养护干预下路面性能衰变预测模型

研究养护干预下路面使用性能的衰变状况和衰变模型是路面结构寿命周期内制定养护维修决策的重要内容。文中基于广肇高速公路路面性能检测数据,考虑养护干预对沥青路面性能衰变状况的影响,提出特定养护措施下沥青路面性能的双参数曲线和灰色系统理论+马尔可夫转移概率衰变模型,以评价不同养护条件下沥青路面性能的衰变规律。     

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。     

浙江省典型养护措施路面性能长期衰变研究

为有针对性的选择路面养护方案,需要比较不同养护方法的实际养护效果,研究养护后路面各项性能指标的长期衰变规律。对浙江省45个实际养护路段的历史性能数据进行了深入的研究分析,采用线性和指数模型比较了不同养护方法实施后路面损坏状况指数PCI、路面行驶质量指数RQI及路面车辙深度指数RDI的衰变速率。研究表明,罩面类养护的长期效果显著高于预防性养护,对平整度的改善尤为明显; SMA-13罩面能有效减缓路面性能衰变速率,AC-13罩面后的短期路面性能指标比AC-16高,但衰变速度较快;微表处在改善车辙及路面平整度方面均不如超薄磨耗层,且微表处容易失效,路面性能指标衰变最快;热再生对路面抗车辙能力的恢复及病害的修补具有显著效果,但无法有效改善路面平整度,并且热再生养护后的路面各项性能指标衰变速度较快。     

考虑不同养护措施的路面性能衰变模型研究

随着高速公路的不断建成,我国面临严峻的高速公路养护维修工作。在道路使用寿命周期内,对路面进行有计划的养护维修工作,一方面可以保证路面保持良好的使用品质;另一方面也可以提高路面养护维修的工作效率。研究路面使用性能的衰变规律和对路面使用性能的预测是道路寿命周期内有效制定养护维修决策的核心内容。基于北京市高速公路路面性能检测数据提出不同养护措施下沥青混凝土路面的衰变方程,用于评价特定条件下沥青混凝土路面的衰变规律。     

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。     

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。     

沥青路面预防性养护应用效果对比研究

为探明不同预防性养护措施对沥青路面的养护效果,基于某路面养护项目,统计了旧路路面的各项技术指标;结合病害分布情况,设计了6种不同的预防性养护措施,通过对实施养护前和养护5年后路面的状况检测,对比分析了各养护措施对于道路开裂、车辙、抗滑以及道路结构状况的影响;基于综合评分的方法,将道路状况的多性能指标转化成单性能指标;从性能出发,优选出了使道路综合状况最好的预防性养护措施。结果表明,经过灌缝之后双层微表处和薄层罩面养护的路段,在服役5年后依然具有良好的抗开裂效果,其开裂程度没有达到养护前的水平;薄层罩面相对于微表处具有更好的抗车辙效果;不同养护措施对于抗滑性能的提升程度类似;预防性养护具有一定的保持基层结构状态的作用,其中薄层罩面对于基层结构状态的改善较明显;双层微表处和薄层罩面都能在5年内较好地保持面层结构状态,而单层微表处对面层结构状态的保持作用有限;从道路综合性能出发,建议采取灌缝后的薄层罩面来进行沥青路面预防性养护。     

基于正交分析的高速公路沥青路面状况影响因素研究

路面状况指数(PCI)是表征路面病害严重程度的重要指标,也是进行养护决策及养护设计的关键参数。基于我国北方某省高速公路网路面技术状况开展的12年跟踪观测数据开展深入挖掘工作,针对交通量、路龄、沥青层厚度3个影响路面使用性能的主要因素,结合全省数据样本特征,分别划分出了3个代表性的数据区间,从而组成了27种不同的影响因素组合。但受限于本区域路网的建养方式特点,很难凑齐同时满足这27种因素组合的观测路段,故利用正交分析表来安排与分析多因素条件下路面使用性能的变化规律。在全部27种水平组合中,挑选有代表性的水平组合,建立了9种组合矩阵。通过分析各组合类型路面使用性能的差异,可定量化比较3个因素对PCI指标的影响程度,并拟合PCI指标随着各影响因素指标的变化而衰变的规律。通过计算分析发现,交通量与沥青层厚度两个因素对PCI指标值的影响较为显著,其中沥青层厚度的影响最大;而在对PCI指标衰变速度的影响方面,3个因素均呈现出显著的影响效果,其中交通量的影响最为显著。在路面建设及养护的过程中,建议在条件许可的范围内,采用沥青层厚度大于22 cm的结构组合形式,以实现更为优越的路面使用性能要求。     

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。     

基于马尔可夫链的沥青路面大修时机预测

分析沥青路面使用性能的构成要素包括路面破损状况指数、平整度指数、车辙深度指数、抗滑性能指数、结构强度指数;结合衰变递减理论构建路面性能马尔可夫链预测模型,根据道路交通量、养护维护历史和大修成本等信息,采用全寿命周期效益-费用比确定沥青路面的最佳大修时机。     

