路面使用性能的预测
沥青路面预防性养护措施使用效果评价与性能预测
沥青路面预防性养护措施使用效果评价与性能预测预防性养护措施的使用效果评价可以通过以下几个方面进行考察：1.表面平整度：预防性养护措施是否能够保持路面的平整度是评价其使用效果的重要指标。
可以通过车辆行驶平稳程度的评价、自行车或步行的舒适度评估来进行评价。
2.橡胶骨料稳定性：添加橡胶骨料是一种常见的预防性养护措施，可以提高路面的弹性和耐久性。
评价其使用效果可以观察路面是否出现骨料剥离或扩散情况，以及橡胶颗粒是否仍然保持良好的分散状态。
3.声吸收性能：预防性养护措施中添加特殊材料（如沥青混凝土、橡胶骨料等）可以提高路面的声吸收性能，降低环境噪音。
可以通过实测路面噪音水平的变化来评价其使用效果。
4.抗滑性：预防性养护措施是否能提高路面的抗滑性也是评价其使用效果的重要方面。
可以通过湿滑路面行车阻力及刹车距离的变化来评估。
5.耐久性：预防性养护措施是否能够延长路面的使用寿命是衡量其使用效果的重要指标。
可以观察路面的裂缝程度、变形情况，以及使用一段时间后表面的破损程度。
性能预测是在实际施工之前根据材料和施工工艺进行的一种估计工作。
对于沥青路面预防性养护措施的性能预测可以从以下几个方面进行考虑：1.材料特性：根据沥青、橡胶骨料等材料的物理和化学特性，对预防性养护材料的抗老化、耐久性等进行分析和评估。
2.工艺设备：根据施工工艺和设备的技术参数，结合预测施工环境条件，对工艺设备进行性能预测，确保施工效果的实现。
3.施工质量：根据施工工艺和施工质量控制的要求，对施工质量进行预测、评估和控制，确保施工过程中达到预期的性能。
4.环境条件：考虑预测施工期间和使用寿命内的气候条件、交通负荷等环境因素对路面性能的影响，并进行预测。
针对以上所述的评价预防性养护措施使用效果和预测性能的方法，需要通过合理的设计和施工过程来确保养护措施的有效性和性能的实现。
此外，长期的监测和维护也是保持路面养护效果的重要手段。
只有进行全面的评价和预测，并采取相应的维护措施，才能保证沥青路面的长期稳定性和可靠性。
沥青路面使用性能预测模型简介
Ｉ Ａ Ｏ州模型 ＤＨ
适用范 围广 ， Ａ Ｓ Ｏ模 型有 进步 比 ＡＨ
，
ＷＡ州模型 Ｉ 适合短期预测 预测时间 比较长时 ． Ｓ Ｈ 『 Ｃ 预测结果可靠性小 Ａ ＩＯ Ａ州模 型 克服了外推模 型精度差的缺点 ， ＲＺ Ｎ 为不 同情况下 的路 面建立 了统一的预测方程
维普资讯
第３ ３卷 第 １期 ２００７年 １月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲａ ｍ ＴＥＣ兀 瓜 Ｅ
Ｖ０ ． ３Ｎｏ． １３ １
Ｊｎ ２０ ａ ． ０７
・２ ９ ・ ８
文章编号 ：０ ９６ ２ ｛０ ７ ０ ．２ ９０ １０ ．８ ５ ２ ０ ）１０ ８ ．２
表 １ 国外模型的缺点
模型 帅 模 型 缺点 预测精度取决于交通轴载 Ｅ Ａ Ｓ Ｌ的预测模型 。 因此局 限性 很大
Ａ ． Ｒ Ａ省模 型 模型为定型 ， １Ｒ Ｔ Ｒ 灵活性 小 ， 拟合能力差 Ｓ Ｓ 省模型 Ｎ ｍ 变化显著 观测值与预测值的相关性较差 Ａ Ｋ＾ Ｃ ＷＡ Ｔ ＨＥ
含义 。为了规范 路面使用 性能的技术含义 ， ． ． ．ａ ｒ ｌ ｗ Ｄ Ｏ Ｐｔ Ｓ ｊ ｅ ｃ 给 出了使用性 能的新定 义 ， 即路面 为道 路使用者 提供的服务 的变化 趋 势。综合 以往 对路面使用性能 的定 义 ， 面使用性 能应 包括 四 路
