路面使用性能综合预测物元模型及其应用

路面使用性能的合理预测是公路养护和改造计划编制的基础,对于公路的运营管理和优化决策具有重要的意义.本文充分考虑行车对路面性能要求,采用物元综合评判法,根据反映路面性能的主要指标,应用关联函数,建立了路面使用性能综合预测物元模型,把路面性能预测由定性转为定量.该模型能较好地处理路面使用性能演化过程中的随机性,计算简单.最后以具体公路路面使用性能为示例,利用建立的数学模型,对该路段路面使用性能的变化趋势进行了分析,预测结果表明了该方法的可应用性.     

沥青路面使用性能预测模型的研究

应用引入回归技术的马尔可夫过程建模方法,建立使用性能变量的预测模型.在进行路面性能预测时,主要从路面损坏状况、结构承载力、行驶舒适性和安全性能四个方面分别评价路面使用性能并加权成路面综合评价指标.先对4项指标分别预测,再综合各预测指标得到综合指标的预测值.这种预测的方法简化了路况状态和转移概率矩阵的建立.在此以某地区序号14、15两条公路的路面调查数据为基础,得出本地区的路面性能预测方程和回归曲线.     

路面状况指数的BP网络预测

路面使用性能预测是路面养护策略决策的关系。在分析了路面使用性能预测模型发展中存在问题的基础上,利用神经网络建立路面状况指数ＰＣＩ的预测模型－ＢＰ网络模型 。     

山区强降雨环境下沥青路面结构性能预测

为了解决强降雨对沥青路面造成的公路损害问题,在商洛地区路面受损情况调查的基础上,通过建立路面养护应急管理系统,采集历年强降雨环境下路面性能实测数据,针对常用路面性能预测模型对比分析,选择马尔可夫模型与衰变模型组合模型进行改良及组合开发,构建马尔科夫预测模型与衰变模型的组合模型作为路面性能预测模型.研究结果表明:使用该模...     

基于抗冲刷性能的半刚性基层材料组成设计方法

半刚性基层材料抗冲刷性能差是目前造成水泥混凝土路面板底脱空的主要原因.现行公路水泥混凝土路面设计规范对基层抗冲刷能力仅限于定性建议,而未提出定量指标.通过试验研究提出了水泥混凝土路面半刚性基层材料的组成设计指标与标准建议值,利用灰色系统理论的方法原理,建立水泥稳定碎石28 d冲刷量预测模型和7 d强度预测模型.最后,提出基于抗冲刷性能的水泥混凝土路面半刚性基层材料组成设计方法.性能试验结果显示,运用该方法设计的半刚性基层混合料能够达到其设计标准,表明该设计方法可行.     

基于灰色系统模型的公路客运量预测研究

运用灰色系统理论,对未来几年内的公路客运量建立了灰色预测模型.由计算结果表明,该预测模型具有较好的预测精度.     

基于神经网络的沥青混凝土路面使用性能预测

阐述了应用BP神经网络进行沥青混凝土路面使用性能预测的可行性，以环境因素，即交通量、降雨量、温度等3个直接使路面性能发生变化的主要因素作为BP神经网络的输入层，以沥青混凝土路面的破损率、平整度、弯沉值、摩擦系数等4项性能指标作为输出层，采用MATLAB语言中的BP神经网络模块进行自学习，得出环境因素与路面使用性能之间的关系。研究了基于神经网络的沥青混凝土路面使用性能预测模型的分析和计算方法，通过实例验证了该方法的实用性。     

混合GANN模型在路面状况指数预测中的应用

基于路面破损检测的困难性，利用路面使用性能的4个评价指标——路面破损状况、路面结构强度、路面平整度和路面抗滑能力之间复杂的内在联系，建立了一种路面破损状况的混合GANN预测模型。应用该模型可以利用快速检测到的IRI、SSI和SFC数据对路面状况指数PCI进行预测，减轻了路面破损调查的工作量，节约了大量的人力物力，有很高的实用价值。     

基于灰色系统理论预测路面使用性能

根据灰色系统理论的数列预测理论，针对某高速公路沥青路面使用性能中的基本指标建立灰色预测模型，模型精度采用后验方差验证，对于精度较差的模型，采用二次拟合参数法提高模型的精度，并根据预测值与实际检测数据的对比，分析模型预测结果的合理性以及指标的发展情况．利用灰色系统理论预测路面使用性能具有一定的科学应用性．     

基于随机森林的沥青路面性能预测

为弥补路面性能预测问题中传统预测方法效率差、预测精度低等缺陷,针对普通公路沥青路面状况指数(pavement condition index,PCI)的预测问题,利用北京市9个县区包括路面性能指标、路面结构、交通参数及气象资料在内的1249组观测值,提出了一种基于随机森林算法的PCI预测模型,并与神经网络、支持向量机模型预测结果进行对比.研究结果表明:通过对比分析不同模型的3个定量评价指标(均方根误差、平均绝对误差和决定系数)以及可视化散点图,证明采用随机森林算法的PCI预测模型的鲁棒性、准确性要优于神经网络和支持向量机模型,验证了该模型的有效性和优越性,可以为后续公路养护预算申请和决策方案制定提供科学依据,对于提高公路养护的经济效益具有重要意义.     

