高速公路路面评价及改进

路面使用性能评价是根据收集到的道路实际路况资料，对满足路面使用要求的程度做出一个准确清晰的判断。目前路面使用性能评价理论的研究方法主要分为以下几类：①根据《公路养护技术规范》进行路面使用性能评价；②使用模糊神经网路或专家系统方法对路面的各个指标进行模拟判断，从而得到路面使用性能等级；③根据灰色系统理论、模糊数学理论、概率统计理论建立评价模型，对路面使用性能进行评价。上述方法各有特点，它们所依据的信息种类、数量各不相同。本书将采用特尔菲－理想点法对高速公路路面使用性能进行综合评价。

特尔菲－理想点法是一种解决和预测不确定问题的综合判定法，先通过特尔菲－理想点法确定各个指标的权重，然后再利用理想点法建立评价模型。

（一）高速公路路面使用性能评价矩阵的建立

针对高速公路常用的沥青路面，根据《公路技术状况评定标准》《公路沥青路面养护技术规范》《公路养护技术规范》和前人研究成果得知沥青路面的使用性能的评价指标包括路面损坏状况指数（PCI）、路面行驶质量指数（RQI）、车辙深度（RD）、抗滑性能指数（SRI）和结构强度指数（SSI）五种，其具体分级标准见表2－1：

表2－1　沥青路面使用性能分级标准

说明：为了方便取值计算，按照相关规范要求，对于RQI 值大于10 的取10；RD 值大于35 的取35；SRI 值上限值取100；SSI 值大于1.50 的取1.50，下限值取0.0。

建立评价矩阵对任一评价对象R 都有n 个评价指标，把n 个指标看成是评价对象R 的n 个目标函数，建立评价函数F（x）：

设各评价指标对应的权重分别为w1，w2，…，wn，评价对象R 在目标函数下fi（x）的值对应为xi，则评价矩阵如下：

对于高速公路路面使用性能的评价，评价对象为路面使用性能；评价指标有五个，分别为路面损坏状况指数（PCI）、路面行驶质量指数（RQI）、车辙深度（RD）、抗滑性能指数（SRI）和结构强度指数（SSI），具体权重由特尔菲法确定。

（二）高速公路路面使用性能评价指标权重的确定

本书将采用特尔菲－理想点法确定指标权重，其过程如下：

1.选择专家

成立一个不少于5 人的专家组。

2.提出评价问题

向专家提出评价问题：以路面损坏状况指数（PCI）、路面行驶质量指数（RQI）车辙深度（RD）、抗滑性能指数（SRI）和结构强度指数（SSI）为基本指标，评价公路路面使用性能时，各个指标的权重为多少。

3.设计评价意见征询表

对于公路路面使用性能影响的每个指标，将其影响程度划分为1～10 级，1级代表影响程度最小，10 级代表影响程度最大。然后，各个专家对每个指标对路面使用性能的影响程度进行判断打分。

4.专家意见收集与反馈

对第一次专家评分进行收集整理，汇总成表进行对比分析，将汇总结果反馈给各个专家进行参考，然后进行第二次打分，反馈，以此类推3～4 次。(www.xing528.com)

5.确定权重

经过多次专家打分和反馈，最终确定专家打分。

式中：Ki 为第i 个指标评分的平均值；Cij 为第i 个指标第j 个专家的打分值；S 为专家评价打分的总人数。

然后对各个指标的打分进行归一化处理，即为各个指标的权重：

整理得到权重矩阵为：

（三）数据的标准化处理

为了消除不同指标量纲的影响，需对各个指标数据进行规范化处理，处理公式如下：

式中：Si 是标准处理后的第i 个指标的数据；fi 是处理前的第i 个指标的数据；是第i 个指标的最优值，即第i 个指标的第Ⅰ级的上限值；fim 是第i 个指标的第m 级指标的下限值。

（四）高速公路路面使用性能评价函数确定的理想点法

对于理想点法确定的评价函数，评价指标值距离理想点越近，评价越优。由于以正理想点为参照的判断方法分辨能力强，所以选用正理想点为参照点以计算实测值距理想点的距离。在n 维空间定义一个模，利用闵可夫斯基距离公式计算距离。闵可夫斯基距离公式如下：

式中，F（x）为路面使用性能指标数据函数；F*（x）为理想点函数；wi 为第i 个指标的权重；fi（x）为第i 个指标数据；为第i 个指标理想数据。

在实际应用中，可根据不同的需要选择不同的P 值。

一般情况下，采用P=2 时的欧氏距离进行距离计算，即：