基于动态物元分析的公路网沥青路面性能评价研究

为提高公路网沥青路面性能评价方法的科学性和适用性,克服主观或客观单一赋权的缺陷,提出一种基于动态物元分析的公路网沥青路面性能评价方法。首先,在系统分析公路沥青路面性能影响因素的基础上,采用层次分析理论的框架构建了包含项目级和网级指标的沥青路面性能评价指标体系;然后基于"奖罚函数"理论,采用客观加权与主观赋权相结合的方法确定权重;之后采用基于可拓集合理论的物元分析方法,建立了公路网沥青路面性能的动态物元评价模型;最后运用该模型对河北省高速公路网10个沥青路段的路面综合性能进行评价。结果表明:在10个评价对象中,路面综合性能物元评价等级为"良好"的占60%,"中等"的占40%;根据"物元评价等级越高,则路面性能越优,路面养护排序越低"的原则,京港澳京石段路面性能最优,大广高速京承段路面性能最差,因此优先考虑对大广高速京承段进行路面养护。评价结果符合路面实际状况,验证了模型的有效性。     

破损路面对城市道路路段通行能力的影响

为了准确评价路面破损条件下的道路通行能力,有必要探讨破损路面对道路通行能力的影响。选取路面车辙深度、裂缝率、坑槽宽度和修补率作为破损路面状况的评价指标,给出了基于灰色聚粪分析方法的破损路面状况评价方法。应用该方法对调查路段的破损路面状况进行等级划分,并基于不同破损路面状况等级路段调查的交通流参数,分析破损路面对饱和车头时距和平均行程车速的影响。引入破损路面修正系数的概念,得到不同破损路面状况等级对应的路段通行能力修正系数,并给出不同破损路面状况等级对应的城市道路路段通行能力推荐值。     

基于模糊复合物元法的水泥路面性能评价

分析了现行水泥路面养护技术规范, 提出了适用于旧水泥混凝土路面养护和罩面需求的水泥路面性能评价指标体系和评价方法。采用路面状况指数、行驶质量指数和国际摩阻系数等指标评价路面的使用性能, 采用断板率、基层顶面当量回弹模量、接缝传荷能力和板底脱空率等指标评价路面的结构状况。考虑到各评价指标分级的模糊性, 应用模糊物元分析法建立了多指标的路面状况评定方法, 其中的权重确定综合了AHP法和熵值法, 以求同时反映评价分级的主观性和实测数据的客观性。分析结果表明: 实际路段的路面性能对应“中”的关联度最大(0.562 4), 对应“次”的关联度次之(0.319 4), 根据最大关联度原则, 该路段的路面性能属于“中”级偏“次”, 与实际情况相符, 表明评价指标体系和方法可行。     

路面不平度等级评价指标的建立及量化分析

针对我国路面不平度等级评价的粗略性和概括性,选择车身加速度均方根值(RMSVA)、动载系数(Kd)和跳车概率作为评价指标,定量地分析了各路面等级下评价指标的变化规律。研究表明:随着路面不平度等级的降低,RMSVA、K_d和跳车概率均出现非线性增大的趋势。当路面不平度等级低于C级时,此时由路面不平整引起的较剧烈的车路振动,正是影响行车舒适度和造成路面疲劳破坏的重要原因。     

高速公路路面状态对交通安全的影响评价

选取路面损坏状况指数和路面抗滑性能指数作为路面状态的表征指标,速度标准差系数作为交通流表征指标间接反映交通安全状态。在考虑交通量影响的情况下,仿真模拟实际路段沿线交通流速度标准差系数的变化情况,结合已有的路面检测数据,建立高速公路路面状态对交通安全的影响评价模型,并提出了影响分级标准。基于提出的模型,开发了一套评价软件,以沪宁高速公路为应用实例进行分析。结果表明：本文所构建的关系模型可准确评价高速公路路面状态对交通安全的影响。     

基于物元模型的乌奎高速路面使用性能评价

通过采用层次分析法确定路面评价各项指标权重,建立物元模型对G30连霍高速公路乌鲁木齐至奎屯段的路面使用性能进行评价。应用关联函数,计算得出待评路段与各评价等级之间的关联度,依据关联度数值大小定量判断待评路段等级。结果表明:对于同样的评价指标PCI、PSSI、RQI、SRI、RDI,物元模型与规范综合评定PQI分别得到的评价结果存在较大差异。经实地验证物元模型得到的评价结果更切合路况实际。针对所选取路段出现的路面病害,提出一些防治措施。     

刚性路面损坏状况的AHP—FUZZY评价

刚性路面损坏状况评价是刚性路面管理系统的重要部分.是公路养护管理部门养护管理决策的重要依据.本文依据国内外刚性路面损坏状况评价的有关成果,提出了评价刚性路面损坏状况的指标体系,并利用层次分析法构造了指标体系权重计算的AHP模型,从而确定了指标权重,最后采用模糊数学方法建立刚性路面损坏状况综合评价Fuzzy模型.     

