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当前，我国公路网已基本建成，每年新增公路里程不多，而养护里程却直线上升，在役路面的养护管理已经是现在及未来的重中之重，且每年的路面养护率之高、维修养护投资之大和结构性大修数量之多已是十分惊人。另一方面，维修改造需要在已有道路线位上进行施工，不仅影响交通的运行，而且会造成时间延误、资金浪费，还会造成交通拥堵、燃油消耗、安全事故、环境污染、垃圾占地和资源消耗等问题，这些问题已经严重影响经济发展、人民生活、公众健康与社会和谐，亟待解决，而现有的道路养护管理技术却难以避免上述现象的频繁发生，其原因在于:缺乏对在役路面工作环境的充分了解以及缺乏对在役沥青路面综合状态的准确评价。因此，对在役路面的工作环境和综合状态进行预测分析及评价研究具有重要意义。
本文以在役路面为研究对象，通过工作环境多指标连续监测，大范围的在役路面的广泛调查、性能检测和室内试验测试，结合当地气象站的气象因素历史数据，开展数据挖掘，统计分析和有限元建模来对在役路面的工作环境和综合状态进行预测分析及评价研究，具体包括以下几个方面:
首先，通过德国试验路对路面工作环境重要指标的监测，结合当地气象站的气象历史数据，全面分析了聚氨酯透水路面外部环境因素的影响效应，工作环境因素问的关系、主要工作环境因素对聚氨酯路面温度的影响效应、聚氨酯路面内部不同层位处温度的关系，并建立温度场有限元模型，利用有限元模拟，对部分环境因素对在役路面温度场的影响效应进行验证。
其次，通过传热学原理，全面分析了气象因素对在役沥青路面温度场的影响，包括影响机理、影响因素的确定以及通过国内试验路长期连续监测获得的大量路面结构内部温度数据，结合当地气象站的长期历史数据进行数据挖掘，确定每个气象因素与路面结构内部温度的关系，重点分析了高温季节在役沥青路面结构内部温度的变化，并建立了高温季节在役沥青路面结构内部温度实时预测模型。该预测模型采用偏最小二乘方法并结合当地气象站的同步实测数据进行回归建模，确定了各气象因素与路面结构内部温度间的定量关系，可对高温季节在役沥青路面结构内部温度进行实时预估。
另外，通过对国内试验路长期连续监测获得的大量应变数据进行降噪处理并编制程序，计算获得残余应变数据，得到了路面结构内部不同层位处残余应变的趋势特征，提出用其建立残余应变状态矩阵，该矩阵的任何一行都是表征各期(各月)针对某一时段的残余应变状态，都是一个状态随时间变化的时间序列，对此时间序列建立预测模型，预测的是该时段的未来各期(各月)的残余应变状态，并且此模型既考虑了长期趋势，又考虑了季节效应，又是针对一天中的某一时段的，可谓描述的十分精细，若对状态矩阵的所有行都执行这样的建模操作，就实现了对所有时段的未来各期(各月)残余应变状态的精细化预测，实现预测能力在时间轴的无盲区覆盖。采用经处理后的实测数据对本残余应变预测模型进行验证，其预测结果稳定可靠，预测精度较高。
最后，通过对北京市半刚性基层沥青路面开展的广泛调研、实地检测和室内试验测试，构建沥青路面综合状态评价方法体系，通过对各指标开展有效性分析和量化研究，选取包含使用性能和结构性能的7项指标，通过主成分分析方法进行在役路面综合状态分析与评价，7项指标确定的主成分有3个，分别为破损与结构强度综合指标，变形类指标，和层间结合类指标。采用此评价体系对北京市1l条道路的路面进行综合状态分析和评价，得到了各条道路针对各个主成分的评价值和综合状态评价值，评价结果表明了半刚性基层沥青路面的巨大潜力，和对大中修数量降低的效果。
