模糊综合评判法的沥青混凝土路面病害评价方案设计(附件)
沥青混凝土路面病害严重影响公路的旅客舒适度和运营安全，制定合理的路面病害评价方案至关重要。该设计在大量调研资料基础上，以温度条件、交通荷载、路面材料和养护方案等4个基本影响因素为准则层，采用模糊综合评判法建立评判模型，并利用层次分析法对各因素的权重进行计算，从而建立基于模糊综合评判法的沥青混凝土路面病害评价方案。最后以京沪高速 江苏淮安段为例进行分析验证。由此得该方案设计可以有效评价沥青病害的主要影响因素，实现了从定性分析到定量指标计算的过程，有效避免了工程类比法施工存在的盲目性，有利于提高路面病害整治措施制定的科学性，为沥青混凝土路面病害处理的规范化提供参考依据。关键词 沥青混凝土；模糊综合评判法；路面病害；评价方案
目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景及意义 1
1.2 沥青混凝土路面国内外研究现状 1
1.2.1 国内沥青混凝土路面研究现状 1
1.2.2 国外沥青混凝土路面研究现状 2
1.3 研究内容及技术路线 2
1.3.1 研究内容 2
1.3.2 研究技术路线 3
2 沥青混凝土路面病害成因及影响因素分析 4
2.1 沥青混凝土路面病害分析 4
2.1.1 裂缝形成原因及病害分析 4
2.1.2 车辙形成原因及病害分析 5
2.1.3 坑槽形成原因及病害分析 6
2.1.4 波浪与拥包形成原因及病害分析 6
2.1.5 沉陷、松散、泛油形成原因及病害分析 7
2.2 沥青混凝土路面病害影响因素分析 7
2.2.1 温度条件 8
2.2.2 交通荷载 8
2.2.3 路面材料 8
2.2.4 养护方案 9
2.3 本章小结 10
3 沥青混凝土路面病害评价体系研究 11
3.1 沥青混凝土路面病害评价方法简介 11
3.2 沥青混凝土路面病害评价体系 11
3.2.1 构建沥青路面病害评判模型 11
3.2.2 建立评语集 1 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
2
3.2.3 确定隶属函数 12
3.2.4 权重的确定 14
3.2.5 沥青混凝土路面病害模糊综合评判模型计算方法 18
3.3 本章小结 18
4 以京沪高速—江苏淮安段实例分析 19
4.1 案例分析 19
4.1.1 京沪高速—江苏淮安段概况 19
4.2 淮安段高速路面病害现状分析 19
4.3 模糊关系矩阵 20
4.3.1 第一级模糊综合评判模型运算 21
4.3.2 第二级模糊综合评判模型运算 22
4.4 本章小结 23
结论 24
致谢 25
参考文献 26
1 绪论
1.1 研究背景及意义
近几十年来，我国在道路建设方面发展迅猛。由于道路是地区与地区之间相互连接的基本设施之一，它对地区经济的发展又起到推动作用，因此使道路能够良好的运营下去，对地区经济的建设具有重要的意义。如今随着经济的发展，道路上的车辆也越来越多，在环境、车辆等因素的综合作用下，道路的综合性能随着时间的推移每年都会逐渐降低[1]。许多地区的沥青路面在建成后不久就出现了一定的病害，比如裂缝、车辙、泛油等，甚至有些地区的沥青路面通车后不久就出现了病害，这样对沥青路面的服务年限有很大的影响。在此期间，若沥青路面能够得到科学合理的养护，那么就可以减小甚至消除这些病害[2]。我国目前在对沥青路面病害形成机理、预防及处治措施等方面的研究还处于探索阶段，加上沥青混凝土路面病害具有种类多、成因复杂、破坏严重等特点，因此对它的研究和处治就成了摆在科技工作者面前迫在眉睫的课题。
