基于主导病害指数的寒区干线公路养护决策方法及系统与流程

本发明涉及交通运输工程，具体涉及基于主导病害指数的寒区干线公路养护决策方法及系统。

背景技术：

1、公路由于长期交通荷载和气候环境的综合作用，随着服役时间的增长，路面结构会逐渐出现各种不同类型和程度的病害，需要及时进行养护维修。

2、传统公路养护决策往往依靠经验性，存在以下不足，首先，受限于决策者的经验和技术水平；其次，经验决策往往是事后维护，无法根据病害发展情况预先开展预防措施；此外，这种决策方法大多只针对局部病害问题，无法对整个路网养护区域进行分析和决策。

3、由于病害程度不同，主导病害不同，现行规范中的养护决策以路面技术状况指数pci为主，但是pci是路面多种病害的综合加权值，在寒冷地区，受低温环境影响，根据实际调查可知，沥青路面的主导病害主要是裂缝类(横向和纵向裂缝)，因此采用pci作为养护决策具有一定缺陷性。因此，基于寒冷地区的路面主导病害进行养护决策，是解决当前寒区干线公路养护实际工程决策问题的重要途径。

技术实现思路

1、为了解决以上技术问题，本发明提供了一种基于主导病害指数的寒区干线公路养护决策方法，所述方法包括：

2、确定寒区主导病害指数；

3、根据所述寒区主导病害指数计算所述寒区主导病害指数与沥青路面结构状况的相关性；

4、基于所述相关性建立沥青路面主导病害指数的评价指标；

5、建立寒区沥青路面养护决策模型，将所述寒区主导病害指数、所述相关性和所述评价指标输入所述寒区沥青路面养护决策模型中，得到寒区干线公路养护决策方案。

6、可选的，寒区主导病害包括横向裂缝、纵向裂缝和龟裂，所述寒区主导病害指数为当量裂缝条数和龟裂面积率。

7、可选的，所述寒区主导病害指数当量裂缝条数的计算方法具体包括：

8、

9、其中，ne为百米当量裂缝条数；lt为百米评价单元横向裂缝总长度；ll为百米评价单元纵向裂缝总长度；lta为裂缝评价路段横向裂缝平均长度。

10、可选的，所述所述寒区主导病害指数龟裂面积率的计算方法具体包括：

11、

12、其中，ap为评价单元龟裂病害面积；a为评价单元总面积。

13、可选的，所述沥青路面主导病害指数的评价指标包括日常灌缝、日常养护指标、预防性防护指标、功能性养护指标和修复性养护指标。

14、可选的，所述日常养护指标的预设阈值为当ne≤4时，进行日常养护；所述预防性防护指标的预设阈值为当ne<7时，进行预防性防护；所述功能性养护指标的预设阈值为当ne>10或当r＞3.5％时，进行功能性养护；所述修复性养护指标的预设阈值为当r＞5％时，进行修复性养护。

15、可选的，建立所述寒区沥青路面养护决策模型的方法包括：

16、采集寒区干线公路的现行状况；

17、基于所述寒区干线公路的现行状况将计算得到的寒区主导病害指数、寒区主导病害指数与沥青路面结构状况相关性以及日常养护指标输入养护决策模型中进行训练，得到训练后的养护决策模型；

18、将所述养护决策模型进行优化，得到寒区沥青路面养护决策模型。

19、可选的，所述现行状况包括病害类型、严重程度、沥青路面资产单元和里程桩号范围。

20、本发明还公开基于主导病害指数的寒区干线公路养护决策系统，所述系统包括：病害指数确定模块、相关性计算模块、指标构建模块和决策方案获取模块；

21、所述病害指数确定模块用于确定寒区主导病害指数；

22、所述相关性计算模用于根据所述寒区主导病害指数计算所述寒区主导病害指数与沥青路面结构状况的相关性；

23、所述指标构建模块用于基于所述相关性建立沥青路面主导病害指数的评价指标；

24、所述决策方案获取模块用于建立寒区沥青路面养护决策模型，将所述寒区主导病害指数、所述相关性和所述评价指标输入所述寒区沥青路面养护决策模型中，得到寒区干线公路养护决策方案。

