1、路面管理系統(tǒng)長沙理工大學(xué)公路工程學(xué)院道路二室巨鎖基Tel-mail：jusuojisina路面管理系統(tǒng)長沙理工大學(xué)公路工程學(xué)院道路二室第四章 路面使用性能預(yù)估路面在使用過程中，其使用性能會(huì)隨時(shí)間或行車荷載作用次數(shù)的增加而逐漸變壞。當(dāng)損壞達(dá)到某一預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，路面就應(yīng)該或需要采取改建措施以恢復(fù)和提高其使用性能。WHERE？（哪一段）WHEN? （時(shí)間）WHAT? （措施）需要預(yù)先估計(jì)路面在采用新建、設(shè)加鋪層或其它各種養(yǎng)護(hù)和改建對(duì)策后，其使用性能隨時(shí)間或軸載作用次數(shù)的變化規(guī)律 長沙理工大學(xué) 公路工程學(xué)院第四章 路面使用性能預(yù)估路面在使用過程中，其使用性能會(huì)隨時(shí)間第四章 路面

2、使用性能預(yù)估本章要學(xué)習(xí)的內(nèi)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(diǎn)和適用條件 長沙理工大學(xué) 公路工程學(xué)院第四章 路面使用性能預(yù)估本章要學(xué)習(xí)的內(nèi)容長沙理工大學(xué) 公路第一節(jié) 使用性能模型的概念各級(jí)管理系統(tǒng)需要不同的使用性能指標(biāo)和預(yù)估模型在項(xiàng)目級(jí)系統(tǒng)中，使用性能可以用單項(xiàng)的路面損壞(如開裂、車轍等)指標(biāo)予以定義；或者用行駛質(zhì)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(jí)系統(tǒng)中，使用性能不僅用各個(gè)項(xiàng)目的狀況和趨勢(shì)表征，而且還用路網(wǎng)的總的狀況以及各類型和各等級(jí)道路的使用性能水平表征。這時(shí)，往往需要采用綜合性的指標(biāo) 長沙理工大學(xué) 公路工程學(xué)院第一節(jié) 使用

3、性能模型的概念各級(jí)管理系統(tǒng)需要不同的使用性能指標(biāo)一、使用性能模型的類型二種基本類型：確定型基本反應(yīng)模型結(jié)構(gòu)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長沙理工大學(xué) 公路工程學(xué)院一、使用性能模型的類型二種基本類型：長沙理工大學(xué) 公路工程一、使用性能模型的類型基本反應(yīng)模型預(yù)估路面在荷載和氣候因素作用下的基本反應(yīng)，如彎沉、應(yīng)力和應(yīng)變等可通過經(jīng)驗(yàn)法、力學(xué)法或力學(xué)經(jīng)驗(yàn)法，并通過應(yīng)用野外觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)定后建模 結(jié)構(gòu)性能模型結(jié)構(gòu)性能模型既可以預(yù)估路面各種單項(xiàng)損壞，如開裂、車轍等；也可以預(yù)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(xué)經(jīng)驗(yàn)法或經(jīng)驗(yàn)法建模

4、長沙理工大學(xué) 公路工程學(xué)院一、使用性能模型的類型基本反應(yīng)模型長沙理工大學(xué) 公路工程學(xué)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(yù)估路面行駛質(zhì)量指數(shù)RQI或現(xiàn)時(shí)服務(wù)能力指數(shù)PSI、表面抗滑性等。這些指標(biāo)同使用者的舒適性、安全性和經(jīng)濟(jì)性密切相關(guān)可采用力學(xué)經(jīng)驗(yàn)法或經(jīng)驗(yàn)法建模 使用壽命模型這類模型用于預(yù)估路面達(dá)到某預(yù)定損壞狀況或服務(wù)水平時(shí)的使用壽命。如選用軸載作用次數(shù)指標(biāo)，則適用于設(shè)計(jì)路面的養(yǎng)護(hù)和改建方案；如選用時(shí)間指標(biāo)，則較多用于路面各種養(yǎng)護(hù)和改建方案之間的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)可分別采用力學(xué)經(jīng)驗(yàn)法和經(jīng)驗(yàn)法建模 長沙理工大學(xué) 公路工程學(xué)院一、使用性能模型的類型功能性能模型長沙理工大學(xué) 公路工程學(xué)一、使用性