本文首先采用了模糊综合评判法构建出沥青混凝土路面病害评判模型，然后通过层次分析法计算相对应因素的权重，从而建立基于模糊综合评判法的沥青混凝土路面病害评价方案，可以快速识别沥青混凝土路面病害的影响因素，从而为沥青路面的后期治理奠定了基础。
1.2 沥青混凝土路面国内外研究现状
1.2.1 国内沥青混凝土路面研究现状
沙庆林对半刚性基层沥青路面的早期水损害进行了较为系统的研究，在对国内多条公路病害进行归纳分析的基础上，归纳了沥青路面受到水损害的内部原因与外部原因。从设计和施工的角度提出了减少公路沥青路面早期损害的措施[3]。
徐世法，对于沥青路面出现的车辙现象要弄明白究竟是失稳性车辙还是非失稳性车辙，由此制定科学的对策[4]。
胡小弟研究了超载对于路面结构的影响,当超载率变大时，作用于路面的最大剪应力、弯沉及层底弯拉应力值的提高幅度相当显著[5]。
哈尔滨工业大学的魏文鼎、冯德成等人研究了细集料性质对混合料体积特征的影响，而且还将石屑添入与其相比。对于SMA而言，将石屑与机制砂同时添入一定的沥青用量，结果显示石屑在强度稳定性上比不上机制砂，所以在实际生产中优先选择机制砂。与此同时，在他们的研宄中还指出，如果沥青混合料级配相同，那么最佳沥青用量机制砂也是比石屑与天然砂更好[6]。
黄宝涛等采用分形理论分析了沥青混合料微观结构，研究了粗细集料不同级配分形维数对沥青混合料抗车辙性能的影响，并根据级配分形维数公式计算了沥青混合料的分形值，分析结果表明通过率是集料尺度的分界点，集料分形维数与抗车辙性能有一致相关性，分形值越大,抗车辙能力越高[7]。
1.2.2 国外沥青混凝土路面研究现状
德国在1960年左右对SMA路面进行多方面的研究工作，以及将其运用到实际。美国在1990年左右开始引入SMA路面，其后期的道路养护大多是采用加铺SMA罩面方案。由资料显示：当柔性结构的沥青厚度大于18 cm时车辙速率迅速降低，当沥青面层厚度在18 cm至36 cm之间时，车辙率与面层厚度没有明显的关系。沥青混合料热再生技术在美国、日本等发达国家应用比较普遍，工艺也较为完善，日本旧沥青材料的利用率超过7成，而美国旧沥青材料的重复利用率高达8成，其中厂拌热再生技术的应用最为普遍[1]。
目 录
1 绪论 1
1.1 研究背景及意义 1
1.2 沥青混凝土路面国内外研究现状 1
1.2.1 国内沥青混凝土路面研究现状 1
1.2.2 国外沥青混凝土路面研究现状 2
1.3 研究内容及技术路线 2
1.3.1 研究内容 2
1.3.2 研究技术路线 3
2 沥青混凝土路面病害成因及影响因素分析 4
2.1 沥青混凝土路面病害分析 4
2.1.1 裂缝形成原因及病害分析 4
2.1.2 车辙形成原因及病害分析 5
2.1.3 坑槽形成原因及病害分析 6
2.1.4 波浪与拥包形成原因及病害分析 6
2.1.5 沉陷、松散、泛油形成原因及病害分析 7
2.2 沥青混凝土路面病害影响因素分析 7
2.2.1 温度条件 8
2.2.2 交通荷载 8
2.2.3 路面材料 8
2.2.4 养护方案 9
2.3 本章小结 10
3 沥青混凝土路面病害评价体系研究 11
3.1 沥青混凝土路面病害评价方法简介 11
3.2 沥青混凝土路面病害评价体系 11
3.2.1 构建沥青路面病害评判模型 11
3.2.2 建立评语集 1 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
2
3.2.3 确定隶属函数 12
3.2.4 权重的确定 14
3.2.5 沥青混凝土路面病害模糊综合评判模型计算方法 18
3.3 本章小结 18
