沥青路面养护决策理论与方法

前言

第1章 绪论 1

1.1 我国道路建设的历史和现状 1

1.2 路面养护维修决策的重要性 4

1.3 沥青路面病害分类及成因概述 6

1.3.1 沥青路面病害分类 6

1.3.2 沥青路面病害成因 8

1.4 沥青路面养护决策的基本内容和方法 12

1.4.1 路面养护决策的基本内容 12

1.4.2 路面养护决策的历史 13

1.4.3 路面养护决策的方法 14

1.4.4 路面养护决策的优化方法 19

1.5 沥青路面养护决策的国内外现状简述 19

1.6 沥青路面养护决策的关键理论与技术 21

第2章 沥青路面结构工作环境监测与分析 22

2.1 沥青路面监测试验路建设 22

2.1.1 试验路概况 22

2.1.2 传感器埋设方案 23

2.1.3 传感器埋设方法及过程 25

2.2 路面结构内部温度 29

2.2.1 路面结构内部温度日变化规律 29

2.2.2 路面结构内部温度年变化规律 30

2.2.3 特殊天气路面温度的变化规律 32

2.2.4 高温季节路面结构内部温度预测方法 34

2.3 路面结构内部的应力和应变状态 44

2.3.1 路面结构内部应变和压应力分布 44

2.3.2 沥青路面结构内部力学参数变化规律 47

2.3.3 在役沥青路面结构内部残余应变预测 55

2.4 本章小结 64

第3章 沥青路面及路面结构技术状况调查 65

3.1 沥青路面技术状况调查方法和评价指标 65

3.1.1 调查方法 65

3.1.2 评价指标 67

3.1.3 路面技术状况及分项指标评价标准 70

3.2 落锤式弯沉仪调查方法 71

3.2.1 基本原理 71

3.2.2 数据分析与处理 72

3.3 雷达图谱调查 73

3.3.1 基本原理 73

3.3.2 图像的处理与识别 74

3.4 沥青面层芯样力学性能检测 76

3.4.1 试样制备 77

3.4.2 试验设备 77

3.4.3 试验方法 78

3.5 半刚性基层芯样力学性能评价试验方法 83

3.5.1 试验设备及试样 84

3.5.2 芯样抗压强度试验 86

3.5.3 芯样抗压回弹模量试验 87

3.6 路面结构检测流程 89

3.7 本章小结 90

第4章 沥青路面的性能评价与预测 92

4.1 北京市沥青路面建设历史 92

4.2 高速公路路面性能分布特征及指标细化 96

4.2.1 路面性能分布特征 96

4.2.2 路面技术状况评价指标细化 101

4.3 普通公路沥青路面病害特征 109

4.3.1 调查路段概况 110

4.3.2 路面大修前病害类型分析 112

4.4 基于动态权重的路面使用性能指数评价方法 115

4.4.1 客观赋权法 116

4.4.2 主客观结合的加权平均赋权法 117

4.4.3 基于动态权重的路面性能指数评价实例 117

4.5 不同养护状态的沥青路面性能预测 120

4.5.1 北京市高速公路路面性能变化特点 120

4.5.2 高速公路路面性能预测模型 124

4.6 基于动稳定度的路面车辙预测 132

4.6.1 基于动稳定度的沥青路面车辙预测模型 133

4.6.2 模型参数的确定 134

4.6.3 应用实例与模型验证 135

4.6.4 小结 142

4.7 本章小结 143

第5章 沥青路面结构材料性能评价 144

5.1 不同使用时间的沥青老化特性 144

5.2 不同层位沥青混合料老化性能对比 145

5.3 老化沥青混合料力学性能评价 148

5.3.1 试验材料 148

5.3.2 沥青混合料试件制备 149

5.3.3 实验结果 152

5.3.4 小结 159

5.4 半刚性基层芯样力学性能评价 160

5.4.1 路面结构参数对半刚性基层材料抗疲劳性能的影响 160

5.4.2 芯样强度和模量 166

5.5 本章小结 170

第6章 考虑多目标的沥青路面养护决策 171

6.1 概述 171

6.2 交通和环境影响分析 172

6.2.1 交通延误影响 172

6.2.2 环境影响 174

6.2.3 燃油影响 176

6.3 交通影响成本 176

6.4 公路养护作业工程案例 177

6.4.1 工程概况 177

6.4.2 大修方案和交通导改方案 178

6.4.3 交通仿真分析 179

6.4.4 交通延误成本分析 181

6.4.5 尾气排放分析 182

6.4.6 燃油成本分析 184

6.4.7 养护工程综合成本 184

6.5 城市道路养护工程案例 185

6.6 本章小结 189

第7章 在役沥青路面结构状况评价与大修设计 191

7.1 在役沥青路面概述 191

7.2 在役沥青路面结构状况评价 191

7.2.1 裂缝发展程度 192

7.2.2 车辙深度 193

7.2.3 路表弯沉 195

7.2.4 FWD动态弯沉盆参数 196

7.2.5 芯样强度和模量 200

7.2.6 路面结构状态评价标准 200

7.3 在役沥青路面加铺层设计方法 205

7.3.1 在役沥青路面养护维修设计流程 205

7.3.2 在役沥青路面加铺层厚度设计 207

7.4 在役沥青路面大修设计案例 217

7.4.1 工程概况 217

7.4.2 在役沥青路面检测评价 217

7.4.3 加铺层厚度设计 219

