基于寿命周期的高速公路养护决策优化研究

本文基于江苏省高速公路成本最小化、性能效益最大化的养护目标,采用寿命周期费用分析的方法对高速公路单路段多年和多路段多年决策优化方法进行了研究,考虑以交通量、车辙深度、横缝状况指数、平整度IRI、横向力系数SFC和修补率作为决策指标,通过高速公路沥青路面养护决策树和路面性能衰变模型,实现单路段多年决策优化。并以养护公司年度养护预算费用为约束,以寿命周期内路面使用性能指数PQI提升最大为决策目标,对各路段寿命周期内不同的养护方案组合进行优化求解,最终确定了有费用约束和无费用约束下的多路段多年最优方案的求解办法。最后选取某高速公路样本路段进行了寿命周期内的多路段养护决策。     

基于模糊聚类分析的高速公路全寿命周期成本预测研究

推行全生命周期成本管理与建管养一体化有利于提升高速公路投资效益和社会效益,成本预测是设计与养护方案优化的基础。在大中修样本数量有限的情形下,应用模糊聚类分析法,结合高速公路专项项目特征指标预测高速公路路基、路面及结构物大中修费用;建立寿命周期成本模型,根据建设成本、养护成本、用户成本、环境成本等寿命周期成本对设计方案进行比选,并进行实例分析,避免根据单纯建设成本最低和定性分析进行方案选择带来的后期维护及运营成本偏高的缺陷,研究成果对设计方案优化和建管养一体化有指导作用。     

交通荷载对高速公路使用寿命和养护特性的影响分析

从路面性能衰变的"负指数"模型和性能影响因子的生长曲线出发,分析交通荷载对高速公路使用寿命和养护特性的影响,研究推导出理想状态下公路使用寿命、服务效果和养护费用随交通荷载增长的变化关系回归计算式,推导出的回归计算式由轴载比x的幂指数和指数函数的乘积构成。针对幂指数回归方法中估计寿命损失值偏低,而评估服务效果和养护费用增长过高的问题,通过临长高速公路养护实例进行验证可得,推导出的回归计算式准确率高、适用性强,最后,分析验证了重载交通下高速公路具有病害发展快、性能下降快、养护费用和优先级高的养护特征,提出了公路管理部门制定养护计划的相关建议。     

道路基础设施养护与改建的投资政策分析

本文结合国内外路面管理系统研究实践，采用寿命周期费用分析方法和优化模型，提出了道路基础设施养护与改建的投资政策分析方法。     

桥梁全寿命成本初步分析

近年来,土木工程全寿命设计理念越来越受到国内外关注,美国已经强制实施基建工程管理“全寿命经济分析法”,我国目前正值桥梁建设的高峰期,在桥梁设计中更应综合考虑建设成本、后期的养护维修等长期综合成本,处理好桥梁建设项目中短期效益与长期效益的关系。通过建立费用模型,考虑桥梁在100年的寿命期内所需要的投资费用,包括初期投资和维护、检测、加固、维修、上漆费用等,进行了确定性的成本计算,结果表明:后续的费用占全寿命期费用的比例很大,同时计算了现值;预应力混凝土桥梁和钢桥在初始投资相同的条件下,比较全寿命费用,发现预应力混凝土桥梁可以大大节约投资。模型的费用比例是非常重要的因素,有必要继续进行概率性分析。     

高速公路养护费用估价模型及评价体系研究

基于控制高速公路养护费用的目的,按照日常养护、预防性养护、大中修工程以及专项工程四类,分别研究了不同类型下的养护费用影响因素。从公路养护费用实际情况出发,结合区间逼近法,提出高速公路养护费用评价标准,并使用该方法对云南省某条高速公路的实际养护费用进行了评价,验证了其有效性和实用性,为高速公路养护费用的有效评价和管理奠定了基础。     