个方 面 ： 功能性能 、 结构性能 、 安全 性能和 外观性能 。功 能性能是 指路面能够为道 路使 用 者提 供 的行 车舒 适 度 ， 主要 指 路 面平 整 度； 结构性能 是指路 面结构的承载能力和各 种病害种 类的表现 形 式， 前者 主要指路 面弯沉 ； 全性 能是路 面 能够为 行车所 提供 的 安 安全程度 ， 一般指 路面 的抗滑 系数 ； 而外 观则 指路 面能够 为道 路 使用者提供 的视觉感受 ， 主要指路 面的色彩 等。影响路面使 用性 能 的直接 路面特性是路面 平整度 、 车辙 、 摩擦 系数 、 土的崩射损 泥 伤 、 面反射特 性 、 路 交通噪 音 以及 路面外 观。而路 面使用 性能 只
基于路面使用性能预测模型分析高速公路工程路面养护决策
基于路面使用性能预测模型分析高速公路工程路面养护决策作者：邓春春来源：《建筑工程技术与设计》2014年第22期摘要：路面使用过程中，在交通荷载和自然环境因素的反复综合作用下，其使用性能将逐渐衰退，最终达到不能满足使用要求的状态。
路面使用性能衰退到一定程度后，将影响汽车的行驶速度、旅行时间、行驶安全并增加道路运输费用。
围绕公路工程项目前期设计方案选择中的寿命周期成本评价进行研究，以及充分考虑公路工程主要结构物的寿命周期成本，充分考虑运营期间的专项费用，使公路建设方案选择更加科学合理。
本文主要研究公路工程路面养护成本和养护决策的主要依据-路面使用性能的预测，以及路面最佳养护时机。
1.引言在路面管理系统中，为了提出路面设计方案，对设计方案进行寿命周期费用分析并选择最佳养护改建对策，需要了解何时采取养护和改建措施以及采取什么措施合适。
这就需要预先估计路面在采用新建、加铺或其他各种养护和改建措施后，其使用性能随时间或轴载作用次数变化的规律，或者说，路面使用性能的各项指标在不同的外部条件下随时间变化的规律。
2.高速公路工程路面使用性能预测模型（1）公路技术状况评定标准根据《公路技术状况评定标准》（JTG H20-2007），我们了解公路技术状况包含路面、路基、桥梁构造物和沿线设施四部分评价内容，其中路面包括沥青路面、水泥混凝土路面和砂石路面。
（2）路面使用性能预测模型模型一：确定型模型建立--回归分析法假设指标数据完整和对指标数据处理后的条件下，针对福建省高速公路项目，以及依据我国广东和北京省市建立的路面状况指数PCI预估模型。
我们采用确定型模型建立方法，利用多元回归分析技术建立回归方程，预测路面使用性能变量（PCI）随某些影响变量（如时间、交通、路面结构等）的变化。
公路技术状况评价指标中路面PQI中的路面损坏PCI指标的预估模型如下：3.路面使用性能与路面养护决策养护水平的不同，路面使用性能的衰变规律也会有所不同。
高速公路沥青路面使用性能评价及预测研究
高速公路沥青路面使用性能评价及预测研究一、本文概述随着交通基础设施的快速发展，高速公路作为连接城市与地区的重要纽带，其建设与维护质量直接关系到交通的顺畅与安全。
其中，沥青路面作为高速公路的主要铺设材料，其使用性能的评价及预测研究显得尤为关键。
本文旨在深入探讨高速公路沥青路面的使用性能评价方法及预测模型，以期为路面的科学养护和合理设计提供理论支撑和技术指导。
本文将首先介绍沥青路面使用性能评价的基本概念及研究意义，明确评价指标的选择原则和评价体系的构建方法。
在此基础上，通过对现有文献的梳理和分析，总结国内外在沥青路面使用性能评价方面的研究成果和不足。
