[發明專利]一種基于主成分分析法的瀝青路面歷史養護效益量化評價方法

有效

• 申請號: 201911187531.5
• 申請日: 2019-11-28
• 公開（公告）號: CN111062583B
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發明（設計）人: 羅蓉;于曉賀;王錦騰;程博文;成豪杰;楊洋
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06F17/18
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 李煒

本發明公開了一種基于主成分分析法的瀝青路面歷史養護效益量化評價方法，包括以下步驟：(1)獲取路段歷史養護發生年份前后至少各一年的路面使用性能指標檢測數據，利用孫氏衰變模型對使用性能指標PCI和RQI的衰變進行非線性曲線擬合；(2)求解養護介入后一年的使用性能指標的衰變速率；(3)求解出無養護介入狀態下對應年份的使用性能指標的衰變速率；(4)求解百分化下的使用性能指標的提升修正值和衰變速率改善值；(5)構建歷史養護對使用性能改善情況的PQII評價體系；(6)通過求解PQII評價體系中各項權重系數，完成指標評價。本發明使用歷史路面檢測數據進行衰變擬合，量化歷史養護效益，建立了一種可靠、合理、高效的評價體系。

技術領域

本發明屬于道路工程領域，涉及一種基于主成分分析法的瀝青路面歷史養護效益量化評價方法。

背景技術

我國高等級公路路面多為瀝青路面。在瀝青路面服役過程中，車輛荷載和自然環境的綜合循環作用會使得公路的安全性能和使用性能降低。科學高效的養護決策可以起到延緩病害發展、改善路況條件的作用。

在現有有關瀝青路面養護決策的研究中，通常通過室外試驗段和室內試驗的方式著重研究新工藝、新材料在道路養護中對有關病害的改善效果。但對于歷史養護中所采用過的養護方法，往往僅根據經驗性判斷結合簡單的數學統計，決策其能否應用于現有的養護需求中。這樣做的缺陷是并未具體量化歷史養護方法對相關路段路面使用性能的改善情況。

我國現行瀝青路面規范中所采用地使用性能評價體系為路面使用性能指數PQI評價體系，主要由路面損壞PCI、行駛質量RQI、路面車轍RDI、路面抗滑SRI四類指標通過線性加權求和方式計算得出。從結構物和駕駛人的角度出發，歷史養護方法對路面養護的貢獻可以看作其對路面損壞PCI和行駛質量RQI的兩方面貢獻。養護的介入一方面可以提高后一年相關使用性能指標值，同時可以延緩對應指標的衰變速率，故可將歷史養護對路面使用性能貢獻的定量分析看作一種多因素分析。主成分分析法是一種多因素分析法中確定主要因素權重的方法，使用該方法可以很好地去除各分項指標間的交叉重疊部分。

但是該方法無法建立評價歷史養護對路面使用性能改善效果的量化評價方法，無法對歷史養護和檢測數據予以充分地利用。

因此，本方法采用主成分分析法，從路面破損和行駛質量兩方面出發，建立評價歷史養護對路面使用性能改善效果的量化評價方法，實現了對歷史養護和檢測數據的充分利用，為今后養護決策研究提供了新的切入角度。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提出一種基于主成分分析法的瀝青路面歷史養護效益量化評價方法。該方法從路面破損和行駛質量兩方面出發，建立評價歷史養護對路面使用性能改善效果的量化評價方法，實現了對歷史養護和檢測數據的充分利用以及對歷史養護效益的量化評價，為今后養護決策研究提供了新的切入角度，能實現從而為科學選擇瀝青路面養護方法提供理論依據。

本發明提供的技術方案如下：

一種基于主成分分析法的瀝青路面歷史養護效益量化評價方法，包括以下步驟：

(1)獲取路段歷史養護發生年份前后至少各一年的路面使用性能指標檢測數據，利用孫氏衰變模型對使用性能指標PCI和RQI的衰變進行非線性曲線擬合

(2)將步驟(1)的擬合曲線進行一階求導，求解歷史養護介入后一年的使用性能指標PCI和RQI的衰變速率；

(3)獲取路段歷史養護發生年份前至少一年的路面使用性能指標檢測數據，利用步驟(1)(2)的方法模擬并求解出無養護介入狀態下步驟(2)歷史養護介入后一年的使用性能指標PCI和RQI的衰變速率；

(4)求解百分化下的使用性能指標PCI、RQI的提升修正值A、C和衰變速率改善值B、D；

(5)構建歷史養護對使用性能改善情況的PQII評價體系