基于LCCA的高速公路沥青路面结构方案评价方法研究

摘要

我国高速公路事业近二十年来有了飞速发展,由于其在国民经济发展中的重要地位及对社会经济生活的巨大影响,迫切需要道路建设者提供既满足对道路使用性能要求又充分考虑社会及经济效益的路面结构形式,全寿命经济分析方法(LCCA)是解决这一问题的有效途径。而在我国的路面设计规范中,并没有将全寿命周期费用分析作为路面结构方案评价方法,也没有规定其他的方法用于方案评价,因此对于路面结构方案的确定比较随意,针对这一现状,本论文依托西部交通建设科技项目“高速公路沥青路面长期性能研究(一期)”,进行了基于LCCA的高速公路沥青路面结构方案评价方法研究。主要工作包括以下几个方面:
　　 首先,根据高速公路特点,同时结合我国实际,确立了基于LCCA的高速公路沥青路面结构评价方法费用分析的框架流程,其流程的最大特点在于明确了用户费用在LCCA方法中的地位,确定了用户费用对LCCA方法分析结果的影响。提出了以高速公路养护工作区费用代替传统的用户费用进行LCCA分析。
　　 第二,针对高速公路沥青路面使用性能综合评价过程中存在着许多不确定性,提出了基于未确知测度的高速公路沥青路面使用性能评价模型。在对国内外现有路面性能预测模型进行调查分析的基础上,根据组合预测的理论,结合道路路面管理系统(PMS)提出了灰色神经网络一马尔可夫路面性能预测模型,并结合实例对模型预测结果进行了验证。
　　 第三,通过分析我国目前高速公路养护工作区的交通管制方式及相应的安全规定,研究了我国高速公路在存在养护工作区的情况下道路交通的基本交通状况,其中重点分析了驾驶员和车辆在工作区的交通特征。在分析高速公路养护工作区的人—车—路的基本交通特征的基础上,通过VISSIM软件的仿真,对高速公路养护工作区的通行能力和排队延误进行了研究。第四,结合我国实际,提出了高速公路养护工作区LCC用户费用分析流程。根据调查及实验,研究提出了养护工作区全寿命费用分析必需的车辆运营费用模型(VOC)、用户延误费用计算模型,事故费用等计算模型,同时编写了高速公路养护工作区用户费用的计算分析软件。
　　 最后,结合实例进行了基于LCCA的高速公路沥青路面结构方案评价方法的验证,结果表明了用户费用在全寿命周期费用分析中的地位和作用。同时利用应用VISUALBASIC语言编写了基于LCCA的高速公路沥青路面结构方案评价方法分析软件,提高了计算效率,有利于这一方法的推广使用。
　　 本文将全寿命分析方法(LCCA)和路面使用性能相结合,提出了基于LCCA的高速公路沥青路面结构方案评价方法,同时根据实例进行了研究分析。