沥青路面模型参数拟合与性能预测

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基于不平衡数据集的沥青路面使用性能预测研究

基于不平衡数据集的沥青路面使用性能预测研究基于不平衡数据集的沥青路面使用性能预测研究摘要：沥青路面的使用性能预测对于道路维护和修复至关重要。

然而，由于数据收集的困难和成本的限制，可用于建立预测模型的数据通常是不平衡的。

本文旨在研究如何处理不平衡数据集以准确预测沥青路面的使用性能。

引言：随着交通运输的迅速发展，道路的维护和修复成为一个日益重要的问题。

沥青路面是常见的道路材料之一，它的使用性能直接影响到道路的安全性和可靠性。

因此，准确地预测沥青路面的使用性能对于提前采取预防措施和决策制定至关重要。

然而，现实条件下获取足够、高质量的路面使用性能数据十分困难。

首先，对于一个特定的路段，其使用性能受到多种因素的影响，如交通负荷、气候条件等，这些因素难以完全控制。

其次，对于长期的预测，需要收集大量的数据以反映路面使用性能的变化趋势，这需要长时间的观测和数据积累。

此外，数据采集的成本也是限制因素之一。

因此，我们所能使用的路面使用性能数据通常都是有限且不平衡的。

面对不平衡数据集的挑战，传统的机器学习算法往往会偏向于预测数据量较多的类别，从而导致对少数类别的预测性能下降。

因此，本研究旨在探索如何处理不平衡数据集以准确预测沥青路面的使用性能。

方法：在处理不平衡数据集时，一种常用的方法是过采样和欠采样。

过采样通过复制少数类别数据以增加其样本数量，从而使不平衡数据集变得平衡。

欠采样则是通过删除多数类别数据以减少其样本数量，从而实现数据集平衡。

然而，这两种方法都存在一些问题。

过采样容易导致模型过拟合，而欠采样则可能导致样本信息的丢失。

因此，我们提出了一种基于生成对抗网络的沥青路面使用性能预测方法。

该方法通过生成对抗网络生成合成的少数类别样本，从而增加少数类别的样本数量，同时保持数据集的多样性。

生成对抗网络由一个生成器和一个判别器组成。

生成器尝试生成逼真的少数类别样本，而判别器则被训练来区分真实样本和生成样本。

通过反复训练生成器和判别器，我们可以得到一个生成器，它能够生成与真实数据相似的少数类别样本。

《Superpave沥青混合料疲劳性能与分数阶灰色预测模型研究》范文

《Superpave沥青混合料疲劳性能与分数阶灰色预测模型研究》篇一一、引言随着交通量的不断增长和道路使用年限的延长，沥青路面的耐久性和使用寿命成为了重要的研究课题。

Superpave沥青混合料因其良好的路用性能被广泛应用于道路建设中。

然而，沥青混合料的疲劳性能是其长期使用性能的重要指标之一，因此，对Superpave沥青混合料疲劳性能的研究显得尤为重要。

同时，预测模型的准确性对于指导实际工程设计和维护具有重要的实用价值。

近年来，分数阶灰色预测模型在许多领域展现出其强大的预测能力，因此，本文将针对Superpave沥青混合料的疲劳性能与分数阶灰色预测模型进行研究。

二、Superpave沥青混合料疲劳性能研究Superpave沥青混合料的疲劳性能主要受到材料性质、环境因素以及荷载条件等多方面因素的影响。

首先，我们通过室内试验，对不同配比、不同温度下的Superpave沥青混合料进行疲劳试验，分析其疲劳性能的变化规律。

试验结果表明，合理的配比和温度控制可以有效提高Superpave沥青混合料的疲劳性能。

此外，我们还研究了荷载条件对Superpave沥青混合料疲劳性能的影响，发现重复荷载作用下，沥青混合料的疲劳寿命会明显降低。

三、分数阶灰色预测模型研究分数阶灰色预测模型是一种基于灰色系统理论的预测方法，具有较高的预测精度和适应性。

我们将该模型应用于Superpave 沥青混合料的疲劳寿命预测中，通过收集历史数据，建立分数阶灰色预测模型，对未来沥青路面的疲劳寿命进行预测。

研究结果表明，分数阶灰色预测模型可以有效地对Superpave沥青混合料的疲劳寿命进行预测，且预测精度较高。

四、Superpave沥青混合料疲劳性能与分数阶灰色预测模型的结合应用我们将Superpave沥青混合料的疲劳性能研究与分数阶灰色预测模型相结合，通过对实际道路的监测数据进行分析，建立了一套完整的Superpave沥青路面使用寿命预测体系。

沥青路面使用性能预测模型简介

，
ＩＡＯ州模型ＤＨ
适用范围广，ＡＳＯ模型有进步比ＡＨ
，
ＷＡ州模型Ｉ适合短期预测预测时间比较长时．ＳＨ『Ｃ预测结果可靠性小ＡＩＯＡ州模型克服了外推模型精度差的缺点，ＲＺＮ为不同情况下的路面建立了统一的预测方程
维普资讯
第３３卷第１期２００７年１月
山西建筑
ＳＨＡＮＸＩＡＲａｍＴＥＣ兀瓜Ｅ
Ｖ０．３Ｎｏ．１３１
Ｊｎ２０ａ．０７
・２９・８
文章编号：０９６２｛０７０．２９０１０．８５２０）１０８．２
表１国外模型的缺点
模型帅模型缺点预测精度取决于交通轴载ＥＡＳＬ的预测模型。因此局限性很大
Ａ．ＲＡ省模型模型为定型，１ＲＴＲ灵活性小，拟合能力差ＳＳ省模型Ｎｍ变化显著观测值与预测值的相关性较差ＡＫ＾ＣＷＡＴＨＥ
含义。为了规范路面使用性能的技术含义，．．．ａｒｌｗＤＯＰｔＳｊｅｃ给出了使用性能的新定义，即路面为道路使用者提供的服务的变化趋势。综合以往对路面使用性能的定义，面使用性能应包括四路
个方面：功能性能、结构性能、安全性能和外观性能。功能性能是指路面能够为道路使用者提供的行车舒适度，主要指路面平整度；结构性能是指路面结构的承载能力和各种病害种类的表现形式，前者主要指路面弯沉；全性能是路面能够为行车所提供的安安全程度，一般指路面的抗滑系数；而外观则指路面能够为道路使用者提供的视觉感受，主要指路面的色彩等。影响路面使用性能的直接路面特性是路面平整度、车辙、摩擦系数、土的崩射损泥伤、面反射特性、路交通噪音以及路面外观。而路面使用性能只

