瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)決策方法的研究與技術(shù)應(yīng)用

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1、工學(xué)博士學(xué)位論文瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)決策方法的研究與技術(shù)應(yīng)用STUDYOFDECISIONMETHODANDTECHNICALAPPLICATIONOFASPHALTPAVEMENTPREVENTIVEMAINTENANCE曾峰哈爾濱工業(yè)大學(xué)2009年4月中國(guó)圖書(shū)分類號(hào):U418學(xué)校代碼:10213國(guó)際圖書(shū)分類號(hào):625.8密級(jí):公開(kāi)工學(xué)博士學(xué)位論文瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)決策方法的研究與技術(shù)應(yīng)用博士研究生:曾峰導(dǎo)師:張肖寧教授申請(qǐng)學(xué)位:工學(xué)博士學(xué)科、專業(yè):道路與鐵道工程所在單位:交通科學(xué)與工程學(xué)院答辯日期:2009年4月授予學(xué)位單位:哈爾濱工業(yè)大學(xué)ClassifiedI

2、ndex:U418U.D.C.:625.8DissertationfortheDoctoralDegreeinEngineeringSTUDYOFDECISIONMETHODANDTECHNICALAPPLICATIONOFASPHALTPAVEMENTPREVENTIVEMAINTENANCECandidate:ZengfengSupervisor:Prof.ZhangXiaoning AcademicDegreeAppliedfor:DoctorofEngineering Speciality:HighwayandRailwayEngineeringAffil

3、iation:SchoolofTransportationScience &EngineeringDateofDefence:April,2009Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology摘要摘要高等級(jí)公路是龐大的社會(huì)公共資產(chǎn),路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)是提高公共資產(chǎn)的服務(wù)水平,實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)保值和增值的重要技術(shù)手段。盡管路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)在美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家已得到了廣泛的應(yīng)用,然而在實(shí)際應(yīng)用中,對(duì)于預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)的決策往往是基于工程師的主觀經(jīng)驗(yàn)。當(dāng)前我國(guó)對(duì)于路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)的研究大多停留在具體養(yǎng)護(hù)措施的應(yīng)用

4、技術(shù)層面上,對(duì)于預(yù)防性養(yǎng)護(hù)決策技術(shù)的研究也同樣未取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。本文的研究目的即是試圖深入揭示路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)的核心內(nèi)涵,建立科學(xué)的、可量化的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)決策體系,促進(jìn)路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)在我國(guó)的推廣與應(yīng)用。研究的主要內(nèi)容包括預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)的核心內(nèi)涵、功能性和結(jié)構(gòu)性應(yīng)用效果評(píng)價(jià)、預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的決策理論與方法、養(yǎng)護(hù)路段的劃分方法、養(yǎng)護(hù)時(shí)機(jī)的確定方法以及預(yù)防性養(yǎng)護(hù)方案的設(shè)計(jì)方法等方面。我國(guó)目前對(duì)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的理念和內(nèi)涵仍未有統(tǒng)一的規(guī)定,本文將預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)的核心內(nèi)涵總結(jié)為:第一,預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)是一種“未雨綢繆”式的技術(shù);第二,預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)可修復(fù)路面功能性損壞,延緩結(jié)構(gòu)

5、性損壞;第三,預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)是在路面全壽命周期內(nèi)多階段、系統(tǒng)性的養(yǎng)護(hù)策略。對(duì)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施的應(yīng)用效果進(jìn)行評(píng)價(jià),有助于奠定預(yù)防性養(yǎng)護(hù)決策的工程技術(shù)基礎(chǔ)。本文從功能性和結(jié)構(gòu)性兩方面對(duì)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施的應(yīng)用效果進(jìn)行了評(píng)價(jià)。在功能性評(píng)價(jià)方面,從密水和排水性能、抗車轍能力、抗滑能力和平整度的改善等角度,對(duì)霧封層、微表處、超薄磨耗層(UTAC-10和 Novachip?)以及薄層熱拌瀝青混凝土(AC-13C、SMA-13、SMA-10以及 OGFC-13)的應(yīng)用效果進(jìn)行了評(píng)價(jià)和對(duì)比,總結(jié)了這些養(yǎng)護(hù)措施的使用性能和適用條件,進(jìn)而提出了養(yǎng)護(hù)措施的主要功能屬性和附屬功能屬性的概念,明

6、確了這些措施的各種功能屬性。在結(jié)構(gòu)性效果評(píng)價(jià)方面,首先對(duì)實(shí)測(cè)彎沉盆進(jìn)行了誤差分析,證明了常用的x±ks方法處理誤差數(shù)據(jù)的局限性,引入了t分布檢驗(yàn)法用于誤差檢驗(yàn)。其次評(píng)價(jià)了溫度對(duì)動(dòng)態(tài)彎沉盆的影響,得出了相關(guān)的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)結(jié)果。隨后考慮到跟蹤檢測(cè)數(shù)據(jù)的自相關(guān)性,建立了結(jié)構(gòu)性效果評(píng)價(jià)的重復(fù)測(cè)量數(shù)據(jù)分析模型。最后利用該模型對(duì)霧封層、微表處和Novachip?試驗(yàn)段4年的FWD檢測(cè)數(shù)據(jù) 進(jìn)行了分析,評(píng)價(jià)和對(duì)比了養(yǎng)護(hù)措施的結(jié)構(gòu)性應(yīng)用效果,分析結(jié)果發(fā)現(xiàn),所評(píng) 價(jià)的養(yǎng)護(hù)措施對(duì)于保護(hù)路面結(jié)構(gòu)并未表現(xiàn)出積極作用。目前對(duì)于預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的決策大多是基于工程師的主觀經(jīng)驗(yàn),本文在預(yù)防性-I-哈爾濱

7、工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文養(yǎng)護(hù)決策理論的研究方面,引入了決策科學(xué)的相關(guān)理論,建立了標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)決策模型,并從功能屬性、適用條件、結(jié)構(gòu)厚度、養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度、路用性能、工程因素和用戶因素七個(gè)方面對(duì)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施的屬性進(jìn)行了度量和評(píng)價(jià),建立了屬性的無(wú)量綱化步驟。在預(yù)防性養(yǎng)護(hù)決策方法研究方面,首先對(duì)決策樹(shù)法進(jìn)行了改進(jìn),建立了決策樹(shù)模型的應(yīng)用步驟,并以廣東省預(yù)防性養(yǎng)護(hù)決策樹(shù)模型為實(shí)例,示范了決策樹(shù)的建立過(guò)程。其次對(duì)加權(quán)法進(jìn)行了改進(jìn),引入了主觀賦值的SWING法和客觀賦值的熵值法以及權(quán)重的修正方法。傳統(tǒng)的決策方法難以考慮預(yù)防性養(yǎng)護(hù)決策問(wèn)題多目標(biāo)、多屬性的特點(diǎn),具有較大的局限性。本

8、文對(duì)決策科

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