随着我国交通运输的迅猛发展和人民生活水平的日益提高,对公路的路况质量提出了更高的要求。十三五发展规划明确指出,我国公路将进入周期性养护高峰期,其中预防性养护比重将越来越大。预防性养护是一种在路面状况良好的情况下采取的对现有路面进行有计划的、基于费用-效益的养护策略。但由于存在病害类型复杂化、养护措施多样化等因素,如何将有效的养护资金在合适的时机以最佳的养护方式应用到最需养护的路段,是公路养护管理部门面临的难题。因此,基于现有路况性能及病害特征,开展高等级公路沥青路面预防性养护决策研究,提出更加完善的评价体系,构建科学有效的预测模型,建立预防性养护决策体系,对于延长公路使用寿命、降低公路全寿命周期养护成本和进行科学决策,具有重要意义。本文主要研究成果如下:(1)通过对重庆部分高速公路进行实地调研,获得路面检测数据和病害类型,分析了高等级公路沥青路面常见病害特征及病害产生原因。(2)基于已有沥青路面养护技术规范和公路技术状况评定标准,提出了在原有评价体系新增节能环保指标FCI的思想,建立了FCI与其调查指标IRI的数学模型,确定了新评价体系各指标的新评价区间;利用灰色关联分析和几何加权得到综合指标EPQI的权重计算方法,建立了含FCI指标的EPQI评价体系,验证了EPQI评价体系科学性和合理性;(3)建立了回归模型和灰色新陈代谢模型相结合的预测模型,利用组合模型预测PCI、RDI、SRI、RQI、PQI、FCI、EPQI的变化趋势,编制了等维新陈代谢GM(1,1)模型累加预测的MATLAB程序。结果表明,组合预测优于单一预测,更加精确适用,EPQI体系预测曲线更符合路面性能衰变规律。(4)根据EPQI评价体系给出养护最低可接受水平,确定预防性养护时间段;以EPQI曲线增加面积作为养护总效益,通过拟合确定具体数值,考虑养护时机差异造成不同支出总费用,利用效益费用比最大原则确定了最佳养护时机。(5)对预防性养护措施进行适用性分析,利用层次分析法和灰色关联决策方法,从质量改善、节能环保、成本控制等多个角度优选出最佳养护措施。(6)基于E语言和MATLAB构建出高等级路面养护简易决策系统,帮助管理者准确评价路面使用性能及变化规律,可为制定科学的养护决策提供依据。