高速公路沥青路面使用性能评价及预测研究

高速公路沥青路面使用性能评价及预测研究一、本文概述随着交通基础设施的快速发展，高速公路作为连接城市与地区的重要纽带，其建设与维护质量直接关系到交通的顺畅与安全。

其中，沥青路面作为高速公路的主要铺设材料，其使用性能的评价及预测研究显得尤为关键。

本文旨在深入探讨高速公路沥青路面的使用性能评价方法及预测模型，以期为路面的科学养护和合理设计提供理论支撑和技术指导。

本文将首先介绍沥青路面使用性能评价的基本概念及研究意义，明确评价指标的选择原则和评价体系的构建方法。

在此基础上，通过对现有文献的梳理和分析，总结国内外在沥青路面使用性能评价方面的研究成果和不足。

随后，本文将重点研究沥青路面的性能退化规律，探讨不同因素（如交通量、气候条件、材料性能等）对路面性能的影响机制。

通过实地调研和试验数据分析，建立基于多因素耦合的沥青路面使用性能预测模型，并对模型的准确性和可靠性进行验证。

本文的研究不仅有助于深入理解沥青路面的性能退化机理，还可为路面的预防性养护和维修决策提供科学依据。

本文的研究成果也可为新型路面材料的研发和应用提供理论支持，推动高速公路沥青路面技术的持续发展和创新。

二、沥青路面使用性能评价指标沥青路面作为高速公路的主要路面类型，其使用性能直接影响到道路的安全性和舒适性。

为了准确评估沥青路面的使用性能，需要建立一系列科学、合理的评价指标。

这些指标应能够全面反映沥青路面的各项性能，包括结构强度、路面平整度、抗滑性能、耐久性等。

结构强度是评价沥青路面使用性能的重要指标之一。

它反映了路面在承受车辆荷载作用下的抵抗变形和破坏的能力。

常用的结构强度评价指标包括弯沉、回弹模量等。

弯沉反映了路面在受到垂直荷载作用下的变形情况，回弹模量则反映了路面材料的弹性性质。

路面平整度是评价沥青路面行驶舒适性的重要指标。

平整度好的路面能够有效减少车辆行驶时的颠簸和振动，提高行车的平稳性和舒适性。

常用的平整度评价指标包括国际平整度指数（IRI）和路面平整度标准差等。

沥青路面永久变形数值模拟及车辙预估

沥青路面永久变形数值模拟及车辙预估张俊杰【摘要】Permanent deformation of asphalt pavement is the most serious type of premature damages of asphalt pavement. So it is necessary to predict rutting depth accurately and rapidly for pavement structure design and maintains management. The paper put forwards rutting simulation and rutting depth prediction based on definite element method. According to Langfang section pavement design of Langcang expressway, rutting depth prediction of SBS modified asphalt concrete and high modulus asphalt concrete is analyzed using this method. Through analysis, the rutting depth prediction method expressway lane translation method is strict in theory, clear in design procedure and simple in operation. It has important theoretical and practical value, which is a good way for expressway pavement design and maintains management.%沥青混合料的永久变形(车辙)是我国沥青路面早期病害中最主要的破坏类型,因而快速、简便、科学的进行车辙预估对于我国现阶段的路面结构设计与养护管理是非常必要的.提出基于有限元非线性理论沥青路面车辙数值模拟和车辙预估方法,结合廊沧高速廊坊段路面设计,分别进行SBS改性沥青混合料与高模量沥青混凝土进行车辙预估.结果表明:基于有限元理论的车辙预估方法,逻辑清晰,步骤严谨,操作简便,具有较高的理论和实践价值.【期刊名称】《河北工业大学学报》【年(卷),期】2011(040)004【总页数】4页(P95-98)【关键词】沥青路面;永久变形;车辙预估;高模量沥青混凝土【作者】张俊杰【作者单位】廊沧高速公路廊坊建设管理处,河北廊坊065700【正文语种】中文【中图分类】U416.217沥青路面车辙直接影响了路面的服务性能、降低了平整度，对车辆的安全行驶构成了隐患，而且车辙病害不断积累甚至会影响到路面结构的使用寿命．沥青混合料的永久变形（车辙）是我国沥青路面早期病害中最主要的破坏类型[1-7]．因此快速、简便、科学的进行车辙预估对于我国现阶段的路面结构设计与养护管理是非常必要的．近年来，随着数值计算和计算机技术的发展，有限元法不但克服基于层状理论的传统车辙预测方法的缺点，而且正确地反映路面的应力状态，考虑车辙的整个区域．