路面管理系統(tǒng)第4章-預(yù)覽頁
【正文】 日 3時 50分 第四章 路面使用性能預(yù)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。 ? 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。在許多情況下，這 — 假設(shè)不能成立 第 9 頁 共 42 頁 長沙理工大學(xué) 公路工程學(xué)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(zhuǎn)移之前和之后路面處于各個狀態(tài)的概率 ? 在上述假設(shè)有效的情況下，轉(zhuǎn)移矩陣可以可靠地用以模擬路網(wǎng)內(nèi)同組路面的總的使用性能 第 10 頁 共 42 頁 長沙理工大學(xué) 公路工程學(xué)院 2022年 2月 9日 3時 50分 一、使用性能模型的類型 ?半馬爾可夫模型 ? 除了假設(shè)轉(zhuǎn)移過程僅在某一小時段內(nèi)是靜態(tài)的之外，在其它方面部和馬爾可夫模型相同 ? 由于它承認(rèn)路面狀況及氣候和交通的變化都能引起轉(zhuǎn)移過程的改變，因此更吻合實際情況 第 11 頁 共 42 頁 長沙理工大學(xué) 公路工程學(xué)院 2022年 2月 9日 3時 50分 一、使用性能模型的類型 ?各種使用性能模型的建模方法和適用的場合 第 12 頁 共 42 頁 長沙理工大學(xué) 公路工程學(xué)院 2022年 2月 9日 3時 50分 二、影響使用性能的因素 ?影響路面使用性能衰變的因素較多，在建立使用性能預(yù)估模型時，要充分考慮這些因素的影響特性或機(jī)理 ? 路基路面結(jié)構(gòu) ? 交通荷載 ? 環(huán)境 ? 施工質(zhì)量 ? 養(yǎng)護(hù)水平 第 13 頁 共 42 頁 長沙理工大學(xué) 公路工程學(xué)院 2022年 2月 9日 3時 50分 二、影響使用性能的因素 ?路面結(jié)構(gòu) ? 在相同條件下，采用不同改建措施 (如瀝青混凝土加鋪層、瀝青表處等 )修建的路面，具有不同的使用性能變化特性 ? 內(nèi)因，決定性 ? 項目級使用性能模型 ?多用于確定項目 (路段 )的設(shè)計方案，需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析 ?常把路面各結(jié)構(gòu)層的模量和厚度選作使用性能的影響變量 ? 網(wǎng)級使用性能模型 ?并不用于設(shè)計項目的結(jié)構(gòu)方案，可采用按材料性能 (如柔性和半剛性基層 )和厚度 (如薄和厚面目 )分類的方法，考慮路面結(jié)構(gòu)的影響 第 14 頁 共 42 頁 長沙理工大學(xué) 公路工程學(xué)院 2022年 2月 9日 3時 50分 二、影響使用性能的因素 ? 交通和環(huán)境因素 ? 交通荷載和環(huán)境的共同作用是使路面使用性能衰變的主要肇因。通過室內(nèi)試驗和 (或 )野外觀測建立路面反應(yīng) (應(yīng)力、應(yīng)變或位移等 )同達(dá)到損壞時的標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)的經(jīng)驗關(guān)系 （例，下頁） 第 19 頁 共 42 頁 長沙理工大學(xué) 公路工程學(xué)院 2022年 2月 9日 3時 50分 一、確定型模型的建模方法 ?路面結(jié)構(gòu)設(shè)計方法中的疲勞方程 ? 美國瀝青協(xié)會的瀝青路面設(shè)計方法： ?根據(jù)室內(nèi)小梁疲勞試驗結(jié)果，并按 AASHO試驗驗路觀測資料進(jìn)行調(diào)整后得到輪跡帶開裂量為 10％以下時瀝青混凝土面層的疲勞方程 ? 利用上述疲勞方程就可以按路面反應(yīng)的實際級位預(yù)估路面的使用壽命，或者預(yù)估路面使用性能的衰變速率。避開了力學(xué) 經(jīng)驗法復(fù)雜的結(jié)構(gòu)分析 ? AASHO試驗路 — PSI預(yù)估公式 ? 可以預(yù)估路面服務(wù)能力隨荷載作用而下降的速率 ? 應(yīng)用受到了 AASHO試驗路的特定環(huán)境和特定荷載作用條件的限制 ，可予修正（環(huán)境、路面老化、日常養(yǎng)護(hù)水平） 第 24 頁 共 42 頁 長沙理工大學(xué) 公路工程學(xué)院 2022年 2月 9日 3時 50分 一、確定型模型的建模方法 ?經(jīng)驗法：美國空軍 PAVER管理系統(tǒng) ? 采用路面狀況指數(shù) PCI作為使用性能變量。顯然，確定型模型無法反映使用性能變化速率的這種不確定性，因而并不能保證得到可靠預(yù)估。采用統(tǒng)計分析方法 ?可靠性主要取決于路況數(shù)據(jù)監(jiān)測時期的長短和數(shù)據(jù)采集的精度 ?邏輯簡單，易于理解接受，但數(shù)據(jù)采集工作量大，周期長，費用高 ? 回歸分析 ?有限的路況數(shù)據(jù) ，不足以采用統(tǒng)計分析建立可靠的轉(zhuǎn)移概率矩陣 第 31 頁 共 42 頁 長沙理工大學(xué) 公路工程學(xué)院 2022年 2月 9日 3時 50分 二、概率型模型的建模方法 ?回歸分析方法建立概率模型案例 ? 美國亞利桑那州路面管理系統(tǒng) ?使用性能變量：平整度、開裂量 ?使用性能影響變量：現(xiàn)有平整度、現(xiàn)有開裂量、上一年開裂量的變化、初裂指數(shù) ? 北京市公路瀝青路面管理系統(tǒng) ?路網(wǎng)按基層類型、面層厚度和交通量等級劃分 2 2 4＝ 16個子網(wǎng) ?使用性能變量：路況指數(shù) PCI、行駛質(zhì)量指數(shù) RQI和結(jié)構(gòu)能力(以路表彎沉和現(xiàn)有交通量共同表征 ) ?使用性能影響變量：路面使用年
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