5、能模型的類型殘存曲線模型殘存曲線是路網(wǎng)內(nèi)已使用若干年(或作用次數(shù))而仍不需重大養(yǎng)護(hù)或改建的路面的殘存比例隨時(shí)間的變化曲線多用于設(shè)計(jì)路網(wǎng)內(nèi)路面的養(yǎng)護(hù)和改建方案可以根據(jù)公路部門保存的有關(guān)路面修建、養(yǎng)護(hù)和改建活動(dòng)的歷史記錄，確定新建或改建后每年需養(yǎng)護(hù)或改建的路面的比例后得到 長沙理工大學(xué) 公路工程學(xué)院一、使用性能模型的類型殘存曲線模型長沙理工大學(xué) 公路工程學(xué)一、使用性能模型的類型馬爾可夫模型核心內(nèi)容：狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣表示路網(wǎng)內(nèi)一組具有相同屬性(結(jié)構(gòu)、交通等級(jí)、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(biāo)在預(yù)定時(shí)段內(nèi)從某一狀態(tài)轉(zhuǎn)移到另一狀態(tài)的概率 假設(shè)：路面使用性能指標(biāo)存在著有限個(gè)狀態(tài)路面使用性能

6、從某一狀態(tài)轉(zhuǎn)移到另一狀態(tài)的概率只與當(dāng)前的狀態(tài)有關(guān)，而與以前的狀態(tài)無關(guān)轉(zhuǎn)移過程是靜態(tài)的，亦即轉(zhuǎn)移概率不隨時(shí)間變化。在許多情況下，這假設(shè)不能成立 長沙理工大學(xué) 公路工程學(xué)院一、使用性能模型的類型馬爾可夫模型長沙理工大學(xué) 公路工程學(xué)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(gè)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 長沙理工大學(xué) 公路工程學(xué)院一、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(shí)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

7、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(shí)際情況 長沙理工大學(xué) 公路工程學(xué)院一、使用性能模型的類型半馬爾可夫模型長沙理工大學(xué) 公路工程一、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(chǎng)合長沙理工大學(xué) 公路工程學(xué)院一、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(chǎng)合二、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(shí)，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)水平長沙理工大學(xué) 公路工程學(xué)院二、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

8、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(xiàng)目級(jí)使用性能模型多用于確定項(xiàng)目(路段)的設(shè)計(jì)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(jí)使用性能模型并不用于設(shè)計(jì)項(xiàng)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 長沙理工大學(xué) 公路工程學(xué)院二、影響使用性能的因素路面結(jié)構(gòu)長沙理工大學(xué) 公路工程學(xué)院二、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。外因項(xiàng)目級(jí)使用性能模型大多選用單項(xiàng)損壞指標(biāo)，以確定合理的改建對(duì)策和所需的結(jié)構(gòu)方案常把標(biāo)準(zhǔn)軸載累

9、計(jì)作用次數(shù)選作主要的影響變量，并適當(dāng)考慮環(huán)境因素(如溫度和濕度等)的作用網(wǎng)級(jí)使用性能模型多選用綜合指標(biāo)，而這些綜合指標(biāo)不僅包括交通荷載所導(dǎo)致的使用性能衰變的屬性，同時(shí)也蘊(yùn)含了環(huán)境等非荷載因素促使使用性能變壞的內(nèi)容在這種情況下，把交通分為若干等級(jí)，并選擇時(shí)間作為影響變量可較好地反映交通荷載和環(huán)境因素共同作用的結(jié)果 長沙理工大學(xué) 公路工程學(xué)院二、影響使用性能的因素交通和環(huán)境因素長沙理工大學(xué) 公路工程二、影響使用性能的因素施工質(zhì)量和養(yǎng)護(hù)水平施工質(zhì)量：同路面使用性能的衰變密切相關(guān)，尤其在路面竣工初期影響因素多，難以量化有區(qū)域類聚性，因而可按地區(qū)分別建立使用性能模型以反映其影響 養(yǎng)護(hù)水平定期養(yǎng)護(hù)，可在不

