路面管理系統(tǒng)第4章(已修改)
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【正文】 路面管理系統(tǒng) 長沙理工大學公路工程學院道路二室 巨鎖基 Tel： 13054170202 Email： 第 1 頁 共 42 頁 長沙理工大學 公路工程學院 2022年 2月 9日 3時 50分 第四章 路面使用性能預估 ?路面在使用過程中，其使用性能會隨時間或行車荷載作用次數(shù)的增加而逐漸變壞。當損壞達到某一預定標準時，路面就應該或需要采取 改建措施 以恢復和提高其使用性能。 ? WHERE？（哪一段） ? WHEN? （時間） ? WHAT? （措施） ?需要預先估計路面在采用新建、設加鋪層或其它各種養(yǎng)護和改建對策后，其使用性能隨時間或軸載作用次數(shù)的變化規(guī)律 第 2 頁 共 42 頁 長沙理工大學 公路工程學院 2022年 2月 9日 3時 50分 第四章 路面使用性能預估 ? 本章要學習的內容 ? 路面使用性能模型的概念 ? 路面使用性能模型建模方法和步驟 ? 各種建模方法的特點和適用條件 第 3 頁 共 42 頁 長沙理工大學 公路工程學院 2022年 2月 9日 3時 50分 第一節(jié) 使用性能模型的概念 ?各級管理系統(tǒng)需要不同的使用性能指標和預估模型 ? 在項目級系統(tǒng)中，使用性能可以用單項的路面損壞 (如開裂、車轍等 )指標予以定義；或者用行駛質量指數(shù) (平整度 )、抗滑能力、路面狀況指數(shù)、路面損壞率等定義。 ? 網(wǎng)級系統(tǒng)中，使用性能不僅用各個項目的狀況和趨勢表征，而且還用路網(wǎng)的總的狀況以及各類型和各等級道路的使用性能水平表征。這時，往往需要采用綜合性的指標 第 4 頁 共 42 頁 長沙理工大學 公路工程學院 2022年 2月 9日 3時 50分 一、使用性能模型的類型 ? 二種基本類型： ? 確定型 ?基本反應模型 ?結構性能模型 ?功能性能模型 ?使用壽命模型 ? 概率型 ?殘存曲線模型 ?馬爾可夫（ Markov）模型 ?半馬爾可夫模型 第 5 頁 共 42 頁 長沙理工大學 公路工程學院 2022年 2月 9日 3時 50分 一、使用性能模型的類型 ?基本反應模型 ? 預估路面在荷載和氣候因素作用下的基本反應，如彎沉、應力和應變等 ? 可通過經(jīng)驗法、力學法或力學 — 經(jīng)驗法，并通過應用野外觀測數(shù)據(jù)進行標定后建模 ?結構性能模型 ? 結構性能模型既可以預估路面各種單項損壞，如開裂、車轍等；也可以預估路面的綜合損壞狀況，如路面狀況指數(shù) PCI等 ? 多采用力學 — 經(jīng)驗法或經(jīng)驗法建模 第 6 頁 共 42 頁 長沙理工大學 公路工程學院 2022年 2月 9日 3時 50分 一、使用性能模型的類型 ?功能性能模型 ? 功能性能模型用于預估路面行駛質量指數(shù) RQI或現(xiàn)時服務能力指數(shù) PSI、表面抗滑性等。這些指標同使用者的舒適性、安全性和經(jīng)濟性密切相關 ? 可采用力學 — 經(jīng)驗法或經(jīng)驗法建模 ?使用壽命模型 ? 這類模型用于預估路面達到某預定損壞狀況或服務水平時的使用壽命。 ? 如選用軸載作用次數(shù)指標，則適用于設計路面的養(yǎng)護和改建方案；如選用時間指標，則較多用于路面各種養(yǎng)護和改建方案之間的經(jīng)濟評價 ? 可分別采用力學 — 經(jīng)驗法和經(jīng)驗法建模 第 7 頁 共 42 頁 長沙理工大學 公路工程學院 2022年 2月 9日 3時 50分 一、使用性能模型的類型 ? 殘存曲線模型 ? 殘存曲線是路網(wǎng)內已使用若干年 (或作用次數(shù) )而仍不需重大養(yǎng)護或改建的路面的殘存比例隨時間的變化曲線 ? 多用于設計路網(wǎng)內路面的養(yǎng)護和改建方案 ? 可以根據(jù)公路部門保存的有關路面修建、養(yǎng)護和改建活動的歷史記錄，確定新建或改建后每年需養(yǎng)護或改建的路面的比例后得到 第 8 頁 共 42 頁 長沙理工大學 公路工程學院 2022年 2月 9日 3時 50分 一、使用性能模型的類型 ?馬爾可夫模型 ? 核心內容：狀態(tài)轉移矩陣 ?表示路網(wǎng)內一組具有相同屬性 (結構、交通等級、使用年齡和環(huán)境因素等方面相同 )的路面，其使用性能指標在預定時段內從某一狀態(tài)轉移到另一狀態(tài)的概率 ? 假設： ?路面使用性能指標存在著有限個狀態(tài) ?路面使用性能從某一狀態(tài)轉移到另一狀態(tài)的概率只與當前的狀態(tài)有關，而與以前的狀態(tài)無關 ?轉移過程是靜態(tài)的，亦即轉移概率不隨時間變化。在許多情況下，這 — 假設不能成立 第 9 頁 共 42 頁 長沙理工大學 公路工程學院 2022年 2月 9日 3時 50分 一、使用性能模型的類型 ? 馬爾可夫過程描述了在轉移之前和之后路面處于各個狀態(tài)的概率 ? 在上述假設有效的情況下，轉移矩陣可以可靠地用以模擬路網(wǎng)內同組路面的總的使用性能 第 10
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