一种评价路面养护长期效益的方法技术

本发明专利技术公开了一种评价路面养护长期效益的方法，首先根据观测的养护措施使用寿命和养护计划，确定长期效益分析的标准时间；然后，根据历年检测的养护措施路面性能指标，包括非增指标和非减指标，来计算各养护措施性能曲线与时间轴包络面积，作为其基准效益面积，并将基准效益面积换算成在标准寿命下的性能曲线与时间轴包络面积；最后，基于等效效益面积比较不同养护措施的长期效益，为公路养护管理决策提供重要依据。本发明专利技术方法能够考虑养护前路面性能数据缺失的情况，能够计算路面性能随时间递增或递减两种情况，可以将养护措施不同的寿命进行规整化，提高不同养护措施的可比性。

A method to evaluate the long-term benefits of pavement maintenance

The invention discloses a method for evaluating pavement maintenance long-term benefits, according to the observation of the service life and maintenance measures of maintenance plan, determine the standard time of long-term benefit analysis; then, according to the maintenance measures of pavement performance over the detection, including non increasing index and non decreasing index to calculate the maintenance measures of performance curve and time axis envelope area, as its benchmark benefit area, and the benchmark benefit area converted into performance curve and time in the standard life of shaft under the envelope area; finally, based on the equivalent benefit area of relatively long-term benefit maintenance measures, provide an important basis for highway maintenance management decision. The method can take account of the loss of pavement performance data before curing, and can calculate two situations of pavement performance increasing or decreasing in time. It can normalize the life of different maintenance measures and improve the comparability of different maintenance measures.