本文基于粘弹性模型参数，利用有限元方法进行沥青路面永久变形数值模拟，提出相应的车辙预估方法，并结合廊沧高速廊坊段路面结构设计和材料特点，分别对SBS改性沥青路面和高模量沥青混凝土试验段进行了车辙预估，验证了高模量沥青混凝土抵抗高温变形的良好效果．1 基于有限元方法的车辙模拟及车辙预估方法对不同改性方式的沥青混合料进行压缩蠕变试验获得蠕变曲线，利用多元统计回归分析技术对曲线进行分析，得到所需要的蠕变模型参数；根据沥青路面环境气候特点以及交通荷载特点，采用通用有限元软件ANSYS建立路面结构有限元模型，将前期研究的到的模型参数输入，经非线性计算得出沥青路面在高温、荷载作用下的路面变形响应，得到车辙预估模型方程，结合路面结构设计以及交通量参数，可进车辙发展规律以及车辙维修养护时间进行判断．2 基本内容及步骤2.1 收集当地气温数据及路面设计资料收集项目所在地的气象气温数据信息，每天中的1:00，4:00，7:00，10:00，13:00，16:00，19:00，22:00等8个时间点的气温，时间跨度不宜少于1 a，用于沥青结构层各个亚层年有效温度计算；收集项目沥青路面结构组合设计、结构厚度设计、各层材料的配合比设计，用于车辙模型计算．2.2 反算沥青层中各个亚层的年有效温度根据壳牌沥青路面研究报告，已得出在计算车辙的有效范围内，沥青层的有效温度与沥青的软化点温度无关，沥青的针入度指数的影响也可忽视的结论，即在计算沥青层有效温度可以不考虑沥青性质[8]．式中：为平均气温，℃，可以是日平均气温，月平均气温MMAT，年有效气温；为与对应的有效粘滞度，Pa s，可以是日有效粘滞度，月有效粘滞度，年有效粘滞度．是根据气候为某平均气温的一天中在1:00，5:00，9:00，13:00，17:00，21:00，6次测得的沥青层温度，把6个时刻的温度输入式 (1)中，得出不同时刻粘滞度，代入式 (2)得到某一天的有效粘滞度；重复以上计算过程，可获得一个月中每一天的有效粘滞度，代入式 (2)求出月平均有效粘滞度，再代入式 (1)可获得月有效温度；重复以上过程，可获得12个月的有效温度，再代入式 (2)算出年有效粘滞度，再带回式(1)从而得到年有效温度．通过以上过程可以发现，粘滞度参数对年有效温度计算结果无影响，只是一个中间过程变量．有了年有效温度后，各个亚层的有效温度可通过以下公式计算得出：当>20℃时，当MAATeff<20℃时，式中：为各亚层沥青层层底至路表的厚度，mm．2.3 蠕变试验结构进行回归分析，求解有限元粘弹模型参数制备标准的直径100mm，高度150mm沥青混合料试件，放入相应亚层温度的环境箱恒温；采用MTS810综合材料试验系统进行压缩蠕变试验，获得垂直变形-时间曲线．图1为蠕变试验的垂直变形-时间曲线示意图．将位移进行适当变换，就可以将此图转化为垂直应变-时间曲线，如图2．根据有关资料，采用ANSYS中使用蠕变模型来表征沥青混合料非线性特性[9]．弹性部分则采用泊松比和杨氏模量来表征．ANSYS描述蠕变第一阶段如式 (5)所示：式中：为蠕变速率；为等效应力；为时间；为温度；，为ANSYS蠕变模型材料参数．根据式 (5)，通过SPSS软件对不同沥青混合料的垂直应变-时间关系数据进行多元回归分析，求出在相应亚层实验温度下的蠕变模型参数图1 蠕变试验垂直变形-时间关系图Fig.1 Vertical displacement-timerelationship of creep图2 垂直应变-时间关系图Fig.2 Vertical strain-timerelationship2.4 构建沥青路面车辙数值仿真模型，进行非线性计算，得出车辙模型方程[11]荷载边界条件：根据《公路沥青路面设计规范》中规定，标准轴载为单轴双轮均布载荷，轮胎接地压强为0.7 MPa，单轮传压面当量圆直径为21.3 cm，两轮中心距31.95 cm，为节省计算时间，仅模拟单轴一侧双轮；底基层层底3个方向全部固结，侧面方向自由，和方向限制．荷载作用时间[10]：据研究资料表明采用动态和静态的有限元车辙预测结果比较接近，因而采用荷载作用时间累加的原则，将动态荷载作用简化为静态荷载作用，一系列车速条件下，某车道横断面的处载荷累计作用时间为式中：为车速条件下，轮载的作用次数．根据路面结构设计资料，构建沥青路面结构模型，通过非线性仿真计算，得出标准荷载轮迹下车辙发展规律，提取产生最大车辙变形节点，以轮迹作用次数为横坐标，竖向永久变形为纵坐标，利用origin绘制图形并进行回归分析，得出式 (6)形式沥青路面车辙发展规律模型：式中：为胎压为的轮载作用次后的车辙深度（mm）；，，为模型待定系数；为标准双圆荷载轮迹作用次数．当=0.7 MPa时，式 (7)进一步简化为式中：为标准当量圆次数，其余各参数定义同式 (7)．2.5 沥青路面高温永久变形车辙预估得到的车辙发展规律模型是单轴双轮双轮组的车辙发展规律模型，是一种理想化的简化车辙模型，在进行实际车辙预估时还需要考虑许多因素：对于新建道路的预估，要考虑建成初年日交通量、车道系数、轮迹分布规律等；对于已建道路的车辙预估，需要考虑运营时间、累计轴载作用次数、轮迹分布特点等．只有将以上因素系统分析，适当修正调整，才能够正确的车辙预测数据．3 廊沧高速车辙预估实例分析廊沧高速公路是河北省“五纵六横七条线”的重要组成部分，也是省“十一五”交通发展规划的重点建设项目．廊沧高速廊坊段全线采用双向6车道设计，设计时速为120km/h．