路面管理系統(tǒng)第4章(參考版)
2025-01-15 16:06本頁(yè)面
【正文】 即確定處于某一狀態(tài)的路面在采取適宜的改建措施后，其路況從原有狀態(tài)上升到哪一個(gè)狀態(tài)（依據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)或?qū)崪y(cè)） 第 41 頁(yè) 共 42 頁(yè) 長(zhǎng)沙理工大學(xué) 公路工程學(xué)院 2022年 2月 9日 3時(shí) 50分 模型的局限性和模型的發(fā)展 ?力學(xué)模型和力學(xué) 經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ? ? 有較為成熟的理論基礎(chǔ)，能夠不同程度地反映使用性能變化的實(shí)質(zhì)，因而具有較好的外推性能，預(yù)估精度高，很適宜于項(xiàng)目級(jí)管理 ?經(jīng)驗(yàn) (回歸 )模型 ? 尋求的是對(duì)現(xiàn)有數(shù)據(jù)的最佳擬合 ? 建立經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蜁r(shí)，由于建模人員沒有或很少有實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，所建模型容易出現(xiàn)一些偏差或錯(cuò)誤 ? 難以準(zhǔn)確反映使用性能隨時(shí)間的變化 ? 除非能夠滿足所有物理和數(shù)學(xué)的邊界條件和廣泛的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，否則不能保證進(jìn)行可靠的預(yù)估 ? 通常適用于精度要求不高的網(wǎng)級(jí)管理系統(tǒng) 第 42 頁(yè) 共 42 頁(yè) 長(zhǎng)沙理工大學(xué) 公路工程學(xué)院 2022年 2月 9日 3時(shí) 50分 模型的局限性和模型的發(fā)展 ?力學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)是建立使用性能預(yù)估模型的兩個(gè)支柱 ?長(zhǎng)期而廣泛的數(shù)據(jù)的積累則是建模的基礎(chǔ) ?力學(xué)和力學(xué) — 經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ鸵蚱渌铇?biāo)定數(shù)據(jù)不多和較好的外推性能，將是用于項(xiàng)目級(jí)管理活動(dòng)中費(fèi)用－效果最佳的預(yù)估模型 ?概率型模型則是網(wǎng)級(jí)管理系統(tǒng)發(fā)展的主流 。（以反映荷載因素和環(huán)境等非荷載因素對(duì)路面使用性能的共同影響） 第 32 頁(yè) 共 42 頁(yè) 長(zhǎng)沙理工大學(xué) 公路工程學(xué)院 2022年 2月 9日 3時(shí) 50分 二、概率型模型的建模方法 ?馬爾可夫概率模型的特點(diǎn)： ? 能夠反映荷載、環(huán)境、材料和養(yǎng)護(hù)水平等因素的變異性所導(dǎo)致的使用性能變化的不確定性，使預(yù)估結(jié)果更吻合實(shí)際 ? 作為變起點(diǎn)模型，能夠依據(jù)最近的路段信息，對(duì)未來(lái)使用性能的變化作出預(yù)估，精度得到提高 ? 不僅可以用于預(yù)估某一路段的使用性能變化，而且也能對(duì)路網(wǎng)的整體性能做出預(yù)估 ? 模型能夠隨路況信息的積累而不斷更新；模型的結(jié)構(gòu)能夠與網(wǎng)級(jí)動(dòng)態(tài)優(yōu)化方法達(dá)成最大程度的協(xié)調(diào)和統(tǒng)一 第 33 頁(yè) 共 42 頁(yè) 長(zhǎng)沙理工大學(xué) 公路工程學(xué)院 2022年 2月 9日 3時(shí) 50分 第三節(jié) 建模技術(shù) ?一、建模的數(shù)據(jù)基礎(chǔ) ? 