胡章立 ,賀 平 ,蘇 龍
(1.貴州省建筑設(shè)計研究院,貴州 貴陽 550002;2海南銳翔交通工程試驗檢測中心,海南 ???571100;3貴州省交通規(guī)劃勘察設(shè)計研究院,貴州 貴陽 550001)
舊水泥混凝土路面狀況調(diào)查和評價是選擇養(yǎng)護措施,制定養(yǎng)護策略,規(guī)劃養(yǎng)護工程項目,編制養(yǎng)護計劃,進行路面改建設(shè)計的一項重要內(nèi)容。對于改擴建水泥混凝土路面,路況調(diào)查與評價不僅是改擴建工作的依據(jù),也是分析和判斷路面可利用性的技術(shù)依據(jù)。在《公路水泥混凝土路面養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》(JTJ 073.1-2001)中,采用路面狀況指數(shù)(PCI)和斷板率(DBL)兩項指標評定水泥混凝土路面破損狀況。路面狀況指數(shù)是一項綜合性評價指標,它反映調(diào)查路段路面總破損狀況,即反映病害的類型、輕重程度和范圍3方面屬性對路面狀況影響程度的綜合度量指標。根據(jù)水泥混凝土路面破損類型的多樣性和破損程度的模糊性,本文將運用模糊綜合評判原理,建立水泥混凝土路面破損狀況的模糊綜合評價模型,并結(jié)合江門市金甌路(江門水道—港澳碼頭)改造工程,探討了模糊綜合評價在舊水泥混凝土路面狀況評價中的應(yīng)用。
水泥混凝土路面在使用過程中,在行車荷載和自然因素等的反復作用下,路面將產(chǎn)生各種各樣的破損。水泥混凝土路面破損可以分為斷裂類、豎向位移類、接縫類及表層類4種類型。各種類型的破損又有不同的表現(xiàn)形式。層次分析法(AHP法)把這些病害條理化、層次化,構(gòu)造一個有層次的結(jié)構(gòu)模型。根據(jù)AHP法的基本原理,可以建立如表1所示的水泥混凝土路面破損狀況評價指標體系。
表1 水泥混凝土路面破損狀況評價指標體系
根據(jù)AHP法建立的水泥混凝土路面破損狀況的評價指標體系,這里需要采取二級模糊綜合評價模型,首先對第二級因素指標層進行單因素評價,然后再對第一級因素準則層做綜合評價。
根據(jù)水泥混凝土路面破損狀況評價指標體系,建立如下因素集:
為了與《公路水泥混凝土路面養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》中對水泥混凝土路面破損狀況評定的等級一致,這里評判集取 V={v1,v2,v3,v4,v5}={優(yōu),良,中,次,差}。
rij表示i因素評判為vj的隸屬度,rij可以通過路面損壞測量和調(diào)查的具體數(shù)據(jù),并對比相應(yīng)的評分標準(可參考《公路水泥混凝土路面養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》)進行確定,也可通過專家組集體評議確定。
各指標權(quán)重系數(shù)的確定,這里采用AHP法確定。
對于權(quán)重 A=(a1,a2,…,an) 和評判矩陣 R,取max-min合成運算,即用模糊型M(∧,∨)計算,可得到綜合評判:
江門市金甌路位于江門市江海區(qū),西起江門水道,東至港澳碼頭,其中東海路至港澳碼頭現(xiàn)狀為水泥混凝土路面。由于金甌路位于工業(yè)區(qū),貨車較多,超載十分嚴重,所以該路段路面出現(xiàn)的病害比較多。本文以金甌路(東海路—港澳碼頭)路段為例,運用模糊綜合評價模型評價該路段的路面破損狀況,說明其實用性。
根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查和測量的各種病害的多少和大小,建立4種損壞類型的評價矩陣:
運用AHP法原理,構(gòu)造判斷矩陣,運用Matlab計算各指標的權(quán)重系數(shù),并進行一致性檢驗,最后經(jīng)過歸一化處理,得到各指標的權(quán)重系數(shù),見表2~表6。
表2 判斷矩陣u1—u1i
表3 判斷矩陣u2—u2 i
λmax=2,CI=0,RI=0,CR=0<0.1。
表4 判斷矩陣u3—u3 i
λmax=6.344 4,CI=0.068 88,RI=1.24,CR=0.055 5<0.1。
表5 判斷矩陣u4—u4 i
λmax=5.284 7,CI=0.071 2,RI=1.12,CR=0.064<0.1。
表6 判斷矩陣U—u i
λmax=4.072 8,CI=0.024 3,RI=0.90,CR=0.027<0.1。
(1)準則層評價
(2)目標層評價
路面破損狀況模糊綜合評價U=w R=[0.282 0.321 0.263 0.114 0.060]。
根據(jù)最大隸屬度原則,可見該路段路面破損狀況的模糊綜合評價為“良”,評價結(jié)果與采用路面狀況指數(shù)(PCI)和斷板率(DBL)兩項指標評定的結(jié)果一致。
本文針對水泥混凝土路面破損類型的多樣性和破損程度的“模糊”特征,運用AHP法建立了水泥混凝土路面破損狀況評價體系,提出了水泥混凝土路面破損狀況的模糊綜合評價模型,并結(jié)合工程實例,說明了其實用性,其評價結(jié)果較真實地反應(yīng)了路面破損的綜合狀況,有一定的實用性,可供參考。同時也得指出,本評判模型有待進一步改善,判斷矩陣的確定還具有一定的主觀性,在實際應(yīng)用當中,判斷矩陣根據(jù)具體情況進行適當調(diào)整。
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