7.4.4 新铺路面路用性能检测 220

7.5 本章小结 224

第8章 基于寿命周期理论的养护规划编制 225

8.1 寿命周期理论 225

8.2 寿命周期费用分析 225

8.2.1 寿命周期费用分析的概念 225

8.2.2 寿命周期费用组成 225

8.2.3 分析期 227

8.3 经济分析比较法 227

8.4 路面养护管理的效益 228

8.5 效果的定义及其计算方法 229

8.6 基于寿命分析的养护规划编制案例 230

8.6.1 概况 230

8.6.2 五环路路面性能衰变预测模型 231

8.6.3 五环路中长期养护规划及成本效益分析 231

8.6.4 五环路中长期养护资金需求预测 240

8.7 本章小结 242

第9章 沥青路面养护决策规划与优化方法 243

9.1 网级路面养护决策问题中的数学优化模型 243

9.1.1 财政规划问题的数学优化模型 243

9.1.2 项目规划问题的数学优化模型 248

9.1.3 网级养护决策的马尔可夫决策过程 251

9.2 基于多目标的路面养护决策优化问题 259

9.2.1 路面养护决策的多目标性 259

9.2.2 多目标优化模型的建立 260

9.2.3 多目标优化问题的解 260

9.2.4 多目标优化模型的求解 263

9.3 遗传算法与多目标优化问题 263

9.3.1 遗传算法的基本思想和处理步骤 263

9.3.2 遗传算法中几个重要的基本概念 264

9.3.3 遗传算法的优越性 266

9.4 基于遗传算法的多目标优化问题的求解 266

9.4.1 多目标遗传算法求解过程中几个重要的概念 266

9.4.2 多目标遗传算法中个体适应度的计算 268

9.4.3 多目标遗传算法求解过程的程序实现 269

9.5 多目标遗传算法养护优化决策问题实例分析 274

9.5.1 实例输入条件 274

9.5.2 实例中遗传算法的各参数确定 274

9.5.3 实例中非劣解和非支配解的分析 278

参考文献 2802100433B

《沥青路面养护决策理论与方法》是在作者多年开展沥青路面养护决策理论和技术研究的基础上完成的。主要内容包括沥青路面结构工作环境监测与分析、沥青路面及路面结构技术状况调查、沥青路面的性能评价与预测、沥青路面结构材料性能评价、考虑多目标的沥青路面养护决策、在役沥青路面结构状况评价与大修设计、基于寿命周期理论的养护规划编制、沥青路面养护决策规划与优化方法等，具有较强的系统性和实用性。此外，《沥青路面养护决策理论与方法》还包含实际工程案例，可为相关从业人员提供具体的分析方法。《沥青路面养护决策理论与方法》在沥青路面寿命分析、考虑交通和环境影响的沥青路面养护方案编制、在役沥青路面工作状态精细化评估等方面具有创新性。

财务决策按照能否程序化，可以分为程序化财务决策和非程序化财务决策。 前者指对不断重复出现的例行财务活动所作的决策，后者指对不重复出现、具有独特性的非例行财务活动所作的决策。按照决策所涉及的时间长短，可分为长期财务决策和短期财务决策。 前者指所涉及时间超过一年的财务决策，后者指所涉及时间不超过一年的财务决策。

财务决策又可以按照决策所处的条件，分为确定型财务决策、风险型财务决策和非确定型财务决策，前者指对未来情况完全掌握、每种方案只有一种结果的事件的决策；次者指对未来情况不完全掌握、每种方案会出现几种结果，但可按概率确定的条件的决策；后者指对未来情况完全不掌握，每种方案会出现几种结果，且其结果不能确定的事件的决策。按照决策所涉及的内容，财务决策还可以分为投资决策、筹资决策和股利分配决策。

前者指资金对外投出和内部配置使用的决策，次者指有关资金筹措的决策，后者指有关利润分配的决策。 财务决策还可以分为生产决策、市场营销决策等。生产决策是指在生产领域中，对生产什么、生产多少以及如何生产等几 个方面的问题做出的决策，具体包括剩余生产能力如何运用、亏损产品如何处理、联产品是否进一步加工和生产批量的确定等。

收益

提高企业决策的质量

凸显财务人员的价值

利于业务和财务的沟通

要点

财务分析与决策的基础

销售环节中的财务决策

生产环节中的财务决策

采购环节中的财务决策

投资环节中的财务决策

财务决策的方法分为定性决策方法和定量决策方法两类。

定性财务决策是通过判断事物所特有的各种因素、属性进行决策的方法，它建立在经验判断、逻辑思维和逻辑推理之上，主要特点是依靠个人经验和综全分析对比进行决策。定性决策的方法有专家会议法、德尔菲法等等。定量决策是通过分析事物各项因、属性的数量关系进行决策的方法，主要特点是在决策的变量与目标之间建立数学模型，根据决策条件，通过诸处出决策结果。

定量财务决策的方法主要有：适用于确定型决策的本量利分析法、线性规划法、差量分析决策法、效用曲线法、培欣决策法、马尔可夫法等；适用于非确定型决策的小中取大法、大中取大法、大中取小法、后悔值法等。

进行财务决策需经如下步骤：

（1）确定决策目标。指确定决策所要解决的问题和达到的目的。

（2）进行财务预测。即通过财务预测，取得财务决策所需的业经科学处理的预测结果。

（3）方案评价与选优。指依据预测结果建立若干备选方案，并运用决策方法和根据决策标准对各方案进行分析论证，作出综合评价，选取其中最为满意的方案。

（4）决策过程的结束，还需进行具体的计划安排，组织实施，并对计划执行过程进行控制和搜集执行结果的信息反馈，以便判断决策的正误，及时修正方案，确保决策目标的实现。