25、可选的，寒区主导病害包括横向裂缝、纵向裂缝和龟裂，所述寒区主导病害指数为当量裂缝条数和龟裂面积率。

26、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

27、本发明针对现有养护决策指标存在的不足，根据寒冷地区沥青路面主导病害特征，提出了百米当量裂缝条数和龟裂面积率养护指标，确定了主导病害指标的养护标准，基于主导病害的养护指标具有较高的灵敏度和科学性。本方法基于寒区沥青路面的病害类型、程度和养护需求，构建沥青路面养护决策指标、标准、养护对策集和决策模型，对于养护维修措施更具有针对性，有效的节约养护维修资金，对于提高寒区沥青路面养护的科学化决策具有重要意义。

技术特征：

1.基于主导病害指数的寒区干线公路养护决策方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的基于主导病害指数的寒区干线公路养护决策方法，其特征在于，寒区主导病害包括横向裂缝、纵向裂缝和龟裂，所述寒区主导病害指数为当量裂缝条数和龟裂面积率。

3.根据权利要求2所述的基于主导病害指数的寒区干线公路养护决策方法，其特征在于，所述寒区主导病害指数当量裂缝条数的计算方法具体包括：

4.根据权利要求2所述的基于主导病害指数的寒区干线公路养护决策方法，其特征在于，所述所述寒区主导病害指数龟裂面积率的计算方法具体包括：

5.根据权利要求1所述的基于主导病害指数的寒区干线公路养护决策方法，其特征在于，所述沥青路面主导病害指数的评价指标包括日常灌缝、日常养护指标、预防性防护指标、功能性养护指标和修复性养护指标。

6.根据权利要求5所述的基于主导病害指数的寒区干线公路养护决策方法，其特征在于，所述日常养护指标的预设阈值为当ne≤4时，进行日常养护；所述预防性防护指标的预设阈值为当ne<7时，进行预防性防护；所述功能性养护指标的预设阈值为当ne>10或当r＞3.5％时，进行功能性养护；所述修复性养护指标的预设阈值为当r＞5％时，进行修复性养护。

7.根据权利要求1所述的基于主导病害指数的寒区干线公路养护决策方法，其特征在于，建立所述寒区沥青路面养护决策模型的方法包括：

8.根据权利要求7所述的基于主导病害指数的寒区干线公路养护决策方法，其特征在于，所述现行状况包括病害类型、严重程度、沥青路面资产单元和里程桩号范围。

9.基于主导病害指数的寒区干线公路养护决策系统，所述系统用于实现权利要求1-8任意一项所述的寒区干线公路养护决策方法，其特征在于，所述系统包括：病害指数确定模块、相关性计算模块、指标构建模块和决策方案获取模块；

10.根据权利要求9所述的基于主导病害指数的寒区干线公路养护决策系统，其特征在于，寒区主导病害包括横向裂缝、纵向裂缝和龟裂，所述寒区主导病害指数为当量裂缝条数和龟裂面积率。

技术总结
本发明公开了基于主导病害指数的寒区干线公路养护决策方法及系统，所述方法包括：确定寒区主导病害指数；根据所述寒区主导病害指数计算所述寒区主导病害指数与沥青路面结构状况的相关性；基于所述相关性建立沥青路面主导病害指数的评价指标；建立寒区沥青路面养护决策模型，将所述寒区主导病害指数、所述相关性和所述评价指标输入所述寒区沥青路面养护决策模型中，得到寒区干线公路养护决策方案。本发明针对寒冷地区的裂缝类主导病害进行寒冷地区的干线公路进行养护决策，不依靠决策者的经验与水平，使用决策模型及时、准确的对干线公路是否需要养护进行决策。

技术研发人员：董乃宝,李新凯,程鹏,尹泽雨,李亚鹏
受保护的技术使用者：黑龙江省交通运输信息和科学研究中心（黑龙江省收费公路联网运营结算中心）
技术研发日：
技术公布日：2024/5/16