10、同程度上延緩路面使用性能的衰變。而不同的養(yǎng)護(hù)水平會(huì)對(duì)路面使用性能衰變的延緩作用有不同的影響 養(yǎng)護(hù)水平是養(yǎng)護(hù)技術(shù)和養(yǎng)護(hù)費(fèi)用等因素的函數(shù)長沙理工大學(xué) 公路工程學(xué)院二、影響使用性能的因素施工質(zhì)量和養(yǎng)護(hù)水平長沙理工大學(xué) 公路第二節(jié) 建模方法一、確定型模型的建模方法在現(xiàn)有的路面管理系統(tǒng)中，較多采用確定型模型預(yù)估路面的基本反應(yīng)(應(yīng)力、應(yīng)變或位移等)、結(jié)構(gòu)性能、功能性能和使用壽命(以累計(jì)軸載作用次數(shù)或時(shí)間計(jì))等 力學(xué)法力學(xué)-經(jīng)驗(yàn)法經(jīng)驗(yàn)(回歸)法 長沙理工大學(xué) 公路工程學(xué)院第二節(jié) 建模方法一、確定型模型的建模方法長沙理工大學(xué) 公路一、確定型模型的建模方法力學(xué)法利用彈性理論模型(彈性層狀體系或彈性地基板)或粘彈

11、性理論模型，通過結(jié)構(gòu)分析得到路面在荷載作用下的應(yīng)力、應(yīng)變或位移反應(yīng) 路面各結(jié)構(gòu)層的計(jì)算參數(shù)(模量值)，可采用無破損試驗(yàn)或鉆取試樣后由室內(nèi)試驗(yàn)確定。目前較理想的方法是采用FWD進(jìn)行多點(diǎn)路表彎沉值測(cè)定，由計(jì)算分析確定各結(jié)構(gòu)層的模量 有較為成熟的理論基礎(chǔ)，但計(jì)算復(fù)雜，工作量大，并且只能用來建立路面的基本反應(yīng)(應(yīng)力、應(yīng)變或彎沉等)模型 如要用力學(xué)分析的結(jié)果預(yù)估路面的結(jié)構(gòu)性能和功能性能，則需采集使用性能觀測(cè)數(shù)據(jù)，以建立使用性能同路面基本反應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)（回歸）關(guān)系 （力學(xué)-經(jīng)驗(yàn)法）長沙理工大學(xué) 公路工程學(xué)院一、確定型模型的建模方法力學(xué)法長沙理工大學(xué) 公路工程學(xué)院一、確定型模型的建模方法力學(xué)-經(jīng)驗(yàn)法首先：力學(xué)分

12、析，確定路面各結(jié)構(gòu)層的模量值，計(jì)算在設(shè)計(jì)條件下的臨界應(yīng)力、應(yīng)變或位移值其次：建立路面反應(yīng)(應(yīng)力或應(yīng)變等)同使用性能參數(shù)衰變速率之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系 現(xiàn)有的各種路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，大多采用疲勞開裂、車轍或路表彎沉等指標(biāo)作為衡量路面結(jié)構(gòu)損壞的標(biāo)準(zhǔn)。通過室內(nèi)試驗(yàn)和(或)野外觀測(cè)建立路面反應(yīng)(應(yīng)力、應(yīng)變或位移等)同達(dá)到損壞時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系（例，下頁）長沙理工大學(xué) 公路工程學(xué)院一、確定型模型的建模方法力學(xué)-經(jīng)驗(yàn)法長沙理工大學(xué) 公路工程一、確定型模型的建模方法路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法中的疲勞方程美國瀝青協(xié)會(huì)的瀝青路面設(shè)計(jì)方法：根據(jù)室內(nèi)小梁疲勞試驗(yàn)結(jié)果，并按AASHO試驗(yàn)驗(yàn)路觀測(cè)資料進(jìn)行調(diào)整后得到輪跡帶開裂量

