基于遗传算法的沥青路面结构优化方法研究-市政工程专业论文.docxVIP

武汉理工大学硕士学位论文摘 武汉理工大学硕士学位论文 摘 要 高等级公路沥青路面具有造价昂贵的特点，这引起了路面结构优化方法 的产生和发展。针对常用优化方法解法复杂、计算效率和精度偏低等缺点， 本文提出了以遗传算法为基础的优化方法；同时，针对沥青路面的使用性能 下降较快、路面质量达不到预期要求的特点，本文在优化方法中对影响路面 使用性能的主要因素进行了主动的考虑，提出了新的路而结构优化模型。 首先，针对目前应用广泛的半刚性基层沥青路面的两种主要破坏模式一 一路面车辙和开裂，本文总结了两者的产生原因及主要控制方法，并从中得 出了它们的定量评价模式。 其次，结合对路面使用性能的分析，本文建立了沥青路面结构的厚度优 化模型，以期得到在保证使用性能基础上的造价最低的路面结构。该模型主 要通过将对使用性能的控制转化为模型约束条件来实现对使用性能的保证。 对于控制路面强度及稳定性的约束条件一路表弯沉，采用了简化公式进行 计算。 模型的求解是实现该优化方法的关键。在阐述了遗传算法的基本原理并 分析其特点后，本文进一步分析了遗传算法对路面结构优化的适用性，确定 了遗传算法处理路面优化约束条件的原则，给出了遗传算法用于路面优化模 型求解的算法步骤，并在此基础上，编制了遗传算法的路面优化求解程序。 最后，通过三个算例的计算，得出了优化求解的一些参数取值经验，并 将优化结果与其它优化解法所得结果进行了比较。计算结果表明，基于遗传 算法的该优化解法是实际可行的，而且具有高效、精确的特点，能够实现预 期的优化目的。 本文的分析研究为沥青路面结构优化设计提供了新的方法和思路。 关键词：沥青路面，优化方法，遗传算法，车辙，开裂 武汉理工大学硕士学位论文AbStract 武汉理工大学硕士学位论文 AbStract OptimizatiOn method of asphaIt pavement is contjnuousIy deVeloping because Of the high consIructiOn cOsl 0f the pavement．AccOrding t0 the defecfs Of opffrnizaCion fechniques used previousIM such as compIex calcuIating prOcesses and lOw efFiciency， this thesjs presents a new optimizaIion melhod based on Genelic Algomhms(GAs)，and in View of the impOrtance of asphalt pavemenl perfOrmance，the method giVes a cOnsiderafion 10 it． First．ruttinq and crackinq，which are the twO main kinds Of destruc“On Of semi一一gid base asphalt pavement，is anaIyzed in the thesis．SOme predi cting mOdeIs 0f pavement perfOrmance are aIsO studied and cOmpared Based On these studies，estimating ways and cOntr0I melhOds Of rutting and cracking are Obtained． SecOnd， wifh the analysis Of pavement perfOrmance， Optimiza“On model Of asphaIt pavement thickness is presented．Using this modeI， pavement wlth aood perfor『T1ance and Iowest∞st couId be attained． Converting control methods to controI parameters of the modeIs ensures paVement pe—_ormance SOIutiOn Of the Optimizalion mOdeI is the key 0f this kind 0f melhOd Mer advantages and disadvantages Of generaI OptimizatiOn lechniques are studied，a modem OptimizatiOn aIgOrithm．GAs is adOpted tO sOIVe lhe mOde|ln the thes