沈大高速公路路面使用性能养护综合评价模型的研究

以沈阳至大连高速公路路况普查的数据为基础，考虑路面性能参数的概率分布特性，建立了高速公路沥青路面使用性能养护综合评价模型，并通过产例将其与国内外模型进行了对比分析，验证了其实用性。然后通过进一步研究建立了此模型与养护经济费用的关系，找出了路面养护费用增长的敏感阶段，建立基于路况综合评价的路面养护优先级别，为高速公路养护优先排序提供了一个简捷的参考方法，最后应用马尔可夫过程建模方法，建立了路况综合评价随时间衰变的概率预测矩阵，使之可供养费用分析之用，通过以上研究，此模型可为高速公路沥青路面的养护评价，养护对策的优先排序，养护资金的优化决策分析提供参考。     

城市化区域高速公路土建设施日常养护费用分析

城市化区域的高速公路车流量大,具有日常养护要求严格、养护费用高等特点。对城市化区域高速公路的日常养护费用进行调研,提出高速公路土建设施日常养护费用指标及其占比。通过分析各项费用指标和占比差异的原因,为城市化区域高速公路土建设施日常养护费用合理测算和准确控制提供经验借鉴。     

基于全寿命周期费用理论的沥青路面大修时机研究

随着交通行业的发展,公路的运营时间也在要求逐渐延长,但同时车流量的不断增加,导致了道路的路用性能不断衰减,使用寿命不断降低。在综合考量资金以及资源的前提下,维修养护的科学性成为了养护效果的关键。本文基于全寿命周期的费用理论对沥青路面的大修时机进行了系统的研究,阐明了全寿命周期费用理论的基本概念以及费用的组成和计算方法,同时介绍了大修时机的判定方法,并采用全寿命周期费用分析理论对某高速公路进行不同方式的养护措施,最终优选出最佳养护策略。     

基于寿命周期费用分析的沥青路面养护效益评价

为了对比不同高速公路在设计年限内的养护效益,选择安徽省内的庐铜、界阜蚌及芜宣高速,以达到设计轴载次数的年限作为沥青路面寿命周期费用的分析期,采用费用现值法计算3条高速于寿命周期内的总养护费用现值和年平均费用现值。研究结果表明:1随着路面使用时间的增加,处治厚度较深的养护措施的使用比例上升。2养护效益最好的是庐铜高速,说明了交通轴载是影响路面养护效益最显著的因素。     

高速公路养护维修方案的一种优化设计方法

随着我国高速公路建设发展,原来已建高速公路也逐步进入了需要养护维修的阶段。在实际成本计算中,应当是在一个期间内,将高速公路的日常性养护与典型性养护费用一起考虑,确定何时进行典型性养护才是更有利于成本控制。为解决全寿命周期内养护维修总成本最小化的问题,通过对不同规模养护工程进行比较,确立养护的作业内容及相关成本;然后以湖南省耒宜高速公路为例对成本构成进行分析,探讨养护成本的控制问题;最后采用图与网络规划的运筹学方法,对耒宜高速公路的典型性维修方案进行设计,综合考虑成本和效益的最优化,为高速公路的养护维修提供了新的思路与借鉴,也为其他高速公路的相关成本控制提供了有益的参考。     

基于蚁群算法的湛徐高速公路中长期养护费用分配分析

以湛徐(湛江—徐闻)高速公路近5年路面状况指数及路面养护费用为基础,设置高水平、中等及以上水平两种养护费用分配模型约束水平,基于蚁群分析法进行高速公路养护费用分配分析。结果表明,可采用蚁群算法在确定路面养护费用上限值后对路面规划期内养护费用进行最大效益化分配,若养护费用不明确,可采用蚁群算法基于PCI值等指标提供多个养护水平进行养护费用分配;在养护费用较充足和一般的情况下,湛徐高速公路规划期内第1年养护费用分配值均最大,超过总费用的90%,后期各年养护费用相当,规划期内总的养护费用水平越高,规划期内各年度的PCI均值越高。     

高速公路沥青路面养护费用模型的建立与分析

以高速公路沥青路面衰变理论为基础,通过实际调查回归分析了路面损坏量与养护量的关系以及养护量随路龄增长的规律,进而建立了江西省养护水平下的高速公路养护费用模型,可为高速公路的养护管理提供参考.     