运用MEPDG建立季冻区水泥路面IRI预测修正模型

为解决季冻区水泥路面平整度预测问题,基于MEPDG构建了季冻区水泥路面国际平整度指数(IRI)预测修正模型.该模型充分考虑了交通状况、气候条件和道路各层材料的特性,在原有预测模型基础上对CRK、TFAULT、SPALL和SF 4个指标变化趋势进行分析并与IRI相关性进行了验证,利用SPSS分析软件提出适用于季冻区特点的水泥路面平整度指数预测修正模型,结合黑龙江省水泥路面调查数据进行验证.结果表明:气候、交通、材料参数均对构成预测国际平整度指数的4个指标CRK、TFAULT、SPALL和SF有显著影响;且4个指标和国际平整度指数线性拟合可靠度高;利用交通量、降水、降雨、潮湿天数、冻融循环次数,路面材料性能等参数可对季冻区水泥路面国际平整度指数进行预测.提出的预测修正模型预测的精确度高,具有良好的实用性和较高的预测性能.     

不同养护模式下的高速公路沥青路面状况指数预测模型

为了准确、科学地进行沥青路面性能状况评价和养护维修决策,对北京市多条高速公路沥青路面状况指数( PCI)历年检测数据进行了调查和分析,利用分类统计方法,研究了不同养护模式下的高速公路沥青路面状况指数变化规律,提出了考虑不同养护模式的路面状况指数的指数型预测模型. 研究结果表明:路面使用龄期不同,路面养护维修类型和强度也不同. 不同养护模式下,沥青路面状况指数呈现低强度下降和波浪形高强度衰变趋势,在使用寿命末期,路面状况指数呈急剧衰变趋势. 对于北京地区,路面衰变参数a的取值为0. 008~0. 035. 该预测模型具有较高的精度,预测结果符合高速公路沥青路面衰变趋势和养护维修规律.     

基于组合模型的沥青路面车辙预测

为了对沥青路面车辙进行预测研究,结合陕西某高速公路沥青路面的车辙病害现状,以美国AASHTO新力学经验法中的Pavement-ME预测模型( PME模型)和灰色预测理论为基础,对PME预测模型的参数进行了本地化处理,提出了考虑数据时效的动态灰色预测模型DGM (1,1),并采用数理统计方法对车辙的发育趋势进行基于组合模型的预测研究.研究结果表明：PME模型和DGM灰色模型的拟合精度分别为0.963和0.941,可以作为组合模型的子模型;DGM-PME组合模型的预测精度要高于单一子模型的预测精度,其中采用误差平方和倒数法定权得到的组合模型的预测精度相对最高,其子模型权重分配为L12=0.601和L22=0.399,预测精度最高为0.0045;DGM-PME组合模型在个别时期的预测效果不如单一子模型,属于正常的误差现象;用DGM-PME组合模型来替代单一子模型进行沥青路面车辙的预测研究是可行的,本文所建立的组合模型适用于项目级沥青路面的车辙发育趋势预测.     

基于筛余特征参数的沥青混合料路用性能预测方法

为研究混合料级配变异与路用性能的关系,预测沥青混合料的路用性能,构建了典型的沥青混合料级配变异模式,提出筛余特征参数来表征混合料的级配变异特征,并使用SPSS软件对混合料的结构参数与路用性能进行相关性分析,建立了沥青混合料路用性能预测方法,以沥青混合料结构参数为中介,通过回归分析建立变异级配筛余特征参数与路用性能指标的关系方程,并确定了各路用性能指标值的合格标准。通过试验进行了沥青混合料路用性能预测方法的验证,结果表明,该方法对马歇尔稳定度、冻融劈裂强度比、蠕变速率、残留稳定度的预测与实际结果符合较好。可据此实现对沥青混合料变异级配的部分路用性能结果的预测,在不影响施工进程的条件下实现快速调整施工配合比,保证了沥青混合料的路用性能。     

高速公路路面使用性能参数的统计特性研究

运用数理统计和可靠性数学的基本理论,编制了路面性能参数概率分布统计分析程序,并对沈阳一大连高速公路两年的路况普查测定的数据,进行分段与分析,得到了各参数的概率分布模型及变异水平,为高速公路路面结构的可靠性分析,路面性能概率化预测,评价提供了基本参考依据。     

区域道路养护合理化研究

针对当前一些路面使用性能评价方法在确定道路养护优先度时存在的问题,提出了一种针对沥青路面养护管理的使用性能预测方法,并与灰聚类评价方法相结合,从而可以更为合理的确定出道路的养护优先度,本方法克服以往评价方法只能确定路面使用状态而不能排序的缺陷,使得在道路养护时,可以添加一个有力的依据,并且使得道路养护更加合理.     

沥青路面低温温度场的经验预估模型

为建立更为准确的沥青路面低温温度场预估模型,通过对3种典型沥青路面结构的温度数据进行长期采集,获得了沥青路面的低温温度数据,并引入日最低气温、日太阳辐射量、平均风速和平均湿度参数,建立了沥青路面低温温度场的经验预估模型,并与SHRP模型、C-SHRP模型以及LTPP模型的预估结果进行了对比分析.结果表明:沥青路面的温度变化规律与气温相似,但存在一定的滞后性,且深度越深滞后性越明显;路面最低温度出现在路表,且其值高于最低气温;所建立的沥青路面低温温度场经验预估模型相对于SHRP模型、C-SHRP模型以及LTPP模型具有更好的预估效果.