13、為10以下時(shí)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(shí)際級(jí)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。然而，所能預(yù)估的僅為疲勞開裂這一種結(jié)構(gòu)性能變量 長沙理工大學(xué) 公路工程學(xué)院一、確定型模型的建模方法路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法中的疲勞方程長沙理工一、確定型模型的建模方法力學(xué)-經(jīng)驗(yàn)法現(xiàn)有的各種路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，大多采用疲勞開裂、車轍或路表彎沉等指標(biāo)作為衡量路面結(jié)構(gòu)損壞的標(biāo)準(zhǔn)。通過室內(nèi)試驗(yàn)和(或)野外觀測(cè)建立路面反應(yīng)(應(yīng)力、應(yīng)變或位移等)同達(dá)到損壞時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系只能預(yù)估結(jié)構(gòu)性使用性能，無法預(yù)估功能性使用性能長沙理工大學(xué) 公路工程學(xué)院一、確定型模型的建模方法力學(xué)-

14、經(jīng)驗(yàn)法長沙理工大學(xué) 公路工程一、確定型模型的建模方法按反應(yīng)級(jí)位預(yù)估功能性使用性能的方法利用AASHO試驗(yàn)路的現(xiàn)時(shí)服務(wù)能力指數(shù)(PSI)公式 通過結(jié)構(gòu)分析可以確定路面疲勞開裂量、車轍深度和縱坡方差隨時(shí)間的變化，由此按式(4-3)預(yù)估PSI的變壞速率重新整理AASHO試驗(yàn)路資料，對(duì)各試驗(yàn)路段進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，確定相應(yīng)的應(yīng)力和應(yīng)變級(jí)位，然后同現(xiàn)時(shí)服務(wù)能力指數(shù)的變化相關(guān)聯(lián)，提出有關(guān)的預(yù)估方程 （P.Uilidtz，丹麥）長沙理工大學(xué) 公路工程學(xué)院一、確定型模型的建模方法按反應(yīng)級(jí)位預(yù)估功能性使用性能的方法長一、確定型模型的建模方法力學(xué)-經(jīng)驗(yàn)法的特點(diǎn)不僅可用于預(yù)估路面的使用壽命(以累計(jì)軸載作用次數(shù)計(jì))和結(jié)構(gòu)性

15、能(如開裂、車轍等)，而且通過將路面反應(yīng)同路面服務(wù)能力相關(guān)聯(lián)，還可以進(jìn)行功能性能預(yù)估 理論計(jì)算(結(jié)構(gòu)分析)和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)相結(jié)合的產(chǎn)物 需要對(duì)特定路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行應(yīng)力、應(yīng)變或位移量分析（要考慮到交通和環(huán)境條件以及路基路面材料參數(shù)的變化）。因而，這類模型結(jié)構(gòu)復(fù)雜，計(jì)算工作量大，但外推性能好適用于項(xiàng)目級(jí)管理系統(tǒng) 長沙理工大學(xué) 公路工程學(xué)院一、確定型模型的建模方法力學(xué)-經(jīng)驗(yàn)法的特點(diǎn)長沙理工大學(xué) 公一、確定型模型的建模方法經(jīng)驗(yàn)（回歸）方法利用多元回歸分析技術(shù)建立回歸方程，以預(yù)估使用性能變量隨某些影響變量(如年齡、交通、路面結(jié)構(gòu)等)的變化。避開了力學(xué)-經(jīng)驗(yàn)法復(fù)雜的結(jié)構(gòu)分析AASHO試驗(yàn)路PSI預(yù)估公式可以預(yù)估路面