随后，本文将重点研究沥青路面的性能退化规律，探讨不同因素（如交通量、气候条件、材料性能等）对路面性能的影响机制。
通过实地调研和试验数据分析，建立基于多因素耦合的沥青路面使用性能预测模型，并对模型的准确性和可靠性进行验证。
本文的研究不仅有助于深入理解沥青路面的性能退化机理，还可为路面的预防性养护和维修决策提供科学依据。
本文的研究成果也可为新型路面材料的研发和应用提供理论支持，推动高速公路沥青路面技术的持续发展和创新。
二、沥青路面使用性能评价指标沥青路面作为高速公路的主要路面类型，其使用性能直接影响到道路的安全性和舒适性。
为了准确评估沥青路面的使用性能，需要建立一系列科学、合理的评价指标。
这些指标应能够全面反映沥青路面的各项性能，包括结构强度、路面平整度、抗滑性能、耐久性等。
结构强度是评价沥青路面使用性能的重要指标之一。
它反映了路面在承受车辆荷载作用下的抵抗变形和破坏的能力。
常用的结构强度评价指标包括弯沉、回弹模量等。
弯沉反映了路面在受到垂直荷载作用下的变形情况，回弹模量则反映了路面材料的弹性性质。
路面平整度是评价沥青路面行驶舒适性的重要指标。
平整度好的路面能够有效减少车辆行驶时的颠簸和振动，提高行车的平稳性和舒适性。
常用的平整度评价指标包括国际平整度指数（IRI）和路面平整度标准差等。
基于路面性能预测的高速公路养护决策研究
基于路面性能预测的高速公路养护决策研究摘要:高速公路作为重要的交通网络，能够引领地区经济发展，目前我国的高速公路已经进入了养护时代，因此要准确合理的进行路面性能预测，结合气候状况、交通载荷、施工水平等诸多因素，强化整体的数据分析、数据集成，构建路面性能衰变曲线，进行有效的养护决策分析，有效延长高速公路的使用寿命，保证日常的行驶安全。
关键词:路面性能预测、高速公路、养护决策引言：高速公路养护维修是提高速公路使用寿命的一个重要手段，技术人员要科学准确的预测路面使用性能，结合数据模型进行分析优化，明确不同环境下路面的衰变规律，克服回归模型固有的缺陷，提高整体预测的准确度，以保证整体的行车安全。
一、路面性能预测的高速公路养护的背景道路是经经济发展的重要基础，也是综合交通运输体系的基础网络，我国目前的一级高速公路数量逐渐增多，道路养护维修工作也日益繁杂，粗放的管理模式难以适应高速公路的实际需求。
因此，顺应时代发展，强化数据集成，结合前期的施工数据与日常的交通载荷，构建路面性能预测模型，为后续的养护提供科学化，精准化，针对化的措施。
在实际管理过程中，要注重预防性养护，走低碳环保之路，大力推动新技术、新工艺、新设备，综合利用计算机技术，通过数学模型进行系统化管理，线上线下同时更新辅助养护人员做出维修决策。
随着我国基础建设快速发展，高速公路里程也在不断增高，截止到2022年底，公路总里程535万公里左右，其中高速公路17.7万公里。
交通事业在当下的社会中占据了重要地位，公路道路的施工质量不仅直接关系着交通事业安全，同时影响着经济发展效率以及整体的社会安全。
因此要明确公路道路施工技术中的难点和重点，做好前期的技术交底，结合道路施工中的危险因素，完善预防措施，提高道路交通运输的灵活性以及安全性。
高速公路在取得辉煌成就的同时，也面临着一定的问题，随着我国物流行业快速发展，重型车也越来越多，高速公路整体的车流量较大，高速公路出现不同程度的破损，其中车辙和横向裂缝作为常见的破损类型，不仅降低了路面的实用性能，同时还会影响整体你行车的安全性，因此要对路面进行养护和维修，提高路面的使用性能和经济效益比。
道路路面性能预测.