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。     

乳化沥青厂拌冷再生路面等效厚度系数研究

基于乳化沥青厂拌冷再生技术应用于下面层,为建立在同等路面使用性能状况下该技术与传统热拌沥青混合料面层厚度的等效关系,参考辽宁省多条干线公路现场调研资料,以计算得到的路面损坏状况指数(PCI)为评价标准,在已有路面使用性能衰变方程研究成果的基础上,将使用年限、交通荷载、面层厚度作为影响因素,借助MATLAB、1stopt等软件对已有衰变方程进行简化,同时利用麦夸特法等算法进行优化,求得各变量的定量关系,得到等效厚度系数0. 587,即10 cm的乳化沥青厂拌冷再生路面使用性能等效于传统热拌沥青混合料6 cm,为道路养护及维修提供理论依据。     

基于灰色理论的高速公路路面使用状况衰变预测

路面使用状况会随着公路使用年数的增加而不断衰变.对路面使用状况衰变进行预测,可为公路养护措施的选择和实施时机的选择提供参考.以京哈高速公路路面使用性能检测数据为依托,基于灰色理论,建立高等级沥青混凝土路面使用状况的预测模型,对路面使用状况的衰变进行了预测.通过预测值与实际值的对比,验证了预测模型的实用性与可靠性.结果表明,灰色预测模型可用于路面使用性能衰变的预测中,预测精度较高,计算原理明确,具有较强的实用性,可为公路管理部门提供养护管理决策依据.     

高速公路沥青路面检测与评定研究

以湖南某高速公路部分路段路面为研究对象,主要从路面破损程度、路面平整度和路面抗滑动性能三方面对其路面状况进行调查统计,在此基础上分析和评估其路面状况,确定该路段路面损坏状况指数PCI综合评定等级及路面结构强度指数PSSI综合评定等级;最后分析沥青路面病害成因及养护方案设计原则,为路面养护设计提供指导。     

基于大样本数据的江苏省沥青路面大中修养护周期

本文从江苏省干线路网中抽取948.4km实施过大中修的路段进行不同交通量等级下沥青路面大中修养护周期分布规律研究,得出不同交通量等级下江苏省干线公路大修周期和中修周期。结合路段的路面结构以及大中修养护前路面的PQI值分析得出4种性能优越的路面结构和4种性能较差的路面结构,以提醒养管单位密切关注路况衰变,改变养护策略。     

基于路面性能衰变规律的预防性养护措施和时机选择

比选路面预防性养护措施和确定其实施时机是路面预防性养护技术的核心。在已有路面性能衰变模型的基础上,通过引入改善系数A和寿命系数B,建立了预防性养护后的路面性能衰变模型,并讨论了改善系数A和寿命系数B的内在含义;进而提出了利用该衰变模型和费用效益比最大为准则的选择预防性养护措施和确定其实施时机的方法。     

路面性能动态预测与预防性养护效益研究

为了研究实施路面预防性养护的长远效益,以广东省佛山一环高速公路为依托,通过对佛山一环实施五年的路面预防性养护规划,定期对路面进行性能检测与数据采集,应用Matlab数值分析工具对路面性能衰变模型进行动态修正,采用全寿命周期成本分析方法对比大中修养护方案与预防性养护方案效益。结果表明:随路龄增长,路面性能衰变模型的衰变速率由快变慢,且各年衰变曲线愈来愈接近;2014年需要大中修的路段中,有75%以上在2011年养护规划中列为需养护路段,大部分路段由于经费不足未实施养护,至2014年需大中修;采用预防性养护方案较大中修方案,年度每平米养护费用可8~9元,每年可节约养护资金1190~1340万,在寿命周期内可节省养护经费达1.8~2.0亿元,预防性养护效益相当可观。     

基于平整度的水泥混凝土路面预防性养护时机确定方法

为了确定水泥混凝土路面预防性养护时机,基于路面损坏状况指数PCI与路面平整度关系构建模型,借助模型找到路面损坏状况指数加速度最大值,从而确定预防性养护时机。最后给出实例进行了验证。     

检测技术在路面养护检测评价与养护设计中的应用

路面状况数据是路面性能的直接反映,是编制道路养护和改建计划的依据。本文基于国道G205秦皇岛西环路一级公路路面使用性能指数(PQI)各项指标检测数据,阐述了检测技术在沥青路面养护检测评价与养护设计工作中的应用,通过深入分析路面病害机理,综合考虑路面历史养护情况,为公路养护部门提供准确、可靠的路面技术参数及养护建议。     

基于路面性能衰变规律的路面养护需求分析

通过对路面中长期性能的统计分析,路面性能衰变遵循一定的统计学规律;通过对路面性能中长期均值和方差的回归分析,列出其变化曲线,估算路面性能宏观(整体技术状况)与微观(各公里路段)的联系,预测寿命周期内路面性能变化规律,按照路面养护技术规范的规定建立性能变化与养护需求之间的联系,为路面养护需求分析提供依据。