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公路预防性养护最优化决策与研究

作　者: 刘汝晓
导　师: 吴永平
学　校: 长安大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 沥青路面预防性养护路面使用性能多目标优化动态规划决策优化
分类号: U418
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 264次
引　用: 4次
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内容摘要

我国从上世纪80年代开始,高等级公路建设取得了突飞猛进的发展,其中高速公路的建设更是处在空前的高速增长时期,截止2007年底,我国公路通车总里程达357.3万公里,其中高速公路5.36万公里。由于沥青路面相对水泥路面具有很多优点,所以我国高速公路大部分为沥青路面。但是由于我国的基本国情,高速公路遭受严重的超载、大交通量、气候环境等因素的影响,导致路面使用性能不断下降,并且出现了不同程度的病害,影响高速公路的投入与收益。因此高速公路的路面养护工作就显得尤为重要,受到各部门的重视。本论文研究的是如何辅助决策者制定出在有限资金投入的情况下获取路面使用性能最大效益为目标的养护计划。首先对高速公路早期病害进行了病理分析,然后介绍了预防性养护的理念,强调了预防性养护的重要性,确定了实施预防性养护的时机,提出了防治高速沥青路面早期病害的几种常用的预防性养护措施。对高速公路沥青路面使用性能进行了比较深入的研究,建立了高速公路沥青路面养护的评价指标体系,提出了沥青路面养护的评价标准,同时建立了高速公路沥青路面使用性能衰变方程。在有限的养护资金投入下,为使路面使用性能达到最大效益就必须制定一个合理的路面养护计划。在对路面养护决策进行优化的过程中,建立了多目标路面养护决策优化模型,并将最优化理论和动态规划法应用其中,对其进行了初步的探讨,通过实例计算,验证结果的有效性。本论文以高速公路沥青路面养护决策优化为研究对象,尽管研究的成果需要在实际问题中检验,并得到逐步的改进和完善,但是丰富了高速公路沥青路面养护的理论,而且在一定程度上为高速公路建设和管理的科学决策提供了参考依据。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-18
  1.1 研究背景  9
  1.2 国内外研究现状  9-12
    1.2.1 国外研究现状  9-11
    1.2.2 国内研究现状及存在的问题  11-12
  1.3 国内外高速公路发展情况  12-16
    1.3.1 国外高速公路发展情况  13-15
    1.3.2 国内高速公路发展情况  15-16
  1.4 研究目的和内容  16-18
第二章高速公路沥青路面的预防性养护  18-36
  2.1 高速公路沥青路面早期破坏  18-22
    2.1.1 不同类型的早期损坏  18-20
    2.1.2 路面早期损坏的原因  20-22
  2.2 预防性养护综述  22-23
  2.3 预防性养护的内容和特点  23-24
    2.3.1 养护时机合理  23
    2.3.2 养护周期规律  23-24
    2.3.3 预防性  24
    2.3.4 机械化程度高  24
  2.4 预防性养护的重要性和必要性  24-26
    2.4.1 矫正性养护的弊端  24-25
    2.4.2 预防性养护的优点  25
    2.4.3 预防性养护的效益  25-26
  2.5 沥青路面预防性养护的时机  26-29
    2.5.1 行驶质量指数（RQI）及破坏指数法（DI）  26-27
    2.5.2 基于时间或路况的方法  27
    2.5.3 效益费用评估法  27-28
    2.5.4 排序法  28-29
  2.6 沥青路面预防性养护时机指标  29-31
    2.6.1 路面沥青老化  29
    2.6.2 路面渗水系数  29
    2.6.3 路面行车安全  29-30
    2.6.4 PCI/RQI  30-31
  2.7 高速公路沥青路面常用预防性养护措施  31-35
  2.8 小结  35-36
第三章高速公路多目标路面养护决策优化问题  36-56
  3.1 高速公路路面养护决策优化概述  36-41
    3.1.1 路面养护决策优化的重要性  36-38
    3.1.2 路面养护决策优化的方法及其复杂性  38-41
  3.2 高速公路路面养护决策的选择原则和优化过程  41-42
    3.2.1 选择原则  41-42
    3.2.2 优化过程  42
  3.3 多目标优化综述  42-44
    3.3.1 多目标优化问题的提出  43-44
    3.3.2 多目标优化的概念  44
  3.4 多目标路面养护决策模型的建立与求解  44-46
  3.5 动态规划  46-53
    3.5.1 动态规划的基本概念  47-49
    3.5.2 最优化原理与动态规划方程  49-50
    3.5.3 动态规划的适用条件  50-52
    3.5.4 动态规划的过程  52-53
    3.5.5 动态规划法求解多阶段决策问题的特点  53
  3.6 寿命周期费用分析  53-55
    3.6.1 寿命周期费用分析的概念  54
    3.6.2 寿命周期费用  54-55
  3.7 小结  55-56
第四章路面使用性能评价与预测  56-77
  4.1 路面使用性能的变化趋势及影响因素  56-60
    4.1.1 路面使用性能的变化趋势  56-57
    4.1.2 路面使用性能的影响因素  57-60
  4.2 路面使用性能评价的内容和方法  60-62
  4.3 路面使用性能评价指标  62-65
  4.4 路面使用性能预测  65-76
  4.5 小结  76-77
第五章基于动态规划法的多目标路面养护决策优化  77-88
  5.1 动态规划法求解路面养护决策模型  77-78
  5.2 实例分析  78-86
  5.3 小结  86-88
结论与展望  88-90
参考文献  90-94
致谢  94

公路预防性养护最优化决策与研究

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