基于可拓理论的道路路面使用性能评价模型及其应用

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1、⋯⋯G一◎基于可拓理论的道路路面使用性能评价模型及其应用刘文(上海市路政局，上海200063)摘要：现行规范采用的评价方法主观影响因素较多，等级评价标准不够精确，基于可拓理论建立的路面使用性能物元评价模型，通过确定相关物元和关联函数的计算，可以得到待评价路面与各种路面使用状态的关联程度，从而较好地解决多指标的精细化评价问题。工程应用实例表明，路面使用性能的物元评价模型综合评判结论科学、可行，对于提出更加经济、合理的路面养护维修方案提供可靠的指导。关键词：可拓理论；路面使用性能；评价0引言路路面养护技术规范》l5和交通部JTGH20—2OO7((公道路投入使用后，在各级行车荷载、大量的

2、交通量路技术状况评定标准》l6]，路面使用性能评价指标为路及气候与环境等诸多因素的共同作用下，随着时间的面使用性能指数PQJ，其由路面损坏状况指数PCI、推移，路面结构会出现不同程度的多种损坏，路面使用路面行驶质量指数RQI、路面车辙深度指数RDI、路性能会呈逐年下降趋势；同时，车辆行驶的安全性和舒面结构强度指数PSSI和路面抗滑性能指数SRI等适性也将受到影响；因此，为保证路面的完好、畅通与多项指标组成，各分项指标的计算方法参照规范]。舒适，路面养护工作尤其重要。通过对路面状况进行由于路面使用性能具有多方面属性，仅用单一指调研与检测，形成对其使用性能的客观评价，是得到科标难以全面评

3、价；因此，在对每个分项指标评价后，还学、合理的养护维修方案的重要依据。需进行综合评价。路面使用性能指数PQI的计算公路面使用性能评价是一个多指标决策过程，但存式一般表示为四个分项指标值分别乘以相应的权重系在评价尺度模糊性及单项指标评价结果不相容问题。数，各指标加权值的大小表示该指标在综合评价中所目前，国内外常用的路面使用性能评价方法主要有：回占的重要程度，PQI的计算公式如下：归分析评价法；灰色聚类评价法；模糊评价法；遗传神PQI=coa．JPCI+cU肿JRQI+(uRDJRDI+∞sR，SRI(1)经网络评价法等[]。上述各种方法虽然有各自的优式中：∞、∞删、、c0分别为相应评价

4、指标的权重点，但是也存在着不足，主要表现在主观性较强、信息系数，按表l取值。损失较多、权重不确定性等，难以满足路面综合性能评价的多角度、多属性要求[。表1PQJ指标权重系数针对这些问题，本文引入蔡文[。物元分析方法，该沥青路面水泥混凝土路面项目方法通过建立多指标性能参数的综合质量评价物元模rOpcIrllRQIfORDI∞SR1(OpcImRQIOJSRI型，对单指标的关联函数进行计算，再通过模型集成得高速、一级公路0．350．40．150．10．50．40．1二、j、四级公路0．60．40．60．4到多指标的综合评价水平，以定量的数据来表示评定结果，从而较完整地反映被评价事物的综合

5、水平，得到路面使用性能的各项评价指标，根据其指标值分的评价结果更加客观、科学。为优、良、中、次、差五个等级，具体等级划分见表2。表2路面使用性能各项评价指标的评价等级1现行规范的路面使用性能评价方法评价等级优良中次差根据现行的上海市地方标准DB31／T4892010((公PQ，及PCJ、尺Q』、≥90≥8O，<90≥70，<80≥60，<70<60RDj、SRJ、PSSI收稿日期：20130709No．32013上么咯25◎2基于可拓理论的路面使用性能评价方法节域物元为物元分析(MatterElementAnalysis)理论是<0，100>中国学者蔡文教授创立的，物元分析是研究解决

6、矛盾<0，100>问题的规律和方法，是系统科学、思维科学、数学交叉R一的边缘学科，是贯穿自然科学和社会科学且应用较广<0，100>的横断学科。<0，100>2．1物元基本概念2．3确定待评价物元物元是物元分析理论中描述矛盾问题最基本的概对于待评价的路面N(]，把所检测到的数据用物元念，是可拓学的逻辑细胞，可以同时表达事物的不同特表示征以及各个特征的量值，记作：R一(N，C，X)，事物的N0101名称N、特征C和量值X是物元的三要素。C2XO2R0一如果事物N有多个特征，并以个特征c，C：，⋯，MMC和相应的量值．z，⋯，来描述，则称R为维物C}}To元，可以用下面维物元

7、来表示：式中：R。为路面N。的待评价物元；z。表示N。关于特N1征C的量值，即待评价路面的具体检测数据。C22．4确定待评路面的关联度R一(N，C，X)一M2．4．1距的计算C点z。与有限实区间X一的“距”为2．2建立路面使用性能的经典域物元和节域物元f0(Lz。，x)一l。一l一(6-a)以高速公路沥青路面为例，根据现行规范]取路面损坏状况指数PCI(C)、路面行驶质量指数RQjn—z。≤(c)、路面车辙深度指数RD(C。)、路面抗滑性能指数(