沥青混凝土路面设计采用以双轮组单轴轴载100 kN为标准轴载，设计使用年限内设计车道的标准轴载累计作用次数2.78×107，路面设计弯沉值0.195 mm；设交通量年均增长率为6%，则为9 350次．路面结构组合设计如表1所示．高模量沥青混凝土是采用高模量改性剂PR.Modulus采用干法改性工艺制备的沥青混合料，具有较高的模量、良好的抗车辙性能、水稳定性以及抗疲劳性能，是近年来引进我国的新型沥青路面改性技术工艺．中面层是半刚性基层沥青路面是路面结构中最为重要的抗车辙变形层．本文利用高模量沥青混凝土替代原来中面层SBS改性的中粒式沥青混凝土（其他层位不变），采用前文提出的有限元沥青路面车辙预估方法，分析高模量沥青混凝土与SBS改性沥青混凝土在抵抗高温车辙方面的性能，为沥青路面结构组合设计提供总要的参考数据．根据廊坊市10年气象资料利用式 (1)和式 (2)数次计算，得到廊坊市沥青路面年有效温度为23.53℃，采用式 (3)计算各亚层年有效温度，如表1所示．以亚层温度为试验温度，进行压缩蠕变试验，回归分析得出各层材料的蠕变模型数据，代入路面结构模型进行计算，竖向变形云图如图3、图4所示．提取路表面最大竖向变形，得出车辙模型方程．中面层为SBS改性沥青混凝土的车辙模型回归方程表1 廊沧高速廊坊段主线路面结构设计及亚层有效温度Tab.1 Asphalt pavement structure design and sublayers'temperature of mainline of Langcang Expressway结构层位结构层组合设计及厚度亚层年有效温度/℃原设计调整后上面层 4 cm AC-13型SBS改性沥青混凝土4 cm AC-13型SBS改性沥青混凝土36.85中面层 6 cm AC-20型SBS改性沥青混凝土6 cm AC-20型高模量沥青混凝土 33.75下面层 12 cm ATB-30沥青稳定碎石12 cm ATB-30沥青稳定碎石31.09上基层 18 cm水泥稳定级配碎石18 cm水泥稳定级配碎石 -下基层 18 cm 石灰粉煤灰稳定碎石18 cm石灰粉煤灰稳定碎石 -底基层 20 cm石灰粉煤灰稳定土20 cm石灰粉煤灰稳定土 -中面层为PRModulus高模量沥青混凝土的车辙模型回归方程在进行有限元分析时，轮迹没有在车道内按横向分布，而是集中于某个轮迹带内，反复作用，因此需要对上式进行修正．根据对河北省多条高速公路轮迹分布规律调查结果，发现行车道内单侧轮迹呈正态分布规律，且行车道内主轮迹带（作用次数最多的轮迹带）作用频率约为0.225，因此上式计算得到的累计轴载作用次数均需乘以修正系数1/0.225．根据我国现行《公路养护技术规范》（JTJ 073-96），高速公路沥青路面车辙深度达到15mm，需要立即进行养护维修．由此反算得原设计双层SBS改性沥青路面需要进行车辙维修时所承受标准轴载作用次数为5.5×106次，维修时间为通车后4.22 a；按修改方案设计沥青路面需进行车辙维修所承受标准轴载作用次数为8.6×106次，维修时间为通车后6.17 a．由此可以看出在高模量改性沥青混合料可以有效提高路面结构整体抗车辙能力，将车辙维修时间向后延迟了1.95 a．图3 SBS改性沥青路面竖向蠕变变形云图Fig.3 Creep strain contour of SBS modified asphalt pavement图4 高模量沥青路面竖向蠕变变形云图Fig.4 Creep strain contour of high modulusasphalt pavement4 结语1）提出基于有限元非线性理论沥青路面车辙数值模拟和车辙预估方法，归纳为5个基本步骤：收集当地气候数据和路面设计资料；计算沥青面层亚层年有效温度；进行蠕变试验，求得粘弹性参数；构建车辙仿真模型，得出车辙模型方程；综合修正，进行车辙预估．2）结合廊沧高速廊坊段路面设计，分别进行SBS改性沥青混合料与PRModulus 高模量沥青混凝土进行车辙预估，结果表明采用高模量技术的路面结构具有良好的抗车辙效果，可明显延后沥青面层车辙养护维修时间．3）基于有限元理论的车辙预估方法，具有逻辑清晰，步骤严谨，操作简便等特点，为新高速公路设计或已有高速公路养护维修提供了重要的参考资料，具有较高的理论和实践价值．参考文献：[1]秦禄生．河北省高速公路沥青路面技术问题分析与对策 [C]//沥青硅路面使用情况与病害分析研讨会，2003．[2]钱国超．江苏高速公路沥青路面若干问题的思考 [C]//沥青硅路面使用情况与病害分析研讨会，2003．[3]FHWA．Fundamentalsof asphaltmixturerutting,Superpavemodels[R]．Washington：University of Maryland，1997．[4]沙庆林．沥青路面 [M]．北京：人民交通出版，1984．[5]沈金安．沥青及沥青混合料路用性能 [M]．北京：人民交通出版社，2001．[6]沈金安．高速公路沥青路面早期损坏分析与防治对策 [M]．北京：人民交通出版社，2004．[7]伍石生．水泥稳定碎石基层防裂措施实地调查分析 [C]//沥青硅路面使用情况与病害分析研讨会，2003．[8]林绣贤．沥青面层永久变形计算中有关参数的确定方法 [J]．中国公路学报，1989，2（2）：8-18．[9]肖庆一．掺加抗车辙剂沥青混合料技术性能及其数值模拟研究 [D]．西安：长安大学，2007．[10]黄菲．沥青路面永久变形数值模拟及车辙预估 [D]．南京：东南大学，2006．。