16、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(yàn)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）長沙理工大學(xué) 公路工程學(xué)院一、確定型模型的建模方法經(jīng)驗(yàn)（回歸）方法長沙理工大學(xué) 公路一、確定型模型的建模方法經(jīng)驗(yàn)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。利用逐步同歸分析方法，對(duì)分布在全國各地的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力有關(guān)的函數(shù)；Ta瀝青面層厚度（如有加鋪層、則也包括

17、其厚度）（in）；aa同瀝青面層厚度、基層CBR值、當(dāng)量單輪的接觸面積和接觸壓力有關(guān)的函數(shù) 長沙理工大學(xué) 公路工程學(xué)院一、確定型模型的建模方法經(jīng)驗(yàn)法：美國空軍PAVER管理系統(tǒng)長一、確定型模型的建模方法經(jīng)驗(yàn)法：華盛頓州管理系統(tǒng)把平整度和路面損壞狀況二方面綜合成一個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)R，作為使用性能變量。綜合13年的觀測(cè)資料，分別為不同類型的路面和養(yǎng)護(hù)或改建對(duì)策提出了綜合使用性能指標(biāo)R的預(yù)估模型 y年數(shù) 長沙理工大學(xué) 公路工程學(xué)院一、確定型模型的建模方法經(jīng)驗(yàn)法：華盛頓州管理系統(tǒng)長沙理工大學(xué)一、確定型模型的建模方法經(jīng)驗(yàn)法：我國（廣東、北京數(shù)據(jù)）y路面建成后或新近一次改建后的年數(shù)； a、b、c、d回歸系數(shù) 長

18、沙理工大學(xué) 公路工程學(xué)院一、確定型模型的建模方法經(jīng)驗(yàn)法：我國（廣東、北京數(shù)據(jù)）長沙理一、確定型模型的建模方法經(jīng)驗(yàn)法的特點(diǎn)：得到的只是使用性能變量與其影響變量之間的某種程度的統(tǒng)計(jì)擬合，回避了自變量(影響變量)對(duì)因變量(使用性能變量)影響的物理性質(zhì)的機(jī)理分析可靠性不僅取決于有關(guān)資料和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確與充分，而且也依賴于建模人員對(duì)所選用的使用性能變量與其影響變量之間關(guān)系的理解和認(rèn)識(shí)程度當(dāng)有些使用性能屬性的衰變機(jī)理尚不清楚時(shí)，采用經(jīng)驗(yàn)法建模具有明顯的優(yōu)勢(shì)這類模型結(jié)構(gòu)簡單，易于更新。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

19、等，則較適用于項(xiàng)目級(jí)系統(tǒng) 長沙理工大學(xué) 公路工程學(xué)院一、確定型模型的建模方法經(jīng)驗(yàn)法的特點(diǎn)：長沙理工大學(xué) 公路工二、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。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。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 長沙理工大學(xué) 公路工程學(xué)院二、概率型模型的建模方法確定型模型的缺點(diǎn)：長沙理工大學(xué)

20、公二、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。對(duì)于使用t年處于i狀態(tài)的路段，經(jīng)過一段時(shí)間后轉(zhuǎn)變成狀態(tài)j的概率，稱作第t年的轉(zhuǎn)移概率 路段的轉(zhuǎn)移矩陣 反映了路面使用性能的衰變特性利用轉(zhuǎn)移概率矩陣預(yù)估某時(shí)段處于某種路況狀態(tài)的概率。 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

21、轉(zhuǎn)移概率矩陣長沙理工大學(xué) 公路工程學(xué)院二、概率型模型的建模方法馬爾可夫過程建模的步驟長沙理工大學(xué) 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) 。采用統(tǒng)計(jì)分析方法可靠性主要取決于路況數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)時(shí)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(fèi)用高 回歸分析 有限的路況數(shù)據(jù) ，不足以采用統(tǒng)計(jì)分析建立可靠的轉(zhuǎn)移概率矩陣 長沙理工大學(xué) 公路工程學(xué)院二、概率型模型的建模方法轉(zhuǎn)移概率矩陣的建立方法長沙理工大學(xué) 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

