沥青路面使用性能的模糊综合评价研究

摘要：沥青路面是常用的路面类型，但是在使用过程中由于受到车辆和自然因素等的作用，容易出现各种病害，选择合适的养护时机能够延长路面的使用寿命并能节约投资，选择养护时机的时候就需对路面使用性能进行评价。本文选取了沥青路面使用性能指标，建立了沥青路面使用性能模糊综合评价模型，通过实例对该模型进行了验证，证明该种方法可以作为确定养护时机的一种方法。

关键词：沥青路面；使用性能；模糊综合评价

中图分类号：文献标识码：A

沥青路面具有行车安全舒适、噪音小、无接缝，适于分期修建的特点，因此我国高等级公路和城市道路的路面大多采用此种类型路面，但是随着行车荷载作用的不断增加，沥青路面也会出现各种病害，如泛油、波浪、壅包、裂缝、坑槽、松散和啃边等。如不能及时采取措施进行维修，将会加速路面的破坏，导致行驶质量的下降，甚至会导致交通事故的产生。因此选定合适的时机对路面进行预防性养护很有必要，并且可以阻止病害的进一步发展，恢复路面的行驶质量。

选择路面养护时机需要根据路面的使用性能来进行选取，路面使用性能主要包括路面抗滑性、路面平整度和路面承载力和路面的破损程度等。由于路面的平整度、抗滑性和承载力破损程度的影响因素较多，因此选择合适的评价方法具有重要的现实意义。

1 路面使用性能的评价指标

路面面使用性能主要包括路面抗滑性、路面平整度和路面承载力和路面的破损程度。在选取评价指标时要坚持科学、全面、主导、可操作的原则来进行选取。根据这些原则，将路面使用性能评价指标分为三个层次。第一个层次为路面使用性能；第二层次包括路面抗滑性、路面平整度和路面承载力和路面的破损程度。第三层次为具体的影响评价指标。路面使用性能层次结构模型如图1所示。

图1 沥青路面使用性能层次结构模型图

2 路面使用性能模糊综合评价模型的建立

2.1 选取路面使用性能指标

路面使用性能指标很多，因此在选取的时候要选择主要的指标，当指标选择不同时将会对评价结果产生较大的影响。 使用性能指标集通常用U表示,即：

（1）

指路面使用性能评价指标,这些评价指标都具有不同程度的模糊性。

2.2 建立评价集

评价集是评价者对评价对象可能做出的各种评价结果所组成的集合。一般用V表示,代表各种可能的总评价结果。

（2）

模糊综合评判的目的，就是在综合考虑所有评价指标的基础上，从评价集中，得出一个最佳的评价结果。路面使用性能评价的目的就是在综合考虑所有路面使用性能指标的基础上,从评价集中得出路面使用性能的一个比较合理的评判结果。在路面使用性能的评价中,可取评价集为: V = {优,良,中，差}，评价集分级表见表1.

表1 评价集分级表

路面使用性能得分G 90-100 80-90 60-80 60以下

性能评价 优 良 中 差

2.3 建立权重集

在评价过程中，各个评价指标对路面使用性能的影响程度是不同的,为了反映各评价因素的重要程度，对各个评价指标 应赋予相应得权数。由各权数所组成的集合为权重集A，即：

（3）

2.4 建立单因素评价矩阵

路面使用性能单因素指标模糊评价就是从评价指标集U中的单个评价因素出发进行评判,确定评价集元素的隶属程度。

设评判对象按因素集中第i个因素ui进行评价，对评价集中第j个元素vj的隶属程度为rij则按第i个因素ui评判的结果，可用模糊集合：

（4）

来加以表示。Ri称为单因素评价集。显然，它应是评价集V上的一个模糊子集，可简单的表示为：

（5）

同理，可得相应于每个因素的单因素评价集如下：

（6）

将各单因素评价集的隶属度为行组成的矩阵

（7）

2.5 路面使用性能模糊综合评判

从单因素评价矩阵 R 可以看出：R 的第i行反映了第i个因素影响评价对象，取各个评价集元素的程度；R的第j列，则反映了所有因素影响评价对象，取第j个评价集元素的程度。因此，可用每列元素之和来反映所有因素的综合影响。但这样没有考虑各因素的重要程度，如果给出相应因素的权数 ，则便能合理的反映所有因素的综合影响。

（8）

因此，模糊综合评价可表示为：

权重集A可视为一行m列模糊矩阵，上式可按模糊矩阵乘法进行运算，即：

（9）

B 称为模糊综合评价集。

根据Z值，对照表1即可确定地路面使用性能等级。

3 案例分析

某高速公路2006年通车，至今运行已有5年，随着交通量的增加和车量轴载的不断增加，路面出现了裂缝、坑槽、松散和啃边等病害，通过应用上述的模糊综合评价模型得出路面使用性能得分为58分，评价等级为差，这时候就需要采用措施对路面进行养护，防止病害的进一步发展。

4 结论

从以上分析可以得出以下结论：

（1）、沥青路面性能可以采用模糊综合评价的方法进行，在评价时要针对具体的情况来选取相应的指标。

（2）、本文提供的方法可以在实际评价沥青路面使用性能中作为一种参考，为确定养护时机提供依据。

（3）、对本文提出的指标还有待进一步细化。

参考文献：

[1].周密. 路面性能模糊综合评价方法研究[J]. 公路与汽运,2006(6):65-66.

[2].贾国全.沥青混凝土路面性能综合评价模型研究[J]. 公路交通科技，2010（7）：131-133.

[3].李志刚，邓学钧，顾锋.高速公路沥青路面性能综合评价模型的探讨[J].东南大学学报,2000(7):129-130.

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。