随着甘肃省高速公路网建设的不断完善,总里程不断增加,路面出现不同程度的损坏,但每年养护资金投入有限,难以满足所有高速公路的养护需求。为了保证高速公路的服务水平,如何将给定的养护资金合理分配到路网最需要处治的路段上,是高速公路管理部门亟需解决的难题。本文以甘肃省15条高速公路沥青路面组成的路网为研究项目依托,收集分析甘肃省2015年-2018年全部高速公路沥青路面的路况数据以及部分路段的养护工程资料,对甘肃省高速公路网沥青路面决策问题进行研究。首先,由于甘肃省高速路网公路所处环境复杂、路龄不同、管养水平各异、性能数据庞大等问题,需对高速公路段进行区域划分。选择甘肃省气候自然区域、路龄、车流量与管养单位作为划分指标。运用K-means聚类分析法对甘肃省高速公路网内48条公路段划分为四个区域,第I类与第II类区域所包含的公路段路龄超过10年以上,第I类属轻交通,所处自然区划昼夜温差大或降雨多,而第II区域的公路段属于极重交通,大多在昼夜温差大,降水较少区域;第III类与第IV类区域所包含的路段路龄在10年以内,第III类属轻中交通,年均气温较低、昼夜温差大,第IV类属重交通,太阳辐射强烈,温差大,降水稀少。运用K-means聚类分析法能够将路况特征一致的路段划分为一类,区域划分合理。其次,国内常用定权综合评价法判定结果优于路面实际情况,且评价标准是针对于路面使用状况而确定的标准,为管养单位提供明确的路况信息,将此标准用于路面养护的标准不是很合理。本文基于变权-可拓综合评价法的高速公路沥青路面评价模型,从实际检测数据为基础确定路面状况评价指标的权重,建立更加符合路面的实际状况的数学模型。通过对具体实例分析及与规范定权法所得出的评价结果进行对比,验证了本文所构建的路面状况评价模型结果更能体现路面使用性能,为后期养护决策提供有力的数据支持。结合近年来甘肃省路况信息,考虑每条公路所处地域以及养护水平等有较大差异,以划分的四个路面区域内的路段为单位,通过筛选分析甘肃省15条高速公路2015-2018年路面使用性能指数数据,对甘肃省四个分区的高速公路段分别建立了路面使用性能灰色预测模型。将2019年路面检测数据与预测结果进行比对验证,其四个指标的准确率可以达到89%以上,预测结果较为可靠,可以有效的预测高速沥青路面衰减规律。采用决策树的方法对甘肃省高速公路路面进行了两阶段养护对策的判断,并运用变权-可拓路面综合性能评价进行验证养护对策选择的是否具有参考性,当评价结果为“优”或“良”,路面要进行日常养护或预防性养护;评价结果为“良”时,路面要进行功能性修复或是预防性养护;评价结果为“中”或“中”以下,路面要进行修复性养护。最后,基于灰色关联度模型得到四类区域各需要养护路段的综合排序,在实际应用中,由于养护资金不足无法满足养护决策的施工。把排序结果应用到路网养护计划的优化分析过程,根据排列顺序对路面进行养护,能够大大减少计算量。采用0-1整数规划算法进行优化养护对策,以近年来甘肃省每年投入养护工程的养护资金为目标函数对预防性养护的路段进行优化。研究成果为建立适用于甘肃省高速网级路面养护管理系统奠定基础,为高速管养单位提供技术支持。