文档介绍：路面管理系统
长沙理工大学公路工程学院道路二室
巨锁基
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第四章路面使用性能预估
路面在使用过程中,其使用性能会随时间或行车荷载作用次数的增加而逐渐变坏。当损坏达到某一预定标准时,路面就应该或需要采取改建措施以恢复和提高其使用性能。
WHERE?(哪一段)
WHEN? (时间)
WHAT? (措施)
需要预先估计路面在采用新建、设加铺层或其它各种养护和改建对策后,其使用性能随时间或轴载作用次数的变化规律
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第四章路面使用性能预估
本章要学习的内容
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骤
各种建模方法的特点和适用条件
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第一节使用性能模型的概念
各级管理系统需要不同的使用性能指标和预估模型
在项目级系统中,使用性能可以用单项的路面损坏(如开裂、车辙等)指标予以定义;或者用行驶质量指数(平整度)、抗滑能力、路面状况指数、路面损坏率等定义。
网级系统中,使用性能不仅用各个项目的状况和趋势表征,而且还用路网的总的状况以及各类型和各等级道路的使用性能水平表征。这时,往往需要采用综合性的指标
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一、使用性能模型的类型
二种基本类型:
确定型
基本反应模型
结构性能模型
功能性能模型
使用寿命模型
概率型
残存曲线模型
马尔可夫(Markov)模型
半马尔可夫模型
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一、使用性能模型的类型
基本反应模型
预估路面在荷载和气候因素作用下的基本反应,如弯沉、应力和应变等
可通过经验法、力学法或力学—经验法,并通过应用野外观测数据进行标定后建模
结构性能模型
结构性能模型既可以预估路面各种单项损坏,如开裂、车辙等;也可以预估路面的综合损坏状况,如路面状况指数PCI等
多采用力学—经验法或经验法建模
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一、使用性能模型的类型
功能性能模型
功能性能模型用于预估路面行驶质量指数RQI或现时服务能力指数PSI、表面抗滑性等。这些指标同使用者的舒适性、安全性和经济性密切相关
可采用力学—经验法或经验法建模
使用寿命模型
这类模型用于预估路面达到某预定损坏状况或服务水平时的使用寿命。
如选用轴载作用次数指标,则适用于设计路面的养护和改建方案;如选用时间指标,则较多用于路面各种养护和改建方案之间的经济评价
可分别采用力学—经验法和经验法建模
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一、使用性能模型的类型
残存曲线模型
残存曲线是路网内已使用若干年(或作用次数)而仍不需重大养护或改建的路面的残存比例随时间的变化曲线
多用于设计路网内路面的养护和改建方案
可以根据公路部门保存的有关路面修建、养护和改建活动的历史记录,确定新建或改建后每年需养护或改建的路面的比例后得到
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一、使用性能模型的类型
马尔可夫模型
核心内容:状态转移矩阵
表示路网内一组具有相同属性(结构、交通等级、使用年龄和环境因素等方面相同)的路面,其使用性能指标在预定时段内从某一状态转移到另一状态的概率
假设:
路面使用性能指标存在着有限个状态
路面使用性能从某一状态转移到另一状态的概率只与当前的状态有关,而与以前的状态无关
转移过程是静态的,亦即转移概率不随时间变化。在许多情况下,这—假设不能成立
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一、使用性能模型的类型
马尔可夫过程描述了在转移之前和之后路面处于各个状态的概率
在上述假设有效的情况下,转移矩阵可以可靠地用以模拟路网内同组路面的总的使用性能
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