農(nóng)村公路路面使用性能模糊層次綜合法評價

侯 海

(山西省晉中路橋建設集團有限公司,山西 晉中 030600)

1 路面使用性能評價指標與標準

1.1 路面行駛質量

路面行駛質量也被稱為行駛舒適性，主要受到路面的平整度、車輛自身和乘客對行駛舒適性的要求等因素影響。由于乘客評價行車舒適性往往是從自身對車輛顛簸的接受情況進行判斷的，因此具有一定的主觀性。由于每一個乘客之間都存在個體差異，因此調(diào)查中需要結合多個乘客的評價進行綜合分析。路面平整度可使用測量儀器進行量測，通過量測數(shù)據(jù)對平整度進行分析，具有一定的客觀性。充分結合路面平整度和乘客對行駛舒適性的要求兩方面進行分析，可以得出比較客觀準確的結果。

1.2 路面強度

路面強度和承載能力的檢測一般采用無破損實驗彎沉測定的方法，通過對路面結構最大彎沉值的測定，確定彎沉曲線，用于評定路面結構的承載能力。在檢測過程中，通常還需要配合進行破損試驗，通過鉆孔取芯進行物理和力學性質實驗，進一步確定路面強度。通過對上述兩個試驗結果進行綜合分析，確定路面強度和承載能力，可為農(nóng)村公路養(yǎng)護提供重要參考依據(jù)。

1.3 路面狀況

路面狀況處于一個良好的狀態(tài)，是路面使用性能損壞的最直接反映。通常，采用路面狀況指數(shù)對路面破損情況進行評價。當路面結構存在多種不同類型和不同程度的破損時，采取對應的評價標準進行評定。

1.4 抗滑能力

為了提高農(nóng)村公路行車安全，提高交通運輸效率，防止發(fā)生車輛滑溜，減少交通事故，水泥路面必須具有足夠的抗滑能力。一般通過橫向力分布系數(shù)和構造深度對公路路面的抗滑能力進行評定。

2 模糊層次綜合法

模糊層次綜合法(AHP評價法)是將模糊綜合評價法(FCE)和層次分析法(AHP)相結合，進行綜合評價的一種方法，這種方法在系統(tǒng)優(yōu)化、效能評估和體系評價等方面得到了廣泛的應用。模糊層次綜合法可以通過定性與定量分析建立評價模型，首先采用層次分析法進行評價分析確定因素集，然后采用模糊綜合評判確定評判效果。層次分析法是模糊綜合評價法的基礎，兩者良好的融合產(chǎn)生了模糊層次綜合法。采用模糊層次綜合法對水泥混凝土路面的使用性能進行分析，可以大大提高評價結果的可靠性。

3 路面使用性能模糊層次綜合評價

3.1 工程實例

朔州市康馬公路為一條二級公路，全長16.5 km，2010年建成通車，主要行駛車輛為運煤車輛，車流量大，車載重。為對其路面性能進行科學合理的評價，將其劃分為4個評價標段，對通過調(diào)查收集的數(shù)據(jù)進行分析，并進一步運用規(guī)范法和模糊層次綜合法分別對康馬二級公路水泥混凝土路面的使用性能進行評定。將數(shù)據(jù)收集整理見表1。

表1 各標段評價因素實測值

3.2 模糊層次綜合法評定分析

1)確定隸屬度向量r，建立隸屬度矩陣R。

為了消除路面各評價指標的實測值的離散性，采取適當增加觀測次數(shù)的方法進行消除，消除實測值的離散性后可分析確定同一類別的隸屬函數(shù)呈現(xiàn)正態(tài)分布，即：

(1)

使用式(1)，參照表1數(shù)據(jù)，并查規(guī)范確定相關參數(shù)計算隸屬度，A標段各評價因素對評價等級的隸屬度詳見表2。

表2 A標段各評價因素隸屬度

從而得到模糊關系矩陣R：

(2)

2)權向量的確定。

使用層次分析法，求出對應的6個因素指標的權重，進一步得出構造判斷矩陣S=(μij)n×n。權向量的計算方法選用規(guī)定性標度方法，即用1～9及其倒數(shù)構造判斷矩陣S：

通過對上述正互反陣S運用線性代數(shù)的相關知識進行分析，得出最大特征根λmax=6.005 89參照表3。進一步計算一致性指標，判斷矩陣的一致性。

通過查表確定階平均隨機一致性指標為RI=1.26。所以有：

表3 1～9階平均隨機一致性指標

通過計算得出CR值，進而判斷矩陣符合一致性的要求，說明其權系數(shù)的分配是非常合理的。計算求得上述正互反陣的特征向量為：A0=(1.213 71，0.935 714，0.991 0，1.211 37，0.634 378，1.1)。A0歸一化結果為：A=(0.201，0.155，0.166，0.203，0.108，0.167)。根據(jù)v=A·R，計算得到A標的評價集v={v1，v2，v3，v4，v5}={0.000，0.352，0.491，0.123，0.031}。進行歸一化處理得：v={v1，v2，v3，v4，v5}={0.000，0.352，0.492，0.122，0.031}。根據(jù)最大隸屬度原則，得出vr=0.492，說明A標段路面狀況評定等級為“中”。按照同樣的方法，計算其他標段的評價集，得出評定結果(見表4)。

表4 不同方法各標段評價結果匯總

通過對表4結果分析可知，通過采用模糊層次綜合法對康馬二級公路各標段指標進行評定，評定結果表明采用模糊層次綜合法對康馬二級公路B，C，D標段的評價結果更準確，充分考慮了指標間的模糊性，并在評價中選用了客觀權重，所以其評定結果比較符合路面的實際狀況。

4 結語

通過對朔州市現(xiàn)有農(nóng)村公路進行調(diào)查分析，得出了相關數(shù)據(jù)。對數(shù)據(jù)分析后，進一步利用PCI,SRI,RQI,DI,DBL,T共6項指標分析計算路面使用性能指數(shù)PQI，并使用模糊層次綜合法和規(guī)范法分別進行各項指標的評價，得出了不同的評價結果。實例表明，采用模糊層次綜合評價法可以更全面、更客觀，更準確的保障路面使用性能，較規(guī)范法得出更為準確的評價結果，在農(nóng)村公路使用性能評價中具有較大的應用價值。