《Superpave沥青混合料疲劳性能与分数阶灰色预测模型研究》范文

《Superpave沥青混合料疲劳性能与分数阶灰色预测模型研究》篇一一、引言随着交通量的不断增加和道路使用年限的延长，沥青路面的疲劳性能逐渐成为道路工程领域关注的重点。

Superpave沥青混合料因其良好的路用性能在道路建设中得到广泛应用。

然而，沥青混合料的疲劳性能受多种因素影响，如温度、荷载、材料性能等。

因此，研究Superpave沥青混合料的疲劳性能及其预测模型对于提高道路使用寿命和保障行车安全具有重要意义。

本文旨在探讨Superpave沥青混合料的疲劳性能，并引入分数阶灰色预测模型进行预测分析。

二、Superpave沥青混合料疲劳性能研究2.1 实验方法Superpave沥青混合料的疲劳性能实验主要采用沥青混合料疲劳试验机进行。

通过设定不同的温度、荷载等条件，模拟沥青路面在实际使用过程中的受力情况，从而评估其疲劳性能。

2.2 实验结果分析实验结果表明，Superpave沥青混合料在不同温度和荷载条件下表现出良好的疲劳性能。

其中，温度对沥青混合料的疲劳性能影响较大，随着温度的升高，沥青混合料的疲劳寿命有所降低。

此外，荷载大小、混合料配合比等因素也会影响沥青混合料的疲劳性能。

三、分数阶灰色预测模型在Superpave沥青混合料疲劳性能预测中的应用3.1 分数阶灰色预测模型简介分数阶灰色预测模型是一种基于灰色理论和分数阶微分的预测模型，能够有效地处理不完全确定、非线性、非平稳等复杂系统的问题。

该模型通过引入分数阶微分概念，提高了模型的预测精度和适应性。

3.2 模型构建与应用本文将分数阶灰色预测模型应用于Superpave沥青混合料疲劳性能预测。

首先，收集沥青混合料在不同温度、荷载等条件下的疲劳实验数据。

然后，利用分数阶灰色预测模型对数据进行处理和分析，建立预测模型。

最后，通过对比实际数据与预测数据，评估模型的预测精度和适用性。

3.3 结果分析实验结果表明，分数阶灰色预测模型能够有效地预测Superpave沥青混合料的疲劳性能。

基于深度学习的沥青路面使用性能预测研究

摘要：在高速公路的使用过程中，路面的使用性能会由于车辆的不断经过和碾压以及天气的变化而降低。

目前，道路维护均是在道路出现裂缝和其他肉眼可见的损伤后，才进行养护和维修，这样不仅会增加路面养护和维修的费用，还会错过道路维护的最佳时机，因此早期养护和及时获取待检测信息尤为关键。

本文的主要研究内容是在深度学习的基础上对高速公路技术指标路面性能指数（PQI）进行智能化预测。

本文利用长短记忆（LSTM）神经网络模型对河北省某高速公路的路面状况指数PQI进行了预测。

结果表明，预测的PQI指标与全年的实测数据具有显著的一致性，确定性系数达到了0.7，预测结果是可靠的。

1国内外研究现状路面使用性能预测模型可以分为确定型预测模型、概率型预测模型和人工智能算法预测模型。

确定型预测模型是根据经验法或力学法模型建立特定数学形式的表达式，可根据表达式计算出路面使用性能的数值，即满足给定条件时模型给出的预测结果是唯一的。

概率型预测模型可以预测出路面性能的状态分布，主要包括贝叶斯预测模型、剩余寿命曲线模型和马尔可夫预测模型。

人工智能算法主要包括机器学习算法和深度学习算法。

人工神经网络通过模拟生物神经元进行信息处理，具有强大的拟合能力，能够准确地找到各种因素和路面性能之间的联系。

近些年来，随着路面性能采集技术的进步，路面管理系统的完善以及大量路面性能数据的积累，人工神经网络算法在路面使用性能预测领域得到了广泛的应用。

2道路养护组成、影响因素及养护相关指标2.1 道路养护组成路面养护从概念上大体可以分为纠正性养护和预防性养护，纠正性养护是在病害出现以后对路面进行养护处理，养护方式比较被动，往往需要重复投入，修复规模比较大。

预防性养护主要是在道路状态良好的情况下提出多种预防养护措施，在不同阶段采取相应的养护技术对其进行定期维修、保养，使道路在生命周期内能够保持良好的道路服务水平和运营效率，最大程度地发挥其经济效益。

