沥青路面使用性能评价方法的对比分析

1、 第一章 研究背景和目的 第二章 路面使用性能评价 第三章 各种方法的优缺点分析 第四章 最适合的评价方法 第五章 结论 沥青路面使用性能评价 路面使用性能评价是依据所采集到的路面状况数据，对满足路面性能使用要求的程度作出判断。利用这一判断，可以了解路网的服务水平，判别路面内需要采取养护和改建措施的路段，为之选择相应的养护或改建对策。路面使用性能具有多方面属性，各自从不同的侧面满足使用要求。因而，对路面使用性能的评价系按单项使用性能属性进行，如行驶质量评价、损坏状况评价、结构承载能力评价或抗滑能力评价。然而，有时为了使路网或各个路段的使用性能具有可比性，还采用了一个综合评价指标，把各项使用性能

2、属性的评价组合在一起。 单项指标评价路面状况指数行驶舒适性指数结构强度指数抗滑性能指数回归模型 灰色聚类模型物元模型模糊数学模型属性数学模型N 为给定事物的名称，它关于特征C的量值为V，以有序三元RN,C,V组作为描述事物的基本元，简称物元，事物的名称，特征和量值是描述事物的三要素，一个事物有多个特征，如果事物N以几个特征C1,C2,Cn和相应的量值V1,V2, Vn描述，则表述为 这时，称R为n维物元，简记为R=(N,C,V)。 nnnRRRVCVCVCNR212211,确定经典域和节域（1）确定经典域:令Rj=(Nj,Ci,Vji)= （2）确定节域：令Rp=(Np,Ci,Vpi)= =j

3、nnjjjVCVCVCN2211,jnjnnjjjjjbaCbaCbaCN,222111pnnpppVCVCVCN2211,pnpnnppppbaCbaCbaCNp,222111确定待评物元：对待评价的道路，把所检测到的各分项指标值用物元 R0= 表示，称为路况的待评物元。其中，N0为待评的道路；v0i为N0关于ci所取的量值，即待评价道路的实际指标值。 nnvcvcvcN00220110确定待评价道路关于各路况等级的关联度(1) 距的计算点x0 与有限实区间X =a , b的距为 ( x0 , X) = 采用距的概念可以较好的解决实际数据落在等级标准区间中何处位置的问题。220abbaxbx

4、xa002200baxbax (2) 关联函数K( x) 的计算 根据距计算关联函数值 Kj(xi)= 其意义为待评道路在第i 个分项状况上属于等级j的程度。对于每个分项状况指标ci , 若其权 系数为ai ,则令Kj( X0 ) = 式中: Kj( X0 ) 为待评价道路关于路况等级j 的关联度。 jijiijiipiijiiXXxXxXxXx),(),(),(),(0000jiijiiXxXx00niijixKa1)(路况等级的综合评定 若Kj0(X0) = maxKj(X0) , j0 (1 , 2 , , m) ,则判定X0 属于等级j0 。直接利用已制定出的各分项路况等级标准, 以K

5、j( xi ) 为基础,采用关联度来进行等级识别。此外,关联度的大小还反映出待评道路路况符合某等级标准的程度:数值越大,符合程度越高;若对一切j , Kj( X0 ) 0 ,表示该路段的路况已不在所划分的优、良、中、次、差等级之内,应当重新加以识别。路面管理系统方法发展至今，研究人员为了将有限的资金运用到最需要养护的路段，研究发展了各种评价方法。本论文对这些部分的评价方法欲进行筛选，这就需要验证所采用的方法是否是合理的，需要用实际的数据进行验证。第二章介绍了各种评价方法的原理以及如何应用到路况评价中，针对这些评价方法我们使用Visual Basic语言编写程序以便对各段路况进行评价，即节省了时

6、间，又提高了准确性。同时在进行评价时，我们也对各个评价方法进行了验证。通过这些验证结果我们就可以对以上评价方法进行分析、对比，找出合理并与实际路况更加符合的评价方法。现验证如下，取葫芦岛市2004年10月份采集的数据，其中抽取102国道前30个路段和213省道的10个路段进行验证：各种评价方法之优缺点分析在论文中将各种评价方法进行了验证，随后进行了比较。由于有些评价方法在当前还存在不足之处，因此评价的结果会与实际路况有所出入，因此需要对这些评价方法进行优缺点分析，更加深入的了解这些方法的实质。 l回归模型方法优缺点l灰色模型方法优缺点l模糊数学方法优缺点l属性数学方法优缺点l物元模型数学优缺点