【技术实现步骤摘要】
一种评价路面养护长期效益的方法
本专利技术涉及一种公路评价与管理技术，具体涉及一种评价路面养护长期效益的方法，属于交通运输学科

技术介绍
为了保证公路的安全性、功能性和结构性，需要对公路进行及时的养护。公路养护管理决策的关键是选择合理的养护方法和时机，这就需要对已经使用的各种养护方法的效益进行评价。传统的养护效益评价方法包括：路面性能的提升、养护后路面性能衰变速率、长期平均路面性能、养护措施使用寿命、养护措施寿命周期费用，以及原始路面性能曲线、养护后路面性能曲线和养护阀值之间的“面积”。其中，最能全面评价养护效益的是综合养护性能“面积”和养护费用的面积效益费用比。采用“面积法”评价养护效益的一个缺陷是，不同养护项目的服务寿命或者观测时间未必相同，这使得不同养护措施的养护效益很难有可比性。另一个缺陷是传统的“面积法”不仅需要养护后的路面性能数据，更需要养护前的路面性能数据。
技术实现思路
专利技术目的：为解决传统“面积法”的不足，本专利技术目的在于提供一种采用“等效面积法”来比较不同养护措施的路面养护长期效益，为公路养护管理决策提供重要依据。技术方案：为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：一种评价路面养护长期效益的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)根据观测的养护措施使用寿命和养护计划，确定长期效益分析的标准时间；(2)根据历年检测的养护措施路面性能指标，计算各养护措施性能曲线与时间轴包络面积，作为其基准效益面积，并将基准效益面积换算成在标准寿命下的性能曲线与时间轴包络面积，作为等效效益面积；(3)基于等效效益面积评价不同养护措施的路面养护长期效益。作为优选，所述标准时间为养护措施平均使用寿命或者预期使用寿命。作为优选，所述路面性能指标包括国际平整度指数、国际车辙深度、RQI、PCI、RDI、SFC、PSSI、PQI中的一种或多种。作为优选，所述步骤(2)中，某一养护措施的某一路面性能指标的等效效益面积计算方法包括：(2.1)绘制出路面性能指标与养护实施时间关系的折线图，确定性能指标阈值，并计算出由折线及阈值水平线包围的面积；(2.2)绘制出与步骤(2.1)所得面积相等的梯形，该梯形以tn为高，以tn对应的y值与阈值之差为某一条底边；其中tn表示该养护措施的寿命或者最终观测时间；(2.3)计算出梯形中或该梯形向时间轴方向上的延伸图形中0-ts之间包围的面积，即得标准时间ts对应的等效效益面积。作为优选，对于非减型指标：等效效益面积其中，yu为指标上阈值，ti为第i次检测时某养护措施的服务时间，yi为第i次检测时的性能指标值，yn为第n次检测时的性能指标值，t0＝0，y0为性能指标初始值，取值为0(如裂缝或车辙)，或以第一次检测的指标值代替(如平整度)。作为优选，对于非增型指标：等效效益面积其中，yl为指标下阈值，t0＝0，y0为性能指标初始值，取值为满分值(如PCI、RDI)，或以第一次检测的指标值代替(如抗滑系数)。有益效果：与现有技术相比，本专利技术采用的“等效面积”效益评价方法能够考虑养护前路面性能数据缺失的情况，在养护措施服务时间不同、观测期较短的情况下，准确的量化不同养护措施的效益，进行横向比较。“等效面积法”的计算结果可对养护措施的优异进行排序，并且可作为因素分析的因变量，用于确定合理的决策因素。可为公路养护管理决策，为实现公路网络级养护优化提供依据。附图说明图1为对于非减型指标的观测时间不小于标准服务时间的等效面积计算示意图；图2为对于非减型指标的观测时间小于标准服务时间的等效面积计算示意图；图3为对于非增型指标的观测时间不小于标准服务时间的等效面积计算示意图；图4为对于非增型指标的观测时间小于标准服务时间的等效面积计算示意图；图5为本专利技术实施例中示例1的等效面积计算示意图；图6为本专利技术实施例中示例2的等效面积计算示意图；图7为本专利技术实施例中示例3的等效面积计算示意图；图8为本专利技术实施例中示例4的等效面积计算示意图；图9为本专利技术实施例中的等效效益面积法对不同养护措施效益计算结果示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步说明。为了比较寿命不同的养护措施的效益，本专利技术实施例公开的一种新的采用“等效面积”的评价路面养护长期效益的方法，将观测到的不同寿命的养护措施性能曲线与时间轴包络面积，换算成在标准寿命下的性能曲线与时间轴包络面积。用以比较不同养护措施的长期效益，为公路养护管理决策提供重要依据。首先，根据观测的养护措施使用寿命和养护计划，确定长期效益分析的标准时间。然后，根据历年检测的养护措施路面性能指标，包括非增指标和非减指标，来计算各养护措施性能曲线与时间轴包络面积，作为其基准效益面积，并将基准效益面积换算成在标准寿命下的性能曲线与时间轴包络面积。最后，基于等效效益面积评价不同养护措施的路面养护长期效益。本实施例所提出的“等效面积法”适用于养护前路面性能数据缺乏、养护后连续检测时间较短、养护措施寿命差异较大的情况。本方法假设路面性能指标是通过近似线性衰变过程达到观测期末的值，采用了标准服务时间来计算寿命或者观测时间不同的养护项目的效益。“等效面积法”的目的是将大量还未进行二次养护的路段纳入分析，可在养护措施服务时间不同、观测期较短的情况下，准确的量化不同养护措施的效益，进行横向比较。“等效面积法”的计算结果可对养护措施的优异进行排序，并且可作为因素分析的因变量，用于确定合理的决策因素。图1-4为等效面积法的计算示意图。图中y表示某路面性能指标，ti表示第i次检测时某养护措施的实施时间，tn表示该养护措施的寿命或者观测时间，ts表示采用的标准服务时间，水平向的虚线表示性能指标的上下阈值，斜线区域的面积即表示等效效益面积。路面性能评价指标，包括国际平整度指数、车辙深度，以及我国《公路技术状况评定标准》(JTGH20-2007)中推荐的范围为0～100的技术指标RQI、PCI、RDI、SFC、PSSI、PQI。本专利技术实施时可以根据实际观测数据情况在这些指标中选择一种或多种对不同养护措施进行评价。对于某一具体养护措施的某一路面性能指标的等效效益面积计算方法包括：1.绘制出路面性能指标与养护实施时间关系的折线图，根据确定性能指标的上(针对非减型指标，如国际平整度指数、国际车辙深度等)、下(针对非增型指标，如PCI、RQI、RDI等)阈值，并计算出由折线及阈值水平线包围的每个小梯形的面积之和。阈值为路面需要养护维修的临界值，可根据道路等级、工程要求确定。参考阈值包括：国际平整度可定为2.24m/km，车辙深度为15mm，RQI、PCI、RDI、SFC、PSSI、PQI为80～85之间。2.绘制出与上述面积相等的大梯形，该大梯形以tn为高，以tn对应的y值与阈值之差为某一条底边；3.根据确定的标准服务时间ts计算出大梯形或其向时间轴方向上的延伸图形中0-ts之间包围的面积，称之为等效效益面积。标准服务时间ts根据观测的养护措施使用寿命和养护计划确定，可取养护措施平均使用寿命或者预期使用寿命，一般为3～8年。式1-4为等效面积的计算公式，其中Eff1,Eff2是指初始的养护效益面积(Eff1针对非减型指标，Eff2针对非增型指标)，Eff1e,Eff2e是指等效效益面积。4.根本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种评价路面养护长期效益的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)根据观测的养护措施使用寿命和养护计划，确定长期效益分析的标准时间；(2)根据历年检测的养护措施路面性能指标，计算各养护措施性能曲线与时间轴包络面积，作为其基准效益面积，并将基准效益面积换算成在标准寿命下的性能曲线与时间轴包络面积，作为等效效益面积；(3)基于等效效益面积评价不同养护措施的路面养护长期效益。

【技术特征摘要】
1.一种评价路面养护长期效益的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)根据观测的养护措施使用寿命和养护计划，确定长期效益分析的标准时间；(2)根据历年检测的养护措施路面性能指标，计算各养护措施性能曲线与时间轴包络面积，作为其基准效益面积，并将基准效益面积换算成在标准寿命下的性能曲线与时间轴包络面积，作为等效效益面积；(3)基于等效效益面积评价不同养护措施的路面养护长期效益。2.根据权利要求1所述的一种评价路面养护长期效益的方法，其特征在于，所述标准时间为养护措施平均使用寿命或者预期使用寿命。3.根据权利要求1所述的一种评价路面养护长期效益的方法，其特征在于，所述路面性能指标包括国际平整度指数、车辙深度、RQI、PCI、RDI、SFC、PSSI、PQI中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的一种评价路面养护长期效益的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，某一养护措施的某一路面性能指标的等效效益面积计算方法包括：(2.1)绘制出路面性能指标与养护实施时间关系的折线图，确定性能指标阈值，并计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：董侨，陈雪琴，顾兴宇，姚琳怡，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32