基于全寿命周期分析的路面养护评价与决策

论文总字数：23995字

摘 要

目前我国的高速公路已经普遍进入维修养护期，道路养护形式将会日益严峻，传统的矫正型养护已经很难满足目前的养护需求，为了使养护效果达到最大化，保证路面能满足使用性能的要求，延长路面的使用寿命，降低养护的成本费用，道路养护工作人员提出了预防性养护的理念。

本文基于国内外路面性能预测及评价研究现状，分析我国高速公路的破坏和维修养护特点，总结现有的预防性养护技术及特点，结合连盐通高速公路的路况检测数据和相关的道路工程资料，通过spss和excel构建路面各项性能指标随路龄的五参数衰变模型，进行路面养护长期性能衰变规律的预测分析，并研究沥青路面的全寿命周期，综合考虑了道路全寿命过程中的全部成本费用，计算生命周期费用和生命周期效益，采用效益费用比分析法来选择预防性养护措施和确定预防性养护的最佳时机。

本文的研究提出合理的路面使用性能评价与预测方法和费用计算，可以最有效地分配养护资金，为路面养护决策提供行之有效的方案，为促进我国道路的长期健康发展作出重要贡献。

关键词：预防性养护，全寿命周期，沥青路面，时机

Abstract

At present, China's highways generally enter the maintenance and repair period, and the form of road maintenance is becoming increasingly severe. Traditional correctional maintenance is difficult to meet current maintenance needs. To achieve the best maintenance effect, to extend the service life of roads, to ensure road performance, an to reduce the maintenance cost, road maintenance researchers put forward the concept of preventive conservation.

Based on the research status of pavement performance prediction and evaluation at home and abroad, this paper analyzes the damage and maintenance characteristics of highways in China, summarizes existing preventive maintenance technologies and features, and combines road condition detection data and related road engineering data of one highway. Constructing a five-parameter decay model for each performance index of the road surface with spss and excel, predicting and analyzing the long-term performance decay of pavement maintenance, and studying the entire life cycle of the asphalt pavement, taking into account the entire cost of the road life.Calculate life-cycle costs and life-cycle benefits, and then use this decay model and cost-benefit analysis to select preventive conservation measures and determine optimal preventive maintenance opportunities.

Through the research of this paper, it can not only provide a scientific solution for road maintenance decision-making, but also provide a scientific method for rationalizing the allocation of limited pavement maintenance resources and maximize the economic benefits of conservation.

Key words: Preventive Maintenance, Life Cycle, Asphalt Pavement,Opportunity

目 录

摘要…………………………………………………………………………………….I

Abstract………………………………………………………………….…………… II

1. 绪论…………………………………………………………………………1
   1. 研究背景与意义………………………………………………………….1
   2. 国内外研究现状………………………………………………………….1
      1. 预防性养护……………………………………………...………….1
      2. 全寿命周期分析法…………………………………………………2
   3. 本文研究内容…………………………………………………………….2

第二章 预防性养护相关知识………………………………………………………3

2.1 基本概念…………………………………………………………………...3

2.2 预防性养护技术措施……………………………………………………...3

2.2.1 预防性养护措施类型........................................................................3

2.2.2 预防性养护措施选择……………………………………………....3

2.3 预防性养护时机选择介绍………………………………………………...4

2.4 本章小结…………………………………………………………………...5

第三章 路面养护长期性能衰变规律分析…………………………………………6

3.1 路面使用性能影响因素分析……………………………………………...6

3.2 路面使用性能预测模型…………………………………………………...7

3.2.1 经验型模型…………………………………………………………8

3.2.2 力学预测模型………………………………………………..……..9

3.2.3 力学-经验模型……………………………………………...……...9

3.2.4 性能衰变模型的建立…………………………………..…………..9

3.3 本文路面性能预测模型……………………………………………...…..10

3.3.1 江苏省路面性能影响因素………………………………………..10

3.3.2 预测指标…………………………………………………………..10

3.3.3 预测模型…………………………………………………………..10

3.3.4 预测模型检验……………………………………………………..14

3.4 本章小结………………………………………………………………….15

第四章 生命周期费用分析………………………………………………..………16

4.1 全寿命周期成本分析的理论框架……………………………………….16

4.1.1 全寿命周期费用分析概念…………………………………..……16

4.1.2 生命周期费用组成………………………………………………..16

4.2 全寿命周期成本分析…………………………………………………….17

4.2.1 管养成本……………………………………………………….….17

4.2.2 用户费用………………………………………………………..…17

4.2.3 残值…………………………………………………………..……18

4.2.4 其他费用…………………………………………………………..19

4.3 分析方法………………………………………………………………….19

4.4 本章小结………………………………………………………………….20

第五章 预防性养护时机的确定……………………………………………..……21

5.1 方法介绍……………………………………………………………….....21

5.2 效益面积计算………………………………………………………….…22

5.2.1 选择路面使用性能指标的最低可接受水平……………………..22

5.2.2 建立路面使用性能指标衰变方程…………………………….….22

5.2.3 未进行养护时的面积………………………………………….….22

5.2.4 采用预防性养护时的面积……………………………………..…23

5.3 效益计算………………………………………………………………….24

5.4 预防性养护时机确定…………………………………………………….24

5.5 本章小结………………………………………………………………….24

第六章 结论与展望………………………………………………………………..25

6.1 结论……………………………………………………………………….25

6.2 进一步研究建议…………………………………………………...……..25

致谢……………………………………………………………………………….….26

参考文献…………………………………………………………………………..…27

第一章 绪论

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