7、基于属性数学的路面使用性能评价方法规范里的常规综合评价方法评价结果只是一个点值,强制打分虽有等级划分但强制将事物变化区间截割分段对于属于评价等级的程度未做描述分析。属性综合评价具有能够描述属于评价等级程度的优点。属性综合评价的模型单指标属性测度函数满足Lxjk 0, 并且满足可加性，加权综合使得信息利用充分, 判别的准则也不一样, 使用置信度准则。而且置信度的取值大小对评价结果有着至关重要的作用，如果置信度选取不合适，则评价结果就会出现较大的误差。 基于物元模型的路面使用性能评价方法物元分析法是可拓分析的基本理论在路面使用性能评价领域的应用。针对路面性能各项评价指标的不相容性,有人提出利用物元

8、分析法来解决这一问题。物元分析法是根据各级评价标准建立经典域物元矩阵,根据道路路况等级的全体建立节域物元矩阵,然后建立各评价指标对不同标准级别的关联函数,取关联度最大值对应级别即为所评价路况级别。关联函数与灰色评价法的关联度及模糊评价法隶属度的区别在于,建立在可拓集合基础上的取值区间拓宽到实数轴,可拓集合的关联函数可用代数式表示,这就使得解决不相容问题能够定量化,有助于从变化角度识别变化中的事物,更能反映事物的状态,具有较高的分辨率,可进行优劣排序。(1) 由于关系函数确定了正域、负域和零界,因此,可以更精细地反映一个对象所处的状态,同时零界的引入为描述事物由量变到质变提供了一个有效的工具.(

9、2) 由于可拓集合能描述可变性，在这里我们并不僵化具体数值. 比如关联函数的值在零界上,其发展趋势可能朝大于零或小于零的方向发展,也可能继续停留在零界上。在这里,人的主观能动性将起作用.(3) 关联函数取值在( - , + ) ,这为我们将对象的评价量化带来方便。这一特点也是模糊数学方法所不具备的。 在模糊综合评价中,由于受到取值在0 ,1 的限制,或者不能给我们以明确的信号;或者当达到一定程度后,将不再反映程度的加剧. 例如,关于相对强弱指标,模糊数学可以通过如下两种方式建立其隶属函数。 50100501xxx10050500 xx02575252502xxx 7575505025250 x

10、xxx 显然,在点x = 75 ,点x = 25 , 均不能给我们以明确信号;当强弱指标的值小于25或大于75 时,均不再反映其变化,显然是不合情理的。 在可拓学中通过建立关联函数K(x) 就可以克服上述缺点。物元评价也不必对评价指标进行量纲化处理因而提高了精确度。 ,2575,2525)(xxxK5050 xxpijiijijiijijiiijXXxXXxXXxxK),(),(1),()(0000jiijiijijijijiijiXxbxbabaxa00022 )(min)(max)(min)()(PKPKPKPKPKJjjjJjJj 51)()(jjjJPKPKKK 51)(jjKKjPH

11、 结论路况评价是路面管理的核心，只有准确的对路况进行评价，才能对症下药采取正确的养护措施，达到事半功倍的效果。从路况评价方法的研究分析中可以得到如下结论（1）随着我国公路建设的发展，科研工作者采用了各种各样的评价方法，但是现有的评价方法良莠不齐，有的与实际路况比较贴近，有的确差别较多，因此需要进一步改进这些评价方法。（2）对于灰色评价方法，算法清晰明确，且单个指标的无量纲化处理要合理，如果隶属函数选择准确，不失为一种不错的评价方法。（3）对于模糊数学评价方法，由于取大取小的运算丧失了很多中间信息，使评价结果出现偏差，因此通过改进模型才可使次方法可用。改进的模型可以是M(,)型。（4）对于属性数

12、学评价方法，实质上是对模糊数学方法的一种改进。 （5）本论文所提出的物元模型评价方法并利用层次分析法对规范综合评价模型中的权系数做了合理的计算，这些通过大量的路段数据验证是可行的，因此无论从理论上还是从实际上都是比较合理的评价方法，用来进行路况评价是合理，可行的。展望经过一年多的资料搜集和学习研究后可以看到：(1)目前公路单位路况调查的方法不太科学，劳动量太大，调查数据的准确性有待进一步提高。随着社会的进步、科技的发展，高效率检测仪器的研制与科学调查诊断方法的研究是路面检测的一个重要发展方向。 (2)鉴于目前常用的评价指标不满足公路工程发展的需要，各种新的、更科学的评价指标将会不断的出现。 (3)路面是一个复杂的体系，其各个评价指标之间也有着复杂的联系，而且各个指标自身也有着各自的特点。研究、弄清各个评价指标自身的特点以及各个指标问的联系对于路面工程的发展有着一定的促进作用。因此，在研究新的指标的同时，对指标本身进行分析研究也是路面评价发展的一个方向。 (4)针对目前评价模型的缺陷与不足，将一些新的思想与方法引入到公路工程，与公路工程专业知识相结合，建立新的路面使用性能评价模型，这是路面使用性能评价重要的发展方向。 （5）最后对本论