建模所需數(shù)據(jù)類型包括： ?設(shè)計(jì)和施工數(shù)據(jù) ? 路段標(biāo)識(shí)、道路等級(jí)、幾何參數(shù)、路面結(jié)構(gòu)和厚度、所用材料及路基土的性能參數(shù)等 ?養(yǎng)護(hù)和改建數(shù)據(jù) ? 曾采取過的養(yǎng)護(hù)和改建措施的類型、時(shí)間和費(fèi)用等 ?使用性能監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù) ? 路面損壞狀況、結(jié)構(gòu)承載力、行駛質(zhì)量和抗滑性能等 ?交通數(shù)據(jù) ? 交通 (日交通量、車型組成和交通增長(zhǎng)率等 )和標(biāo)準(zhǔn)軸載數(shù) (軸型、軸重和日軸載作用次數(shù)等 )。 ? 不同的路面具有不同的轉(zhuǎn)移概率，故應(yīng)將路網(wǎng)劃分為具有某種程度共性的子網(wǎng)，為每個(gè)子網(wǎng)建立轉(zhuǎn)移概率矩陣 tijP()ttijPp?第 30 頁(yè) 共 42 頁(yè) 長(zhǎng)沙理工大學(xué) 公路工程學(xué)院 2022年 2月 9日 3時(shí) 50分 二、概率型模型的建模方法 ?轉(zhuǎn)移概率矩陣的建立方法 ? 經(jīng)驗(yàn)判斷 ?根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，可靠性較差 ?可逐步修正完善 ?缺少路況觀測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)可作臨時(shí)變通方法 ? 統(tǒng)計(jì)分析 ?具備數(shù)年路況監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù) 。 ? 所以，有必要研究概率型模型的建模方法，以建立能夠表達(dá)使用性能不確定性變化的概率型模型，供路面管理系統(tǒng)尤其是網(wǎng)級(jí)管理系統(tǒng)使用 ?概率型模型： ? 殘存曲線模型 ? 馬爾可夫模型 （應(yīng)用較多，較為完善） ? 半馬爾可夫模型 第 29 頁(yè) 共 42 頁(yè) 長(zhǎng)沙理工大學(xué) 公路工程學(xué)院 2022年 2月 9日 3時(shí) 50分 二、概率型模型的建模方法 ? 馬爾可夫過程建模的步驟 ? 選擇使用性能變量，定義路況狀態(tài) ?可采用綜合指標(biāo)（如 PSI、 PCI等），也可采用開裂、平整度等單項(xiàng)指標(biāo) ?使用性能變量，按其變化范圍劃分為若干個(gè)離散等級(jí)，稱作路況狀態(tài) ? 為不同路面類型或各種養(yǎng)護(hù)和改建措施分別提出轉(zhuǎn)移概率矩陣 ?在某時(shí)段，處于不同狀態(tài)的路段的百分率（概率），稱為該時(shí)段的狀態(tài)矢量陣。 ? 若所選用的使用性能參數(shù)是較綜合的指標(biāo)，如 PSI和 PCI等，適用于網(wǎng)級(jí)系統(tǒng)；若選用單項(xiàng)結(jié)構(gòu)性能或功能性能指標(biāo)，如開裂、車轍和平整度等，則較適用于項(xiàng)目級(jí)系統(tǒng) 第 28 頁(yè) 共 42 頁(yè) 長(zhǎng)沙理工大學(xué) 公路工程學(xué)院 2022年 2月 9日 3時(shí) 50分 二、概率型模型的建模方法 ?確定型模型的缺點(diǎn)： ? 影響路面使用性能變化的因素都具有不同程度的變異性，因而使用性能變化的速率是不確定的。 ? 利用逐步同歸分析方法，對(duì)分布在全國(guó)各地的 37個(gè)空軍基地的道面狀況進(jìn)行分析后，整理得到 PCI的預(yù)估方程 y— 路面建成或新近一次加鋪后的年數(shù)； yc— 路面建成后到新近一次加鋪之間的年數(shù)； as— 同路面總厚、路基 CBR值、當(dāng)量單輪的接觸面積和接觸壓
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