路面损坏的预测模型

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1、现代路面管理第十六章第十六章路面损坏的预测模型16．1耐用性能的说明和路面损坏预测耐用性能这个概念(如八章所述)自二十世纪六十年代以来已成为路面技术中有价值且重要的部分，依据PSI或RSI与期龄或集中轴载的应用相对的好的预测路面性能模型的发展，已成为路面工程师的抗战。自从卡里——依瑞克对耐用性能概念发展以来，尽管耐用性能早已形成为精确定义，但在路面领域内，耐用性能这术语用得较笼统。主要原因在于日常生活它含意很普遍。因此，在实际工作者和研究者中，人们已习惯于使用它的替换词如损坏或破坏。需预测的参数和必要条件为估计路网中某些路段的服务年限，就有必

2、要预测标准中已建立的那些量值的变化率。另外，也许还期望能预测某量值组成部分的变化率，如预测路表损坏的开裂部分的变化，以期评价维护需求。图16．1说明损坏预测模型怎样用来预测已有路面的未来损坏以及在重修年限内的比较方案图16．1简要说明了路面损坏测怎样应用于评定已有路段未来损干活需维修年限。并且也说明预测模型在维修年限中重建方案中比选中的应用。任何预测模型在［ＤＯHer80０］中已叙述过的基本必要条件，包括下如几点：1充足的数据库2包含影响路面损坏所有重量变量3谨慎选择代表实际情况的预测模型形式4评价模型精度标准16．3基本预测模型与示

3、例基于以经工作［IYHon87］［Mahoney90］所建议的预测模型分类主要列于表16．1中。考虑到路网级和项目级的路面管理，预测模型又分为两种基本类型：确定型和概率型，确定型模型包括基本反应，结构性能，功能性能和破坏型等。概率模型包括残有曲线，转够概率模型等。表16．1预测模型的分类·41·现代路面管理第十六章模型类型确定型概率型路面管理系统级别基本反应结构功能破坏残有曲线转移过程模型·弯沉·应力·应变·等·破坏·路面·条件·等·PSI·安全·等·等效轴载马尔可夫半马尔可夫国家级····州国级······地区网级······项目级····

4、固不同工作目的，可由表16．1中所列的分解类型归并为四种基本类型如下；1能力学模型，基于基本响应(使用)参数，如应力，应变，挠度等。2力学经验模型，通过回归方程建立路面响应参数与测待的结构性能或功能性能损坏(如弯沉，不平整度)关系。3回归模型——由观察，或测量所得的结构性能或功能性能损坏的相关变量与其他一个或更多独立变量如路基强度，轴载分布，路面厚度，性质和环境因素以及它们之间的相互作用发生关系。4主观模型——应用转移过程模型捕捉经验成为正式的方法，如建立路面损坏预测模型。因为路面工程师不会仅仅应用主要或基本的响应参数所以第一类模型

5、——能力学模型还没有得到发展，它们仅仅在与其他模型中的路面破坏或路面性质联系起来才有用处。因此，力学经验，路面损坏模型的建模(如设计路面罩层的模型)方法得到发展。克劳兹提供了一个很好的例子，他研究了63个柔性路面试验段，把线弹性当作路面材料的一个基本的本构关系［Queiroz82］。计算的响应包括路表挠度，沥青层底部的水平张力，应变和应变能基层上部的垂直压应力和应变。通过回归分析建立这些响应与路面不平整度和开裂联系，人们已做了许多尝试。例如，推演出以下路面不平整度的预测方程(参见，图16．2的方程曲线)图16．2力学经验模型对平整度的预测Lo

6、g(QI)=1.297+9.22×１０-3ＡＧＺ＋９.０８·１０-2ＳＴ-7.03·１０-2ＲＨ＋５.５７·１０-4ＳＥＮＩＬogN(16—1)其中：QI——不平整度(1／４小汽车指标，次／km)AGF——路面龄期(年)ST——路表类型虚拟变量(Q在建路时为0)，铺装完路时为1)RH——重建指标状态(在建路时为0，铺装路为1)SEN1——沥青层底部应变能(10-4kgfcm)N——累积等效单轴荷载(ESAL)方程16．1的相关系数的平方(R2）为0.52，残差的标准误差为0.11。另外一预测方程包含了开裂参数，如下［αveiΩ83］。CR=

7、-8.70+0.0258HSTLogN+1.006·１０-9HSFIN(16-2)其中：CR——路面开裂面积百分比HST——沥青层底部的水平张力(kgf/sqcm)其相关系数平方(R2）为0.54，残差的标准误差为15.4。第三种类型——直接回归模型，个别应用需要长期数据库的情况。例如：25·41·现代路面管理第十六章年以上的关于路面的不平整度，表面破坏，交通，挠度和其他因素，数据就用损坏模型的推演中［］，以下为常规粒料基层路面模型(方程曲线如图16．4)RCI=-5.998+6.870·ln(RCIB）－０.１６２·in（AGE2＋１）＋０

8、.１８５·AGE－０.０８４·AGE·ln(RCIB）－０.９３·AGE（１６-３）其中：RCI——行驶舒适指数(0～１０)RCIB——以前的RCIAGE——龄期(