[發(fā)明專利]一種以平面位置數(shù)據(jù)建立路面抗滑性能模型的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510317447.6
• 申請日: 2015-06-10
• 公開（公告）號: CN104992049B
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王端宜;徐馳
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00;G06F17/50
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司44102
• 代理人: 何淑珍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于路面養(yǎng)護維修管理技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種以平面位置數(shù)據(jù)建立路面抗滑性能模型的方法。

背景技術(shù)

路面性能模型是制定路面養(yǎng)護計劃(優(yōu)化和選擇路面養(yǎng)護時機以及養(yǎng)護措施或處置方法等)和路面設(shè)計的重要依據(jù)。最常用或者最簡單的路面性能模型一般可以表達為路面性能指標(biāo)(摩擦系數(shù)BPN、構(gòu)造深度TMD和平整度等)與路面通車時間(年或月，t)或車輪荷載通過路面某一斷面的累計次數(shù)(n)的函數(shù)關(guān)系。通常需要根據(jù)通車若干年的路面性能檢測時間序列數(shù)據(jù)，采用數(shù)學(xué)的方法(統(tǒng)計回歸或隨機過程方法)建立路面性能模型，預(yù)測路面未來一段時間的路面性能變化，以輔助路面養(yǎng)護維修管理決策。

然而，在實際路面管理過程中，并不總是可以獲得理想的路面性能檢測時間序列數(shù)據(jù)，譬如通車時間比較短的新路面，或者有些路段沒有時間連續(xù)的路面性能檢測數(shù)據(jù)。這些問題都給路面性能模型的建立帶來相當(dāng)大的困難，或者嚴(yán)重影響路面性能模型的準(zhǔn)確性。

如何有效解決各等級公路或城市道路路面養(yǎng)護管理過程中建立路面性能模型數(shù)據(jù)量缺乏或不足的問題，對于路面(養(yǎng)護維修)的科學(xué)管理，降低或優(yōu)化使用路面的壽命周期養(yǎng)護費用，提高路面的性能和服務(wù)質(zhì)量，延長路面的使用壽命，具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種以平面位置數(shù)據(jù)建立路面抗滑性能模型的方法，以解決各等級公路或城市道路路面養(yǎng)護管理過程中建立路面性能模型數(shù)據(jù)量缺乏或不足的問題。對于路面(養(yǎng)護維修)的科學(xué)管理，降低或優(yōu)化使用路面的壽命周期養(yǎng)護費用，提高路面的性能和服務(wù)質(zhì)量，延長路面的使用壽命，具有重要意義。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種以平面位置數(shù)據(jù)建立路面抗滑性能模型的方法，包括步驟：

1)根據(jù)路面某一車道交通量資料，換算出該車道斷面累計標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)；

2)對所述車道某段的全斷面以從左邊線為起點，從左往右依次間隔一定距離取若干個測試點，另在硬路肩取一個測試點，對所有測試點采用鋪砂法測定路面構(gòu)造深度TD，并采用擺式儀測定路面摩擦系數(shù)BPN；

3)根據(jù)現(xiàn)場測試所得路面構(gòu)造參數(shù)與路面摩擦系數(shù)，依據(jù)公式計算所述車道各個檢測點的國際抗滑指數(shù)IFI(F₆₀，S_p)，即：

式中，S為測試儀器的滑移速度，F(xiàn)RS為在滑移速度為S時檢測所獲得的路面摩擦系數(shù)，采用擺式儀測定的BPN值；A、B、C為路面摩擦系數(shù)測試裝置或方法的標(biāo)定參數(shù)，S_p為速度數(shù)，T_x為路面構(gòu)造參數(shù)，采用路面構(gòu)造深度TD；a、b為路面構(gòu)造參數(shù)測定裝置或方法的標(biāo)定參數(shù)；

4)采用非線性指數(shù)模型Asymptotic模型建立所述車道抗滑性能隨荷載作用次數(shù)衰減模型，所述Asymptotic模型表達式為：

式中：k₁、k₂、k₃為回歸系數(shù)，其中k₁+k₃表征抗滑性能指標(biāo)初始值，k₃表征抗滑性能指標(biāo)衰減極限值，x為檢測點所累計經(jīng)受標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)。

進一步地，步驟4)中采用非線性指數(shù)模型Asymptotic模型建立路面抗滑性能隨荷載作用次數(shù)衰減模型具體包括：

41)采用現(xiàn)場檢測獲得路肩的抗滑指標(biāo)值，包括構(gòu)造深度TD與抗滑性能BPN，計算抗滑性能指標(biāo)F₆₀的初始值，即求得表征抗滑性能指標(biāo)初始值k₁+k₃；

42)根據(jù)我國現(xiàn)有路面養(yǎng)護規(guī)范選取構(gòu)造深度最小值TD_min＝0.45，路面摩擦系數(shù)最小值BPN_min＝30，得到抗滑性能指標(biāo)衰減極限值F₆₀end＝0.1379，即k₃＝0.1379；

43)聯(lián)立方程組求解得到各個測試點的標(biāo)準(zhǔn)軸載次數(shù)以及k₂：

其中，n為檢測點編號，m為該車道斷面累計標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)；

44)將所求得的k₁、k₂、k₃代入非線性指數(shù)模型Asymptotic模型建立所述車道抗滑性能隨荷載作用次數(shù)衰減模型。