4.使用性能预测模型与方法
灰色理论的预测方法
可行性分析：对于路面使用性能预测系统而言 ,路面使用性能 的历史数据是己知的，影响路面性能的交通因素、气候因素、 工程因素等又是不确定的，导致路面使用性能变化速率的不 确定性，符合灰色系统的特征，因此可以采用灰色系统的预 测理论与方法分析研究路面使用性能的发展变化规律。
式中：PCI、PQI、SSI、SRI都以百分制记, 为相应单项评价指标权重
4.使用性能预测模型与方法
确定性模型
经验模型 力学—经验模型 时间序列法
不确定性模型
概率模型：马尔可夫概率预测 贝叶斯概率预测 灰色理论的预测方法 人工智能：神经网络预测 遗传算法预测
4.使用性能预测模型与方法
灰色理论的预测方法
4.使用性能预测模型与方法
马尔科夫概率预测方法
路面性能预测分析：马尔可夫概率预测模型的核心内容是转 移概率矩阵，对一个具体路网而言，不同路面结构、不同交 通水平、不同路龄的路面具有不同的使用性能衰变特征，其 转移概率矩阵也是不同的。
5.使用性能预测方法应用实例
灰色系统预测+马尔可夫概率预测的应用实例
沥青路面： 水泥路面： 式中： SV——平均坡度变化； C——路面裂缝面积， P——修补面积 RD——车辙平均深度，cm
；
3.性能评价指标
养护管理指数MCI （日本）
养护管理指数MCI是日本在20世纪80年代初建立的基于道路管理者的路 面使用性能评价模型,采用多元回归分析技术建立了MCI与道路平度、路面裂 缝情况、车辙等因素之间的非线性关系,MCI的取值范围为0-10。 MCI模型中 路面平整度因素影响较小，侧重从道路管理者的角度出发,主要通过路面破损 状况和车辙来反映道路行驶质量和服务水平的一项评价指标。
基于灰色系统的高速公路沥青路面综合使用性能预测
载 、 境 因素等 影响 ， 环 但不 能完 全计人 局部极 小值 的
影响 ， 且需 要经 过多 次试算 ； 色系统 理论 是利 用部 灰
式 中 ： ｃ 为路面 损坏 状 况指 数 ； 。 路 面行 驶 质 Ｐ 。 为 量 指数 ； ｍ为 路 面 车辙 深 度指 数 ； 为 路 面 抗 滑 性 能 指 数 。 ｃ、 Ｑ、 Ｄ、 Ｒ Ｗｐ Ｒｌ Ｉ 叫Ｒ 叫ｓ ｌ １分 别 是 ＰＩ 删 、 ｃ、
若 对任 意 志都 满足 （ ）∈ ［ ，］ 一 ｂ “６ ， —ａ＜
０ ５ 则 数据序 列 “ 满 足 准 指数 规 律 ， 以建立 灰 ．， ’ 可 色理论 ＧＭ（ ， ） 型 。 １ １模 （） ４ 对数据序列 “ 作 紧邻均值序 列 “ 。“ ｚ 一
［ ¨ （ ） ３ ， ，¨ （ ） 。 式 中 ： 是 一 ’ ２ ，¨ （ ） … ’卵 ］ ¨ （ ）
要 因 素 。选 取 了 ２ ０ ￣ ２ １ 年 路 面 使 用 性 能 各 项 指 标 数 据 和 交 通 量 ， 立 了 ＧＭ（ ， 模 型 ， 测 了京 沪高 ０７ ０ １ 建 １ Ｎ） 预
速 公 路 （ 北 段 ） ０ ２ ２ １ 沥 青 路 面 使 用 性 能 各 分 项 指 标 ， 差 检 验 表 明 ， 测 精 度 较 高 。 通 过 预 防性 养 河 ２ １～ ０ ６年 误 预 护前 沥 青 路 面单 项 指 标 衰变 曲线 分析 ， 到 了沥 青 路面 综 合 使用 性 能 指 标 ， 确定 预 防 性 养护 时机 提 供 了依 据 。 得 为
施 了全 线罩 面 以来 并 没 有 进 行 大 中修 ， 面 使 用性 路
能 在行 车荷 载等作 用下 呈下 降趋 势 。
表 ２ 京 沪高速 公路 ２０ ￣２１ 年 Ｉ ０７ ０１ 各分 项指标 情况汇 总表
沧州市高速公路沥青路面使用性能预测分析
重 。在 项 目级 路 面使 用性 能预测 中 ，多 采用 单项 路 面评价 指标 ，以确定合 理 的养护 改建 对 策和 所需 的 路 面结 构方案 ，故常选 用标 准轴 载 累计作 用 次数 作 为 主要 影 响变量 ；而 网级 路面使 用性 能 预测 多采 用