4 以京沪高速—江苏淮安段实例分析 19
4.1 案例分析 19
4.1.1 京沪高速—江苏淮安段概况 19
4.2 淮安段高速路面病害现状分析 19
4.3 模糊关系矩阵 20
4.3.1 第一级模糊综合评判模型运算 21
4.3.2 第二级模糊综合评判模型运算 22
4.4 本章小结 23
结论 24
致谢 25
参考文献 26
1 绪论
1.1 研究背景及意义
近几十年来，我国在道路建设方面发展迅猛。由于道路是地区与地区之间相互连接的基本设施之一，它对地区经济的发展又起到推动作用，因此使道路能够良好的运营下去，对地区经济的建设具有重要的意义。如今随着经济的发展，道路上的车辆也越来越多，在环境、车辆等因素的综合作用下，道路的综合性能随着时间的推移每年都会逐渐降低[1]。许多地区的沥青路面在建成后不久就出现了一定的病害，比如裂缝、车辙、泛油等，甚至有些地区的沥青路面通车后不久就出现了病害，这样对沥青路面的服务年限有很大的影响。在此期间，若沥青路面能够得到科学合理的养护，那么就可以减小甚至消除这些病害[2]。我国目前在对沥青路面病害形成机理、预防及处治措施等方面的研究还处于探索阶段，加上沥青混凝土路面病害具有种类多、成因复杂、破坏严重等特点，因此对它的研究和处治就成了摆在科技工作者面前迫在眉睫的课题。
本文首先采用了模糊综合评判法构建出沥青混凝土路面病害评判模型，然后通过层次分析法计算相对应因素的权重，从而建立基于模糊综合评判法的沥青混凝土路面病害评价方案，可以快速识别沥青混凝土路面病害的影响因素，从而为沥青路面的后期治理奠定了基础。
1.2 沥青混凝土路面国内外研究现状
1.2.1 国内沥青混凝土路面研究现状
沙庆林对半刚性基层沥青路面的早期水损害进行了较为系统的研究，在对国内多条公路病害进行归纳分析的基础上，归纳了沥青路面受到水损害的内部原因与外部原因。从设计和施工的角度提出了减少公路沥青路面早期损害的措施[3]。
徐世法，对于沥青路面出现的车辙现象要弄明白究竟是失稳性车辙还是非失稳性车辙，由此制定科学的对策[4]。
胡小弟研究了超载对于路面结构的影响,当超载率变大时，作用于路面的最大剪应力、弯沉及层底弯拉应力值的提高幅度相当显著[5]。
哈尔滨工业大学的魏文鼎、冯德成等人研究了细集料性质对混合料体积特征的影响，而且还将石屑添入与其相比。对于SMA而言，将石屑与机制砂同时添入一定的沥青用量，结果显示石屑在强度稳定性上比不上机制砂，所以在实际生产中优先选择机制砂。与此同时，在他们的研宄中还指出，如果沥青混合料级配相同，那么最佳沥青用量机制砂也是比石屑与天然砂更好[6]。
黄宝涛等采用分形理论分析了沥青混合料微观结构，研究了粗细集料不同级配分形维数对沥青混合料抗车辙性能的影响，并根据级配分形维数公式计算了沥青混合料的分形值，分析结果表明通过率是集料尺度的分界点，集料分形维数与抗车辙性能有一致相关性，分形值越大,抗车辙能力越高[7]。
1.2.2 国外沥青混凝土路面研究现状
德国在1960年左右对SMA路面进行多方面的研究工作，以及将其运用到实际。美国在1990年左右开始引入SMA路面，其后期的道路养护大多是采用加铺SMA罩面方案。由资料显示：当柔性结构的沥青厚度大于18 cm时车辙速率迅速降低，当沥青面层厚度在18 cm至36 cm之间时，车辙率与面层厚度没有明显的关系。沥青混合料热再生技术在美国、日本等发达国家应用比较普遍，工艺也较为完善，日本旧沥青材料的利用率超过7成，而美国旧沥青材料的重复利用率高达8成，其中厂拌热再生技术的应用最为普遍[1]。
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