一种沥青路面裂缝类病害养护方案比选方法

技术领域

本发明属于道路工程领域，尤其涉及一种沥青路面裂缝类病害养护方案比选方法。

背景技术

随着社会经济的发展，近年来基础设施建设逐渐趋于完善，我国已建公路总里程已排在世界前列。公路路面特别是高等级公路多采用沥青路面，部分早期建设的沥青公路路面已经出现严重的病害，例如沉陷、车辙、裂缝等。其中，裂缝类病害为沥青路面常见的病害，且总体影响范围较大，出现时间短，若得不到及时治理，会对路面性能造成较大的影响，从而影响行车安全。因此，公路沥青路面裂缝类病害的处治显得尤为重要。

常见的沥青路面裂缝类病害的处治方法有很多，而不同的地区受气候、温度等自然条件的影响和材料、施工技术、养护成本等因素的限制，在养护方法的选择上有所区别。目前养护方案的选择上多基于经验和专家所得，缺乏代表性和规范性。

发明内容

针对当下沥青路面裂缝类病害养护多基于单一影响因素的判断和按经验分析进行养护的情况，本发明提供了一种沥青路面裂缝类病害养护方案比选方法，实现在不同地区、不同条件下养护方案的选择由定性到定量的比选方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种沥青路面裂缝类病害养护方案比选方法，包含以下步骤：

步骤1：选择需要处治沥青路面裂缝类病害的地区，分析该地区影响防护方案选择的影响因素，如养护后的路面性能、工程造价、施工难度、维护年限等，列举养护方式，如冷补法、热补法、局部填充法、罩面法等；

步骤2：利用层次分析法，构建养护方案决策、影响因素、养护方式的结构模型，建立不同层次的判断矩阵；判断矩阵分为两个层次，养护方案决策与影响因素之间的判断矩阵M以及影响因素与养护方式之间的判断矩阵Ni；

判断矩阵是建立指标之间两两比较影响程度的矩阵，指标之间的比较影响程度赋值需要借助“标度”，标度如表1所示：

表1层次分析法中的标度

构建养护方案决策与影响因素的判断矩阵的形式M如表2所示，其中M1、M2、…、Mn代表影响因素，α

表2影响因素的判断矩阵

构建影响因素与养护方式的判断矩阵Ni的形式如表3所示，其中N

表3养护方式的判断矩阵

步骤3：对步骤2中的所有判断矩阵进行一致性检验，观察其是否满足一致性检验的条件，若不满足，修正判断矩阵然后重新检验一致性；

首先根据|M-λE|＝0和|Ni-λE|＝0计算判断矩阵M和Ni最大特征值，然后进行一致性检验，通过计算一致性比例CR来判断判断矩阵是否合理；

CR＝CI/RI，

当CR<0.1时，则表示一致性检验通过，判断矩阵构造合理；

其中，CI＝(λ-1)/(n-1)，表示一致性指标，λ表示判断矩阵最大特征值，n为判断矩阵特征根的个数，RI表示随机一致性指标。

RI表示随机一致性指标，可查表4获得

表4随机一致性指标RI值

步骤4：计算影响因素相对方案决策的权重和各养护方式相对各影响因素的权重；计算权重的方法由最小平方权法、特征值法、方根法、和积法，优选为特征值法；

首先是确定关于养护方案决策影响因素的权重，采用影响因素判断矩阵的最大特征值所对应的特征向量进行赋权，特征向量W＝(W

在确定养护方式的权重时，需要构建每个影响因素与养护方式之间的判断矩阵，并计算每个判断矩阵的最大特征值和最大特征值所对应的特征向量。特征向量ωi＝(ω

步骤5：根据影响因素所占权重与养护方式所占权重计算养护方式对养护方案决策的权重，通过

表5各权重汇总合成

本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：

本发明选用层次分析法对不同地区条件下沥青路面裂缝类病害的养护方案进行筛选，主要解决关于养护方式对养护方案决策相对权重的问题，按此相对权重可以对各种方法、措施进行排序，从而在不同的方案中做出最优的选择。为不同地区、不同条件下沥青路面裂缝类病害养护方案的选择提供了参考依据，实现了从经验化到数据化的转变，对于不同地区处治裂缝类病害具有重要的指导意义。

附图说明

图1为本发明实施例的采用层次分析法的结构模型图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种沥青路面裂缝类病害养护方案比选方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。

某市政道路路面为沥青路面，已服务时间为六年，路面多纵向裂缝，部分路段含横向裂缝，现计划对其进行养护，选择该地区不同条件影响下最合适的养护方案。

步骤1：选择需要处治沥青路面裂缝类病害的地区，分析该地区影响养护方案选择的主要因素，列举常用的养护方式。

假设该地区影响沥青路面裂缝类病害养护方案选择的主要影响因素为路面性能、工程造价、施工难度、维护年限，常用的养护方式有冷补法、热补法、局部填充法、罩面法。

步骤2：利用层次分析法，构建养护方案决策、影响因素、养护方式的结构模型，建立不同层次的判断矩阵。

结构模型见图1所示，假设相关领域专家经过分析得出，在该地区各种不同条件约束下，在方案决策时，路面性能较工程造价明显重要，所以在判断矩阵M中α

假设该地区假设该地区相关领域专家经过分析得出，在该地区不同条件约束下，就路面性能而言，冷补法养护后的路面性能较热补法稍显重要(优势)，所以在判断矩阵N

同理，就工程造价、施工难度、维护年限而言，建立判断矩阵N2、N3、N4，

步骤3：对所有判断矩阵进行一致性检验，观察其是否满足一致性检验的条件，若不满足，则修正判断矩阵重新检验。

判断矩阵的相关指标计算结果如表6所示。

表6判断矩阵相关指标

根据表6所呈现的数据，各判断矩阵的CR均小于0.1，所以通过一致性检验。

步骤4：通过对所有满足条件的判断矩阵进行处理，得出各主要影响因素对方案决策的权重和各养护方式对主要影响因素的权重。

根据判断矩阵最大特征值求出其对应的特征向量进行赋权，各判断矩阵最大特征值对应的特征向量如下：

M：W＝[0.28 0.50 0.07 0.15]

其中W

N1：ω1＝[0.13 0.27 0.07 0.53]

其中ω

N2：ω2＝[0.07 0.53 0.13 0.27]

N3：ω3＝[0.53 0.27 0.13 0.07]

N4：ω4＝[0.07 0.27 0.13 0.53]

步骤5：根据影响因素所占权重与养护方式所占权重合成养护方式对养护方案决策的权重，将计算出来的全部权重填入对应的表7，按公式

表7各权重汇总合成

根据表7所示，热补法所占权重最大，所以在该地区相关条件影响因素下，沥青路面裂缝类养护方案应选择热补法。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明做出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。