刚性路面损坏状况的AHP-FUZZY评价

刚性路面损坏状况评价是刚性路面管理系统的重要部分.是公路养护管理部门养护管理决策的重要依据.本文依据国内外刚性路面损坏状况评价的有关成果,提出了评价刚性路面损坏状况的指标体系,并利用层次分析法构造了指标体系权重计算的AHP模型,从而确定了指标权重,最后采用模糊数学方法建立刚性路面损坏状况综合评价Fuzzy模型.     

沥青路面预防性养护时机综合评价指标体系

为了合理确定沥青路面预防性养护措施的最佳实施时机, 分析了沥青路面使用性能评价指标与预防性养护工程特点, 建立了基于路面状况指数、行驶质量指数、抗滑系数及车辙的路面使用性能综合评价指标体系。考虑到不同路面所处的地理环境及所承担的荷载组合与交通量的差异, 根据道路的实际状况, 应用灰色关联度理论确定各分项指标的权重。某高速公路4个单项指标的权重系数计算结果分别为0.27、0.21、0.25与0.27, 表明增加的车辙指标是反映沥青路面使用初期特点的控制指标, 确定的分指标权重值可使预防性养护时机的选择更具针对性。     

基于人-车-路五自由度振动模型的路面平整度评价方法

为了准确评价路面的行车舒适性, 以乘客的竖向加权加速度均方根值作为平整度评价指标, 采用五自由度振动模型, 考虑车路耦合, 用传递矩阵法进行了人-车-路相互作用分析, 研究了车速、车架转动惯量、座椅刚度系数和阻尼系数以及轮胎的刚度系数对加权加速度均方根值的影响, 并建立了基于人-车-路相互作用的路面平整度评价方法。算例结果表明: A、B、C、D四个等级路面的加权加速度均方根值分别为0.3812、0.7963、1.2320和2.9706 m.s^-2, 舒适性评价分级与路面分级时的主观评价分级相一致; 相对于现有方法, 该方法考虑了不同路面类型和行车速度的影响, 体现了车辆的转动, 可评价货车行驶的舒适性。     

路面破损状况检测、评价、预测与管理系统研究进展

高效而准确地对路面破损状况进行评价分析,是路面养护管理的基础和关键。本文对路面破损的数据采集关键技术、评价指标与方法、预测和数据库决策支持系统4个方面进行综述,分析了现有技术和方法的利弊,指出了粗放化管理的问题,提出了建立路面破损状况信息环境的展望。该法有利于建立从数据采集、破损评价分析到预测管理的一整套有机体系,全面准确地掌握路面破损状况。     

基于模糊神经网络的高速公路路面质量评价

为提高高速公路沥青路面使用质量的评价精度,将T-S模糊理论与BP神经网络相结合,以高速公路沥青路面的路面状况指数、路面结构强度指数、道路行驶质量指数和路面抗滑性能指数4个检测指标作为输入变量,根据模糊推理规则构建路面质量评价的非线性映射关系,路面检测指标经过模糊神经网络的学习和训练,直至网络输出与期望输出的误差达到最小,去模糊化后得到各路段的精确评价结果,建立了路面使用质量的综合评价模型.用实际检测数据对该模型进行了验证,结果表明:该模型具有模糊系统的逻辑推理能力和神经网络的定量数据处理能力,通过本文方法仿真得到的路面质量的综合评价结果,与期望值的相对误差小于2.1%.      

机场水泥混凝土道面使用寿命的改进灰色预测模型

为了准确预测机场水泥混凝土道面使用寿命,根据道面的使用性能特点,确定道面破损度为道面使用寿命的控制指标.采用灰色系统理论建立了道面使用寿命灰色预测模型,利用计算原点残差的方法检验模型的精度,并采用数据序列中最近时间点的实测值为求解的初始条件改进模型求解过程.研究结果表明:机场水泥混凝土道面破损度与道面使用时间呈指数型递增关系,道面剩余使用寿命随使用时间呈指数型衰减;道面破损度预测值与实测值的误差不超过5%,因此,该模型有效,可用于定期检测的道面.     

西南山区公路沥青路面性能评价指标研究

对重庆地区公路沥青路面使用性能进行调研检测,利用现有的评价指标对调查路段的路面破损状况和路面行驶质量进行了评价.在此基础上,结合该地区高温多雨的气候特征和路面使用坏境,对路面使用性能评价指标中的路面状况指数PCI和路面结构承载力指数PSSI进行完善和修订,以便因地制宜对西南山区公路沥青路面使用性能进行科学评价.     

基于人-车-路三自由度振动模型的路面平整度评价方法

为了更准确地评价路面的行车舒适性,以乘客的竖向加权加速度均方根值作为平整度评价指标,将人-车-路组成的系统简化成三自由度振动模型,依据牛顿法建立了振动微分方程,采用传递矩阵法对其进行了求解,进而建立了考虑人-车-路相互作用的路面平整度评价方法。结果表明,该评价方法能考虑不同路面类型以及公路等级的影响,对于不同等级路面的评价结果与实际情况一致,而国际平整度指数、功率谱密度和平整度标准差在部分工况下不能很好地描述路面的舒适性。