Modelling pavement temperature for winter maintenance operations

Authors: Sherif, Aly; Hassan, Yasser

Source: Canadian Journal of Civil Engineering, Volume 31, Number 2, February 2004 , pp. 369-378(10)

Buy & download fulltext article:

Price: $28.22 plus tax (Refund Policy)

Abstract:

Road and highway maintenance is vital for the safety of citizens and for enabling emergency and security services to perform their essential functions. Accumulation of snow and (or) ice on the pavement surface during the wintertime substantially increases the risk of road crashes and can have negative impact on the economy of the region. Recently, road maintenance engineers have used pavement surface temperature as a guide to the application of deicers. Stations for road weather information systems (RWIS) have been installed across Europe and North America to collect data that can be used to predict weather conditions such as air temperature. Modelling pavement surface temperature as a function of such weather conditions (air temperature, dew point, relative humidity, and wind speed) can provide an additional component that is essential for winter maintenance operations. This paper uses data collected by RWIS stations at the City of Ottawa to device a procedure that maximizes the use of a data batch containing complete, partially complete, and unusable data and to study the relationship between the pavement surface temperature and weather variables. Statistical models were developed, where stepwise regression was first applied to eliminate those variables whose estimated coefficients are not statistically significant. The remaining variables were further examined according to their contribution to the criterion of best fit and their physical relationships to each other to eliminate multicollinearities. The models were further corrected for the autocorrelation in their error structures. The final version of the developed models may then be used as a part of the decision-making process for winter maintenance operations.Key words: winter maintenance, pavement temperature, statistical modelling, RWIS.

L'entretien des routes et des autoroutes est indispensable à la sécurité des citoyens et permet aux services d'urgence et de sécurité d'exécuter leurs fonctions essentielles. L'accumulation de neige et (ou) de glace sur la surface de la chaussée durant l'hiver augmente considérablement le risque d'accidents de la route et peut avoir un impact négatif sur l'économie de la région. Récemment, les ingénieurs en entretien des routes ont utilisé la température à la surface de la chaussée comme guide pour l'application des produits de déglaçage. Des stations du système météo routier (« road weather information systems : RWIS ») ont été installées partout en Europe et en Amérique du Nord pour recueillir des données qui peuvent servir à prédire les conditions climatiques, telles que la température de l'air. La modélisation de la température à la surface de la chaussée en tant que fonction de telles conditions climatiques (température de l'air, point de rosée, humidité relative et vitesse du vent) peut donner une composante additionnelle qui est essentielle aux opérations d'entretien hivernal. Cet article utilise les données recueillies par les stations RWIS dans la ville d'Ottawa pour concevoir une procédure qui maximise l'utilisation d'un lot de données contenant des données complètes, partiellement complètes et non utilisables et pour étudier la relation entre la température à la surface de la chaussée et les variables climatiques. Des modèles statistiques ont été développés dans lesquels l'analyse de régression par degrés a premièrement été appliquée pour éliminer les variables dont les coefficients estimés qui n'ont aucun poids statistique. Les variables restantes ont été examinées plus à fond selon leur contribution au critère d'ajustement optimal et leurs interrelations physiques afin d'éliminer les multicollinéarités. Les modèles ont été corrigés encore davantage pour tenir compte de l'autocorrélation de leurs structures d'erreur. La version finale des modèles développés peut ensuite être utilisée en tant que partie intégrante du procédé de prise de décisions concernant les opérations d'entretien hivernal.Mots clés : entretien hivernal, température de la chaussée, modélisation statistique, RWIS.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research article

Publication date: 2004-02-01

More about this publication?

Published since 1974, this monthly publication is the official journal of the Canadian Society for Civil Engineering. It contains articles on environmental engineering, hydrotechnical engineering, structure engineering, construction engineering, engineering mechanics, and engineering materials, and a history of civil engineering. Contributors include recognized researchers and practitioners in industry, government, and academe. New developments in engineering design and construction are also featured.
Information for Authors
Submit a Paper
Subscribe to this Title
Terms & Conditions
Sample Issue
Reprints & Permissions
ingentaconnect is not responsible for the content or availability of external websites

Modelling pavement temperature for winter maintenance operations

Buy & download fulltext article:

Tools

Key

Text size:

Useful pages