综合 评 价指标 ，包 含 了各种 因素 导致 路 面使 用性 能 变化 的属性特 征 。一般 的方 法是 将 交通量 分 为不 同
由于 我 国高速公 路建 设较 晚 、路况 数据 积 累少
等原 因 ， 目前还 没有 专 门针对 我 国高速 公路 特 点 的 路 面性 能 概率 预测模 型 。
取路 面状况 指数尸 ， Ｃ 指标对 路 面使用 性 能进 行预 测 。
建 立可 靠 的性能 预测模 型 ，首先 需 要分 析路 面使 用
性 能 的影 响 因素 。即使 在 路况 预测 模型 中未 考 虑全
部 的影 响 因素 ，对这 些影 响 因素 的研究 也有 助 于确 定 预测 模 型的适 用范 围 。
预 测模 型 ．可 为今 后 沧 州 市 高 速公 路 工程 提 供 科 学的 决策 支持 。
关 键 词 ：高 速 公路 ；沥 青路 面 ；养 护
中 图 分 类 号 ：Ｕ １ ． ６ ４ ２３ ６ 文 献标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１０ — ７ ６ ２ １ ）４ ０ ６ — ５ ０ ２ ４ ８ （０ １ １— ０ ８ ０
基本 反 应 模 型应用 力 学 、经验 或 力 学一 验 模 型 预 经
测路 面结 构在 荷载 和环境 因素作用 下 的反应 ，因而 具有 较好 的外 推作 用 。但 模 型结构 复 杂 、计算 工作 量大 ，只适用 于项 目级 管理 系统 。功 能性 和结 构性
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浅析路面使用性能的预测
摘要路面管理系统作为道路工程界出现的新领域，引起了各国道路管理和研究部门的关注，并在短期内取得了很大的成果。
本研究简要概述了几种常见的预测模型及其影响因素。
关键词路面管理系统；影响因素；预测模型
中图分类号u416.2 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2011）34-0145-02
路面在使用过程中，其性能会随时间或行车荷载作用次数的增加而逐渐破坏。
当损坏达到某一特定程度的时候，路面就应该采用相应的措施已恢复或提高其使用性能。
在路面管理系统中，为了提出路面设计方案，对设计方案进行寿命周期费用分析并选择最佳养护政策，需要了解采用养护政策以及采取什么样的措施合适，这就需要了解路面使用性能的各项指标在不同外部条件下随时间变化的规律。
而为这种预估而建立的模型成为路面使用性能预测模型。
1 预测的目的及影响使用性能的因素
1.1 预测目的
预测是对未来的推断，通常有两种预测方式，一是根据历史数据来推测将来的数据；二是根据相关因素的预估或规划推断未来的使用状况，在路面领域里主要使用前一种方式。
路面预测的目的就是通过建立预测模型，为pms提供连接路面评价和优化的工具，使pms能计算较长时间内道路最小养护费用，使决策者做出道路效益
最佳投资决策。
1.2 影响使用性能的因素
影响路面使用性能衰变的因素很多，主要有路基路面结构、交通荷载、环境、施工质量和养护水平等，在建立使用性能预估模型的时候要充分考虑这些因素的影响特性或机理。
1）路面结构
在相同条件下，采用不同的改建措施修建的路面，具有不同的使用性能的变化特性。
修建措施的不同，路面具有不同的结构层次和结构强度。
因而，这种使用性能的变化特性的差异实质上反映了路面结构对交通和环境因素作用的承受能力。
这是使用性能变化的内在因素起决定性作用。
2）交通和环境因素
交通荷载和环境的共同作用是路面性能衰减的主要肇因。
无论是项目级的还是网级的使用性能模型都要把交通分为若干等级，并选择时间作为影响变量，可以较好的反应交通荷载和环境因素共同作用的结果。
3）施工质量和养护水平
路面使用性能的衰变同施工质量密切相关，尤其是在路面竣工初期，而路面在使用过程中的养护，可以在不同程度上缓解路面使用性能的衰变。
2 预测模型
1）pers