总之，在役路面工作环境复杂，本文对其工作环境组成要素的影响效应进行研究，对工作环境中两项重要指标温度、残余应变进行方便高效的预测，对综合状态开展完善、科学、有效地评价，可以为精确有效地预测路面性能提供支持，可以预估路面温度及残余变形，从而采取相应的干预措施，减小和减轻不利温度和残余应变对路面损坏的概率和程度，从而保证路面处于较好的性能状态和服务水平，可以充分挖掘半刚性基层沥青路面的潜在价值，从而充分利用现有路面，减少维修养护操作。
本文以在役路面为研究对象，通过工作环境多指标连续监测，大范围的在役路面的广泛调查、性能检测和室内试验测试，结合当地气象站的气象因素历史数据，开展数据挖掘，统计分析和有限元建模来对在役路面的工作环境和综合状态进行预测分析及评价研究，具体包括以下几个方面:
首先，通过德国试验路对路面工作环境重要指标的监测，结合当地气象站的气象历史数据，全面分析了聚氨酯透水路面外部环境因素的影响效应，工作环境因素问的关系、主要工作环境因素对聚氨酯路面温度的影响效应、聚氨酯路面内部不同层位处温度的关系，并建立温度场有限元模型，利用有限元模拟，对部分环境因素对在役路面温度场的影响效应进行验证。
其次，通过传热学原理，全面分析了气象因素对在役沥青路面温度场的影响，包括影响机理、影响因素的确定以及通过国内试验路长期连续监测获得的大量路面结构内部温度数据，结合当地气象站的长期历史数据进行数据挖掘，确定每个气象因素与路面结构内部温度的关系，重点分析了高温季节在役沥青路面结构内部温度的变化，并建立了高温季节在役沥青路面结构内部温度实时预测模型。该预测模型采用偏最小二乘方法并结合当地气象站的同步实测数据进行回归建模，确定了各气象因素与路面结构内部温度间的定量关系，可对高温季节在役沥青路面结构内部温度进行实时预估。
另外，通过对国内试验路长期连续监测获得的大量应变数据进行降噪处理并编制程序，计算获得残余应变数据，得到了路面结构内部不同层位处残余应变的趋势特征，提出用其建立残余应变状态矩阵，该矩阵的任何一行都是表征各期(各月)针对某一时段的残余应变状态，都是一个状态随时间变化的时间序列，对此时间序列建立预测模型，预测的是该时段的未来各期(各月)的残余应变状态，并且此模型既考虑了长期趋势，又考虑了季节效应，又是针对一天中的某一时段的，可谓描述的十分精细，若对状态矩阵的所有行都执行这样的建模操作，就实现了对所有时段的未来各期(各月)残余应变状态的精细化预测，实现预测能力在时间轴的无盲区覆盖。采用经处理后的实测数据对本残余应变预测模型进行验证，其预测结果稳定可靠，预测精度较高。
最后，通过对北京市半刚性基层沥青路面开展的广泛调研、实地检测和室内试验测试，构建沥青路面综合状态评价方法体系，通过对各指标开展有效性分析和量化研究，选取包含使用性能和结构性能的7项指标，通过主成分分析方法进行在役路面综合状态分析与评价，7项指标确定的主成分有3个，分别为破损与结构强度综合指标，变形类指标，和层间结合类指标。采用此评价体系对北京市1l条道路的路面进行综合状态分析和评价，得到了各条道路针对各个主成分的评价值和综合状态评价值，评价结果表明了半刚性基层沥青路面的巨大潜力，和对大中修数量降低的效果。
总之，在役路面工作环境复杂，本文对其工作环境组成要素的影响效应进行研究，对工作环境中两项重要指标温度、残余应变进行方便高效的预测，对综合状态开展完善、科学、有效地评价，可以为精确有效地预测路面性能提供支持，可以预估路面温度及残余变形，从而采取相应的干预措施，减小和减轻不利温度和残余应变对路面损坏的概率和程度，从而保证路面处于较好的性能状态和服务水平，可以充分挖掘半刚性基层沥青路面的潜在价值，从而充分利用现有路面，减少维修养护操作。