路面使用性能的预测对路面养护时机和养护方法的确定起着至关重要的作用。

沥青路面使用性能预测模型的研究

ｔｍ．Ｔｉｐｅｉｔｇｍｅｈｄｓｌｅａｅｎｔｔｎｒｎｉｏｒｂｂｌｒｘｎｔｉｐｐｒｒａｅｎｅｈｓｒｄｃｉｔｏｉｉｄｐｖｍｅｔｓａｅａｄｔａｓｔｎｐｏａｉｔｍａ．ＩｓａｅａｅｂｓｄｏｎｍｐｆｉｉｉｙｈｗｅＮｕｅ，５ｒａｕｖｙｎａａｔｕｌａｅｎｂｌｒｄｃｉｇｆｒｌｔｎａｄｒｇｅｓｏｕｖ，ｍｂｒ１ｌｏｄｓｒｅｉｇｄｔｂｉｐｖｍｅｔｉｔｐｅｉｔｍｕａｉｎｒｓｉｎｃｒｅ４ｏｄａｉｙｎｏｏｅ
ＡｂｔａｔＴｅａｅｓｄＭａｋｖｐｏｅｓｎｌｓｓｏｂｉｄｌｎｓｈｒｃｅｉｔｓａａｃｒｄｃｅｄ１Ｗｈｎｓｒｃｈｐｒｅｒｏｒｃｓａｙｉｕｌｍｏｅｄｕｅｃａａｔｒｓｉｒｎｅｅｉｔｄｍｏｅ．ｅｐｕａｔｄａｃｖｉｐ
Ｈｂｉａｇｈｕ０１０，ｈａ３ＴａｉＰｒａｄｈｎｅＥｇｅｒｇＯＬＤＴａｉ３０５，ｈａｅｅＣｎＺｏ００Ｃｉ；．ｉｊｔｎａｎｌｎｉｅｎ，ｉｊ４７Ｃｉ）６ｎｎｎｏＣｎｉＣＴｎｎ０ｎ
移概率矩阵的建立．在此以某地区序号ｌ、ｌ４５两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．
关键
词路面管理系统；预测模型；回归技术；路面综合评价指标
Ｔ４．Ｕ７６２文献标识码Ａ

沥青路面使用性能预测研究方法分析

沥青路面使用性能预测研究方法分析发布时间：2021-06-17T12:16:28.510Z 来源：《基层建设》2021年第7期作者：周立[导读] 摘要：对常用的沥青路面使用预测方法马尔可夫模型、时间序列模型、灰色GM(1，1)模型做了介绍，并基于灰色模型GM(1，1)对某高速公路沥青路面的路面破损状况指数PCI进行了实例预测。

重庆交通大学土木工程学院重庆 400074摘要：对常用的沥青路面使用预测方法马尔可夫模型、时间序列模型、灰色GM(1，1)模型做了介绍，并基于灰色模型GM(1，1)对某高速公路沥青路面的路面破损状况指数PCI进行了实例预测。

关键词:沥青路面；使用性能预测；马尔可夫模型；时间序列；灰色GM(1，1)模型一、引言近年来，我国公路建设范围以及通车里程不断增加，2018年底，我国仅高速公路通车里程已达约14.3万公里，位居世界第一，交通建设得到了不断发展并且实现了历史性的跨越。

随着公路的快速发展和公路网的逐渐形成，交通量不断增大，公路的养护问题日益凸显，公路的建设和养护并行已成趋势，我国目前公路养护里程约476万公里。

我国各个省市为进一步提高公路服务水平，根据自身公路养护的特点陆续进行了研究，但是，与美国、日本等发达国家的管养水平仍有差距，路面管理系统还未成熟，并且我国养护工程量、养护资金、管理难度日益增大。

沥青路面建成通车后，在交通荷载和自然因素的综合影响下，沥青路面容易出现裂缝、车辙等早期病害，使得行车舒适性降低，路面服务水平下降，PQI(路面技术状况指数)逐年降低，为了确定沥青路面最佳养护时机，非常有必要对路面使用性能进行预测，作为路面养护系统中重要的组成部分，对路面使用性能精确的预测是制定出合理的养护决策的关键。

因此，为提高公路服务水平以实现沥青路面全寿命周期养护，对沥青路面使用性能预测的研究具有重要的实际意义。

沥青路面使用性能预测方法主要分为概率型模型和确定性模型，随着研究的深入，除传统的回归分析外，如:时间序列、灰色模型、BP 神经网络、马尔可夫模型等逐渐被运用到了路面使用性能预测中，不同的模型具有不同的特点，下面对各种常见预测方法:马尔可夫、时间序列、灰色GM(1，1)模型研究现状进行介绍，并通过灰色模型对工程实例进行预测分析。

沧州市高速公路沥青路面使用性能预测分析

数据采用统计技术建立模型。
重。在项目级路面使用性能预测中，多采用单项路面评价指标，以确定合理的养护改建对策和所需的路面结构方案，故常选用标准轴载累计作用次数作为主要影响变量；而网级路面使用性能预测多采用
综合评价指标，包含了各种因素导致路面使用性能变化的属性特征。一般的方法是将交通量分为不同
由于我国高速公路建设较晚、路况数据积累少
等原因，目前还没有专门针对我国高速公路特点的路面性能概率预测模型。
取路面状况指数尸，Ｃ指标对路面使用性能进行预测。
建立可靠的性能预测模型，首先需要分析路面使用
性能的影响因素。即使在路况预测模型中未考虑全
部的影响因素，对这些影响因素的研究也有助于确定预测模型的适用范围。
预测模型．可为今后沧州市高速公路工程提供科学的决策支持。
关键词：高速公路；沥青路面；养护
中图分类号：Ｕ１．６４２３６文献标识码：Ａ文章编号：１０ — ７６２１）４０６ — ５０２４８（０１１— ０８０
基本反应模型应用力学、经验或力学一验模型预经
测路面结构在荷载和环境因素作用下的反应，因而具有较好的外推作用。但模型结构复杂、计算工作量大，只适用于项目级管理系统。功能性和结构性

