驶质量指数(RQI)和车辙深度指数(RDI)等指标,研究了典型路面结构的路况衰变规律,分析了路面养护指标与使用年限的相关性关系,提出了水泥路面的二次型衰变模型和沥青路面的三折线衰变模型。通过历年数据分析表明:旧水泥路面加铺5 cm及以下沥青面层是短期提高路面技术指标的养护措施;旧水泥混凝土路面加铺8~10 cm沥青面层可有效提高路面技术指标,减缓反射裂缝的产生,是水泥路面养护投资最少的养护措施;旧水泥路面破碎后加铺新水泥混凝土的养护方案,适用于重载交通或公路纵坡较大的路面改造;原沥青路面铣刨后加铺新沥青面层,路面使用到第4年,路况指标由优等状态发展为良等状态,是实施预防性养护的最佳时机。     

改进优劣系数法在路面管理系统对策分析中的应用

提出了路面养护管理系统路面对策分析中的一种分析方法一改进优劣系数法，该方法通过各个方案间的优劣关系的对比，利用路面损坏状况指数PCI、结构强度指数SI、行驶质量指数RQI和交通量AADT等性能评价指标的隶属函数，充分利用卫专家经验知识，考察到各种性能指标的不同权重，得到最优的路面养护建建对策。     

基于径向基神经网络的高速公路交通事故影响因素分析

为实现多重因素作用下的高速公路交通事故分析，基于径向基神经网络理论建立交通事故预测模型，综合考虑道路线形（圆曲线半径、转角、纵坡）、交通组成（自然交通量、折算交通量、货车率）及路面技术状况指标（PCI、RQI、RDI、SRI）三类因素，对某高速公路2018年—2022年的交通事故进行建模训练，并分析各因素对诱发交通事故的贡献。结果表明：径向基神经网络用于预测交通事故，可行性强、准确率高（91.6%）；相较于线形指标而言，交通组成与路况指标对交通事故影响较大；各因素对诱发交通事故的贡献排序为自然交通量>SRI>折算交通量>RDI>货车率。     

深圳地区高速公路沥青路面养护行为触发条件分析

通过对深圳地区四条高速公路养护行为的调查,采用数理统计的方法开展了PCI、RQI、RDI、SRI及裂缝率等5个指标与路面养护行为是否发生的相关性分析,得到了上述各因素对沥青路面预防性养护、中修的影响程度排序。在此基础上,根据调查路段的数据和养护工程实施情况,通过对各影响因素的分析得到触发养护行为的关键因素和触发区间。研究表明:深圳地区高速公路沥青路面预防性养护行为的发生与裂缝率相关性最大,中修养护行为的发生与车辙病害相关性最大,触发路面预防性养护行为的关键因素是裂缝率和车辙深度,区间是(85m/km,200m/km)和(5.0mm,7.0mm),触发路面中修养护行为的关键因素是车辙深度和PCI,区间是(8 mm,10 mm)和(82,85)。     

基于MA-GM(1,1)的高速公路沥青路面使用性能预测

以PCI、RQI、RDI、SRI及PQI为评价指标,利用灰色理论,结合滑动平均方法,建立MA-GM(1,1)模型对高速公路沥青路面使用性能进行预测。山东省日东(日照—东明)高速公路K20—K22预测结果表明,该模型具有较高的精度和稳定性,能准确反映沥青路面使用时间与使用性能之间的关系,为高速公路的养护和管理提供参考。     

高速公路沥青混凝土路面养护短期效用模型评价指标研究

公路的预防性养护中,养护时机的选择至关重要。养护短期效用模型的建立为养护时机和养护策略的选择提供了新思路。该模型旨在建立各种预养护措施在不同类型道路、不同交通状况路段、不同养护时间的效用数据库,其建立要基于大量相关的路况调查数据。我国现阶段高速公路沥青混凝土路面使用性能评价指数采用PQI,其包含4项指标:PCI、SSI、RQI、SFC,在效用模型建立过程当中若按此进行路况性能的评价,数据采集势必存在规模大、间隔周期短、每次延续时间长等问题。基于此,尝试提出采用以平整度IRI表征的RQI作为高速公路沥青混凝土路面路况评价的单一指标,以简化数据的采集过程,保证调查数据的时效性。最后用灰关联法验证了其可行性。     

基于改进的GM(1,1)模型的沥青路面使用性能预测方法研究

建立了基于路面状况指标(PCI)、路面结构强度指标(SSI)、行驶质量指数(RQI)和横向力系数(SFC)4项指标历史数据的传统GM(1,1)模型,分析了传统GM(1,1)模型缺陷,引入马尔可夫状态转移矩阵来判断残差预测值在k≥n时的符号,建立了改进的残差灰色预测模型,提高了预测精度,对高速公路使用性能的各单项指标进行了预测,并根据预测结果提出了相应的养护措施。