22、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(jí)劃分22416個(gè)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：路面使用年數(shù)。（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） 長沙理工大學(xué) 公路工程學(xué)院二、概率型模型的建模方法回歸分析方法建立概率模型案例長沙理工二、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

23、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 長沙理工大學(xué) 公路工程學(xué)院二、概率型模型的建模方法馬爾可夫概率模型的特點(diǎn)：長沙理工大學(xué)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

24、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)。環(huán)境因素溫度、降水量、凍融周期和太陽輻射等數(shù)據(jù) 長沙理工大學(xué) 公路工程學(xué)院第三節(jié) 建模技術(shù)一、建模的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)長沙理工大學(xué) 公路工程學(xué)一、建模的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)選擇試驗(yàn)路段選擇一定數(shù)量的試驗(yàn)路段以重點(diǎn)收集和核實(shí)與路面使用性能有關(guān)的各類數(shù)據(jù) ，以提高預(yù)估模型的精度全因子難以實(shí)行，部分因子設(shè)計(jì)較合適長沙理工大學(xué) 公路工程學(xué)院一、建模的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)選擇試驗(yàn)路段長沙理工大學(xué) 公路工程學(xué)院二、建模的一般程序1.明確模型的用途和預(yù)估目標(biāo)2.使用性能變量及其影響變量的選用原則使用性能變量主要依據(jù)整個(gè)系統(tǒng)的

25、考慮，同評(píng)價(jià)和優(yōu)化二個(gè)子系統(tǒng)中所采用的相一致 網(wǎng)級(jí)多用綜合性指標(biāo)；項(xiàng)目級(jí)多用單項(xiàng)指標(biāo)影響變量理論分析或?qū)嶋H經(jīng)驗(yàn)3.數(shù)據(jù)收集和預(yù)處理盡可能收集全數(shù)據(jù)過濾，去偽存真長沙理工大學(xué) 公路工程學(xué)院二、建模的一般程序1.明確模型的用途和預(yù)估目標(biāo)長沙理工大學(xué) 二、建模的一般程序4.選擇模型形式和模型結(jié)構(gòu)確定性模型：依據(jù)理論分析和工程經(jīng)驗(yàn)，確定模型形式(如指數(shù)形式、多項(xiàng)式等)概率型模型：要根據(jù)路面使用性能的評(píng)價(jià)系統(tǒng)和公路部門傳統(tǒng)的評(píng)價(jià)習(xí)慣，確定路況狀態(tài)的劃分和組成 5.建立模型及檢驗(yàn)按照各自模型的形式和結(jié)構(gòu)，采用數(shù)學(xué)方法對(duì)模型中的參數(shù)進(jìn)行估計(jì)并進(jìn)行假設(shè)檢驗(yàn)，最終識(shí)別和確認(rèn)所建立的具體模型 長沙理工大學(xué) 公路工程學(xué)院二、建模的一般程序4.選擇模型形式和模型結(jié)構(gòu)長沙理工大學(xué) 二、建模的一般程序6.模型的標(biāo)定模型必須經(jīng)標(biāo)定后方能使用所建立的模型大都是通過分析路網(wǎng)長期積累為路況信息得到的，因而這些模型實(shí)質(zhì)是平均模型，具有時(shí)空平均意義；而對(duì)于某一特定路段而言，其實(shí)際情況大多不能和模型相吻合，應(yīng)根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行修正所建模型只能反映過去的養(yǎng)護(hù)水平，而今后的養(yǎng)護(hù)水平可能會(huì)有所變化，因此應(yīng)根據(jù)養(yǎng)護(hù)水平的變化對(duì)模型進(jìn)行修正路面在采取改建對(duì)策后，使用性能會(huì)產(chǎn)生突變，亦即使用性能預(yù)