基于灰色系统理论的沥青路面使用性能预测

・
２４・７
第３６卷第８期２０１０年３月
山西建筑
ＳＨＡＮＸＩＡＲＣＨＩＴＥ（ＵＲＥ
Ｖｌ．６Ｎｏ．０３１８Ｍａ．２１ｒ００
文章编号：０９６２（０００．２４０１０ —８５２１）８０７ —３
３３．８
３２．２２．９８８４
８．１Ｏ
３．７３
２．３９２７６８＿４８
８Ｏ９
２８１２６．８８５
ＭｃＪ
２０．２０４１２００５１．２
７．３８６．８０６５３５９．５８．７６７７４８６．８６３．３
１灰色预测模型简介
表１依托工程的性能指标汇总表
指标测量时间
Ｓ１ＵＰ３段
２ｏ．２０３１３．４
２依托工程跟踪观测结果
选择了表１中的指标进行其中长期性能的预测。
１ＰＩＰ１ＲＱ，Ｓ，Ｐ为我国ＪＪ７．６）Ｑ，Ｃ，ＩＳＩＢＮＴ３９公路养护技０
１９．２
１５．１０９２．４７７４
１８．８
１２．９１０
ＭＣＩｏ
２ｏ１ｏ４．２２０ｏ５１２
．
Ｒ
７７２
＞０８，３日常养护，否则大修补强＞３，７日常养护，否则罩面改善表面抗滑能力＞８５日常养护，，否则罩面等中修处理改善平整度
ＡＫｌ３段
３４．

沥青路面模型参数拟合与性能预测(优.选)

bt PCI ae -=0b0a NPCI e -=沥青路面模型参数拟合与性能预测沥青路面的使用性能评价是路面养护、经济分析及路面管理系统重要组成部分。

直接影响路面的养护对策和养护资金的投入，为了在时间和空间上优化分配给定的养护预算，确定最佳的路面养护方案，[1]必须结合实际的路面技术状况进行模型参数拟合和路面使用性能的预测。

按照工作大纲讨论时领导和专家们提出的：研究路面性能衰变模型难度很大，暂时数据积累不足，模型过分繁琐应用效果不一定好，模型应该尽量简单、容易建立和修改的原则进行的要求。

项目组选择了负指数曲线的模型作为重点研究。

目前国内外常用的路面性能预测模型主要有：（1）现有CPMS 管理系统模型：——折线型模型：折线型曲线就是三条首尾相连的直线，表示路面的性能指标的衰变可分为三个阶段，每个阶段都是一个直线的衰变，这是一个简化的模型，确定了这三段折线的首末端点的坐标就确定了整条曲线。

——负指数曲线的模型： ——修正S 型曲线模型：（2）上海模型同济大学孙立军教授及其课题组提出的模型：01exp ()PCI PCI tβα⎧⎫⎡⎤=--⎨⎬⎢⎥⎣⎦⎩⎭（3）天津模型天津采用的路面性能预测标准模型：（4）广东模型广东采用的路面性能预测标准模型： 5.0dy PCI e -= （5）北京模型北京采用的路面性能预测标准模型：100ayb PCI e -=综合以上各种模型，项目组初步选用负指数曲线模型、修正S 型曲线模型以及孙立军教授提出的模型来表征沥青路面的性能衰变趋势。

为了验证选用模型的合理性，选取锦阜、锦朝、沈四、沈阳环城四条高速公路典型路段进行了分析评价。

确定路面结构强度（PSSI ）、路面平整度（RQI ）、路面破损（PCI ）三个综1max minmin 01a tPCI PCI PCI PCI a e -=++合指标。

通过综合分析与性能模型拟合，采用负指数曲线模型对三个综合指标和裂缝率（CR ）、车辙深度（RD ）、功能性破损（LR ）、横向力系数（SFC ）四个单值触发指标进行了拟合，得到模型参数，并对未来路面技术状况进行了预测。

沥青路面养护对策的路面使用性能预测模型研究

社．２０．０４
作者简介：刘海程师．主
要从事道路研究与管理工作；蒋应军（９５）１７一，男，浙江兰
溪人，长安大学副教授，东南大学博士后研究人员．主要
从事路基路面工程的教学与研究工作；王琪（９３）１７一，男陕西长安人，工程师，主要从事公路工程管理工作收稿日期：２０ — ３１０８０ — ８
．
［】廖志高，江慧娟，吴继峰．青稳定碎石铺筑２沥层竖向离析分析及对策ｆ．路机械与施工机械化，Ｊ筑１
（ｅｅＰｏｉｃｌＣｍｕｉｔｎＰａｎｎｎｅｉｎＩｓｔｔ，Ｓｉａｈａｇ００１，ＣｉａＨｂｉｒｖｉｏｍｎｃｉｌｉｇａｄＤｓｎｔｕｅｈｉｕｎ５０ｈｎ）ｎａａｏｎｇｉｊｚ１
ＡｂｔａｔＢａｅｏｔｅａｅｎｐｒｏｍａｃｐｅｉｔｎｓｒｃ：ｓｄｎｈｐｖｍｅｔｅｆｒｎｅｒｄｃｉｍｏｅｏｄｌｔｅｈｍａｎｅａｃｄｍａｄａｂｉｔｎｎｅｅｎｃｎｅ
ＰａｅｅｔＰｅｆｒａｅＰｒｄｃｉｎＭｏｌｏｐｈａｔＰａｅｅｖｍｎｒｏｍｎｃｅｉｔｏｄｅｆＡｓｌｖｍｎｔＭａｎｔｎａｃｅｓｅｉｅｎｅＭａｕｒ
ＸｌｉｎＡ０Ｊａ
沥青路面养护对策的

《Superpave沥青混合料疲劳性能与分数阶灰色预测模型研究》范文

Superpave沥青混合料因其优异的性能在道路建设中得到广泛应用。

然而，如何准确评估其疲劳性能并预测其长期使用性能，是当前研究的热点和难点。

本文将针对Superpave沥青混合料的疲劳性能进行实验研究，并探讨分数阶灰色预测模型在沥青路面使用性能预测中的应用。

二、Superpave沥青混合料疲劳性能实验研究2.1 实验材料与方法本实验选用Superpave沥青混合料作为研究对象，通过制备不同配比的试件，进行疲劳性能实验。

