پژوهشنامه حمل و نقل

پژوهشنامه حمل و نقل

ارزیابی عوامل مؤثر بر فرسایش روسازی آسفالتی با استفاده از مدل جنگل تصادفی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دکتری عمران گرایش حمل ونقل
2 استاد گروه برنامه ریزی حمل ونقل ، دانشکده فنی و مهندسی ،دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)،قزوین،ایران.
10.22034/tri.2026.565637.3416
چکیده
آسفالت معابر شهری نقشی کلیدی در ارتقای ایمنی، رفاه و کیفیت خدمات حمل‌ونقل دارد. با این حال، خرابی‌های مکرر آن در شهرهای پرتراکم ــ مانند کرج ــ هزینه‌های اقتصادی و اجتماعی قابل توجهی را به همراه دارد. این پژوهش با هدف شناسایی عوامل مؤثر بر فرسایش روسازی آسفالتی و ارائه راهکارهایی برای افزایش دوام و کارایی آن انجام شده است. داده‌های مربوط به عمر آسفالت، حجم ترافیک، سهم وسایل نقلیه سنگین، شرایط اقلیمی، کیفیت مصالح و وضعیت نگهداری گردآوری و سطح خرابی در سه طبقه «کم»، «متوسط» و «زیاد» تعریف گردید. برای تحلیل داده‌ها و پیش‌بینی سطح خرابی، از الگوریتم یادگیری ماشین Random Forest استفاده شد. نتایج نشان داد دقت مدل حدود ۹۶.۷ درصد بوده و بیشترین تأثیر بر خرابی روسازی به ترتیب مربوط به کیفیت مصالح، درصد وسایل نقلیه سنگین، عمر آسفالت و حجم ترافیک روزانه است. در حالی که متغیرهای اقلیمی مانند دما و بارش اثر کمتری دارند. بررسی ماتریس درهم‌ریختگی نیز بیانگر توان بالای مدل در تشخیص سطوح متوسط و شدید خرابی و بروز خطا در پیش‌بینی سطح خرابی کم بود. بر اساس یافته‌ها، فرسایش سریع آسفالت ناشی از ترکیب عوامل ترافیکی، اجرایی و ضعف در نگهداری است. راهکارهای پیشنهادی شامل استفاده از مصالح مقاوم، افزایش ضخامت لایه‌های آسفالتی، مدیریت ترافیک سنگین، اجرای نگهداری پیشگیرانه و بهره‌گیری از افزودنی‌های نوین است که می‌تواند عمر مفید روسازی را افزایش داده و هزینه‌های نگهداری را کاهش دهد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Evaluation of Factors Affecting Asphalt Pavement Distress Using a Random Forest Model

نویسندگان English

Mohamad Amin Ebrahimzadeh 1
Ali Abdi Kordani 2
1 PhD in civil engineering, majoring in transportation
2 Professor, Department of Transportation Planning, Faculty of Engineering, Imam Khomeini International University, Qazvin, Iran
چکیده English

Asphalt pavement in urban streets plays a key role in improving safety, comfort, and the quality of transportation services. However, its frequent deterioration in densely populated cities—such as Karaj—results in considerable economic and social costs. This study aims to identify the factors influencing asphalt pavement deterioration and to propose solutions for enhancing its durability and performance. Relevant data on pavement age, traffic volume, the proportion of heavy vehicles, climatic conditions, material quality, and maintenance status were collected, and the level of distress was classified into three categories: low, moderate, and high.To analyze the data and predict the distress level, the Random Forest machine learning algorithm was employed. The results indicated that the model achieved an accuracy of approximately 96.7%, and the most influential factors affecting pavement deterioration were, respectively, material quality, the percentage of heavy vehicles, pavement age, and daily traffic volume, while climatic variables such as temperature and precipitation had less impact.

The confusion matrix analysis also showed the model’s strong ability to identify moderate and severe distress levels, with minor misclassification occurring mainly in predicting low distress. Based on the findings, rapid asphalt deterioration is attributed to a combination of traffic-related, construction-related, and maintenance-related factors. Recommended strategies include using higher-quality materials, increasing asphalt layer thickness, managing heavy-vehicle traffic, implementing preventive maintenance, and utilizing modern additives. These measures can extend pavement service life and reduce maintenance costs.

کلیدواژه‌ها English

Asphalt pavement
pavement surface distress
Random Forest model
data-driven analysis

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 05 اردیبهشت 1405