基于HDM-4的路面养护决策仿真-优化框架研究

在将高速公路发展与管理系统(HDM-4)与基于随机模拟的SFL算法相结合的基础上,提出了一种系统寿命周期费用分析框架,为路面养护管理寻找最优养护策略.根据路网实测历史数据,对HDM-4中最敏感的参数进行本土化校正,定义与不同交通等级和各种初始路面状况相对应的最优养护策略选择集,采用HDM-4进行养护策略的寿命周期费用分析,结合基于随机模拟的SFL算法进行养护策略优化和不确定性分析.通过具体的道路养护案例,详细介绍了分析框架的流程,并证明了其适用性.     

耒宜高速公路路面病害成因分析及养护维修策略研究

根据耒(阳)-宜(章)高速公路路面性能检测结果,对路面病害的特征进行详细阐述,并结合耒宜高速公路所处的气候及地理条件深入分析各路段病害产生的原因。为使采取的养护维修措施在资金有限情况下达到效益最大化,依据预防性养护理念,应用全寿命周期下的效果费用比方法对耒宜高速公路的养护策略展开研究,取得了较好的效果。     

S10(温州绕城)北线一期段高速公路路面5年期养护规划研究

在深入调查分析S10(温州绕城)北线一期段高速公路使用现状及养护现状的基础上，提出S10(温州绕城)北线一期段高速公路养护规划原则。考虑路面技术状况指标现状、路面病害水平、交通荷载水平、路面使用时间等多因素，采用基于路面病害发展、基于交通荷载及基于路面使用时间的多模型综合进行路面使用性能预测。考虑性能提升水平、养护费用、路面残值等因素，采用寿命经济分析的方法进行养护方案优选，得到费用效益最优的路面养护方案。并结合项目客观情况，对规划期养护规划方案配置进行调整。     

重庆机场高速公路路面修复过程

路面的修复完全不同于路面的新建和养护．是一个涉及现有路况评价。修复方案确定。最优方案比选,设计施工和路面性能监控的多步骤过程。结合重庆机场高速公路简要介绍了高速公路路面的修复过程。重点强调了对现有路况的评价和针对每个备选方案的寿命周期费用分析。指出在对方案进行经济比较时,不仅要考虑道路建设者的费用,如：初期建设费用、使用期的技术和管理费用、养护和修复费用及剩余价值等;还要考虑道路使用者的费用,如道路修复时因车道关闭引起的交通延误、道路品质下降引起的额外费用(车辆磨损。交通事故等)等。     

全寿命周期养护成本理念在阳茂高速公路的应用

在广东省高速公路养护工程量逐年增加的情况下,探索科学的养护管理模式已突显出重要的意义。阐述了全寿命周期养护成本理念的涵义,并通过介绍全寿命周期养护成本理念在阳茂高速公路的应用,表明了将全寿命周期养护成本理念引入高速公路养护工作,可以促使项目有依据、有目标、有计划地开展各类养护方案,保证了在"恰当的时间"对"合适的路段"进行"合理的养护",从而使养护资金的利用最大化,路况改善最大化。     

超限对高速公路路面养护费用增量的影响研究

对山东全省高速公路近一年的轴载数据进行了调研,分析了调研原始数据的特点并提出针对性的处理方法;以高速公路标准荷载条件设计的原基本结构厚度为基准,重新计算出超限荷载条件下的路面结构厚度及增量,得到了山东省各高速公路为满足超限车辆而增加的路面工程量;最后,通过施工定额计算出相应的路面补强工程建设费用,即为超限引起的单位里程公路养护(或改建)投资费用增量.本研究为山东省高速公路养护经费管理定量化分配提供了参考.     

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。