在pers（性能和经济评价系统）中，假设路面裂缝是由路面微隙和微缝展来的。
在建立路面破损预测模型时，首先定义破损变量x，假设hooke定律适用，即材料模量的降低直接导致路面破损的增加。
沥青老化也可以通过沥青模量与沥青层年龄的函数关系得到，由此建立路面破损与路龄的关系：
式中：e为破损材料的弹性模型，e0为材料原始弹性模型，a为破损面积，a0为路面总面积，et为在时间t材料的弹性模型，a、b、a为常量系数。
路面永久变形与时间或荷载重复次数有关，在pers中，根据面层压缩应变与应力的经验关系计算。
式中：pd为永久变形，n为荷载量，s为名义应力，e为破损材料弹性模型，a、b、c、a、b、c为常量系数。
2） ohiopms
美国俄亥俄州（ohio）交通部开发了第3代pms，该系统利用野外采集的数据开发了路面破损的预测模型。
预测模型采用了负指数曲线：
式中：d为路面破损，t为时间或交通量，a为路面特性参数。
3） mmopp
在路面性能数学模型mmopp （mathematicmodelofpavementperformance）中建立路面破损与荷载交通量和应力的关系。
在单轴拉伸情况下材料模量的降低与横断
面面积的丧失有关，破坏率可用式（7）表示，在动态轮载下应力状况非常复杂，直接计算路面破坏需要复杂的有限元分析。
替代方法是利用沥青面层底部的应变e，据此建立的经验模型如下：式中：da为由荷载重复次数dn造成的路面有效横断面面积的减少，r为应力，x为破坏指标，定义为路面损伤面积与原来面积之商，e0为材料原始弹性模量，k、e为材料常量，$e为弹性模量的降低值。
4）概率型模型
路面性能的预测有很大的不确定性，确定型模型无法解决此问题，目前不少pms系统应用概率方法开发路面性能预测模型。
概率型模型包括马尔柯夫概率转移矩阵和贝叶斯概率方法。
马尔柯夫模型可用于决策模型进行动态优化以得到合理的养护计划，路面性能评价采用pci，以10为间隔，将当前路况分为10个状态进行离散，形成初始状态矩阵p（0），根据日常养护和一般养护措施的应用效果，分别得到从状态i到状态j的转移概率pij及概率转移矩阵p。
第2年以后各年的pci的分布可以通过以下式子计算：马尔柯夫预测模型的优点是考虑了路况预测的不确定性，在数据少时结合工程经验建模准确性相对较高，而且模型可以从使用寿命的任一年开始预测，缺点是对状态转移概率矩阵进行预测不如对路况指标进行预测直观。
5）线性rqi预测模型
式中：rqi为路面舒适性指数（0~100），rqi和iri的关系可通过式（12）得到，t为路面使用年限，a为回归参数，通过实测数据调查求得，rqimax为rqi限值（最大为100）由统计得到。
式中：irimax为路网中最大iri值，隐含值为25mkm，a0、a1为回归系数。
6）负指数rqi预测模型
式中：a0、a1为回归系数，根据调查数据计算。
7） s形rqi预测模型
式中：a0、a1为回归系数，根据调查数据计算。
式（13）的特点是路面使用初期破损缓慢，一定时间后破损加剧，直到接近临界状态破损速度再度缓和。
初始rqi为路网限制值rqimax，当t增大到无穷时rqi渐近于0。
8）性能折减法
折减法的基本原理认为路面破损速度与路面使用性能有关，根据数据统计分析建立不同rqi区域下的破损折减速度，由此预测各年度的rqi值。
用这种方法建立的模型具有很高的灵活性，模型的函数方程理论上应该包括上述4种基本函数。
但实际应用时，由于缺乏大量的数据，很难精确估计各区域的rqi折减速度，因此，在没有大量数据的情况下，建议采用上述定型预测模型。
3 结论
路面管理系统作为道路工程界出现的新领域，为路面工程个管
理部门科学的分析工具和方法以便有效的使用有限的资源，提供足够的服务水平，做出科学的管理决策，就有很大的经济效益和社会效益。
参考文献
[1]姚祖康.路面管理系统[m].北京：人民交通出版社，1993.
[2]潘玉利.路面管理系统原理[m].北京：人民交通出版社，1998.。