实验中采用的控制变量法，保证了实验结果的可靠性。

2.2 实验结果与分析通过疲劳实验，我们得到了不同配比下Superpave沥青混合料的疲劳性能数据。

数据显示，合理的配比能够有效提高沥青混合料的疲劳性能。

此外，我们还发现沥青混合料的疲劳性能与温度、荷载等因素密切相关。

三、分数阶灰色预测模型在沥青路面使用性能预测中的应用3.1 灰色预测模型简介灰色预测模型是一种基于不完全的、非精确的信息进行预测的方法。

它通过对原始数据进行累加生成和灰微分方程建模，实现对未来发展趋势的预测。

3.2 分数阶灰色预测模型在沥青路面使用性能预测中的应用分数阶灰色预测模型在传统灰色预测模型的基础上，引入了分数阶微分概念，提高了模型的精度和适用性。

在沥青路面使用性能预测中，我们可以利用该模型对沥青路面的使用性能进行长期预测，为道路维护和养护提供依据。

四、Superpave沥青混合料疲劳性能与分数阶灰色预测模型的结合应用4.1 结合应用思路我们将Superpave沥青混合料的疲劳性能实验结果与分数阶灰色预测模型相结合，通过实验数据验证模型的准确性，并利用模型对沥青路面的长期使用性能进行预测。

4.2 结合应用实例以某路段Superpave沥青混合料为例，我们首先进行疲劳性能实验，得到该路段沥青混合料的疲劳性能数据。

全寿命沥青路面使用性能预测及实践

级公路路面结构没计，近年来提５对的路面使刚性能预测理论进行Ｔ测实践，定＿面养预确ｒ路
ｆＩ修办案，文践过程ｌ发现的问题进行＿讨，维埘｛１ｒ探关键词：肯路面；川性能；测；沥使预全寿命；构没计结中图分类号：ｌ．１Ｕ４６７２文献标志码：Ｂ文章编号：０９７６（０２０ — ０４０１０ — ７７２１）５０２ — ４
５年计。渐加剧，当损坏到某一程度时，面就需要采取养护路面累积标准轴次按１路或改建措施以恢复和提高其使用性能。在对沥青路面进行全寿命设计时，仅要考虑路面的初始性能和费不
用，要考虑路面在罩面或改建以后的性能和费用。也这表ｌ近期交通组成与交通量
就需要在路面设计时对未来即将修建的路面进行使
用性能预测，划采取养护或改建措施的时机与方案，规
型代黻群型
小客车大客车小货车桑塔纳２０１５中型货车东风Ｅ４１９００１Ｑ１０８７黄海Ｄ６０Ｄ８９大货车黄河Ｊ６８Ｎ１３４１８北京Ｂ１０５４拖挂车东风Ｓ９５８Ｊ３６Ｐ２０９
面全寿命设计中，要预测路面寿命，需进行寿命周期路面性能预测计算，图１如所示。

沥青路面使用性能预测模型

沥青路面使用性能预测模型研究摘要：科学合理的预测路面使用性能的变化规律是制定中长期预防性养护规划制的关键。

本文主要介绍了沥青路面的使用性能pci、rqi、弯沉等指标的预测模型，结合深圳地区的道路情况确定出适用于深圳地区的参数。

考虑到环境因素对路面使用性能的影响，本文通过收集深圳地区的气象资料确定了深圳地区的环境影响修正系数，使路面性能的预测模型更加符合当地的特点。

关键词：道路工程；预防性养护；使用性能；预测模型；study of asphalt pavement performance prediction model yang jin1, lian meng2, chen zhang3(1、shenzhen expressway engineering consultants co.,ltd，shenzhen，518034；2、shenzhen expressway company limited，shenzhen，518034；3、school of transportation engineering of tongji university，shanghai，200092 )abstract: to predict the disciplinarian of pavement performance rationally is the key to draft a road maintenance programming. this paper introduce the prediction model of asphalt pavement performance include pci, rqi, deflection, and then determine the parameters of shenzhen area based on the road condition of shenzhen area. considering the effect of environmental factors on the pavement performance, basedon the collection of the shenzhen area of meteorological data this paper determine the correction coefficient of environmental impact of the shenzhen area, make pavement performance prediction model compliance with local characteristics.1引言路面使用性能的变化规律是路面设计和管理的最基本、最核心的理论基础，是制定路面预防性养护规划、计划的依据。

沥青路面模型参数拟合及性能预测

btPCI ae -=0b 0a NPCI e -=沥青路面模型参数拟合与性能预测沥青路面的使用性能评价是路面养护、经济分析及路面管理系统重要组成部分。

项目组选择了负指数曲线的模型作为重点研究。

——负指数曲线的模型： ——修正S 型曲线模型：（2）上海模型同济大学孙立军教授及其课题组提出的模型：01exp ()PCI PCI t βα⎧⎫⎡⎤=--⎨⎬⎢⎥⎣⎦⎩⎭（3）天津模型天津采用的路面性能预测标准模型：（4）广东模型广东采用的路面性能预测标准模型： 5.0dy PCI e -=（5）北京模型北京采用的路面性能预测标准模型：100ayb PCI e -=综合以上各种模型，项目组初步选用负指数曲线模型、修正S 型曲线模型以及孙立军教授提出的模型来表征沥青路面的性能衰变趋势。

为了验证选用模型的合理性，选取锦阜、锦朝、沈四、沈阳环城四条高速公路典型路段进行了分析评价。

确定路面结构强度（PSSI ）、路面平整度（RQI ）、路面破损（PCI ）三个综1max min min 01a tPCI PCI PCI PCI a e -=++合指标。