[发明专利]一种路面铺设方案的设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及路面铺设，尤其涉及一种路面铺设方案的设计方法。

背景技术

传统的道路设计在确定设计方案时仅考虑路面承载能力、功能需求的满足及建设成本核算等因素，通过长期道路使用的验证，这种设计理念下设计的路面铺设方案，其道路在后期使用中会存在这样的问题，维修养护费用往往要超过初期建设的费用。这是因为传统的道路设计忽视了道路是一种长期使用的产品，在方案决策时只分析初期建设过程的路面性能、建设费用，而未从道路整个生命周期所需的路面性能与经济性做全面综合的缜密思虑，更未对道路建设时所消耗能源对环境排放的影响，因此目前对道路设计及决策缺乏从道路生命周期来考虑路面性能的要求及建设初期对环境排放的要求，从而不能得到真正全面优化的路面设计方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种从生命周期过程综合考虑路用性能、环境影响、经济成本的一种路面铺设方案的决策方法。

为实现上述目的，本发明方法包括：

对每一路面铺设方案中相关于路面特性、经济特性和排放特性的对应指标进行估测；

对估测的各指标按极大型或极小型属性分别进行标准化处理，得到对应的标准化指标值；

设置各指标所对应的指标权重系数，并对权重系数和标准化指标值进行设定计算得到对应路面铺设方案的综合评价值，选取具有最高综合评价值的路面铺设方案作为最终采用方案。

所述指标包括路面特性、经济特性和排放特性的一级指标，且每一项一级指标至少包含一项二级指标；每一项一级指标和二级指标分别设置有对应的一级权重系数和二级权重系数；所述设定计算是一路面铺设方案中所有二级指标的标准化指标值分别与对应该二级指标的二级权重系数及对该二级指标对应的一级指标的一级指标权重系数之积的和，即

式中：为第i项一级指标中第j项二级指标的标准化值，w_i为第i项一级权重因子，w_ij为第i项一级指标中第j项二级指标的二级权重因子。

所述路面特性的一级指标属下包括水稳层疲劳寿命、沥青层永久变形量和沥青层平整度指数三个二级指标；所述经济特性的一级指标属下包括计算期内各年净现值和的一个二级指标；所述排放特性的一级指标为对应于能耗产生的包括全球变暖物质、酸化效应物质、危害健康物质和颗粒物质四个二级指标；排放特性一级指标所包括的每一个二级指标还至少包含一个以上的影响因子，每一影响因子设有对应的特征参数；所述全球变暖二级指标包含CO₂、CH₄和N₂O三个影响因子，对应特征参数依次为1，25，298；所述酸化效应二级指标包含SO₂、NO_X和NH₃三个影响因子，对应特征参数依次为1，0.7，1.88；所述危害健康二级指标包含SO₂、NO_X、CO和NMVOC四个影响因子，对应特征参数依次为0.096，1.2，2.4，0.64；所述颗粒物质包含PM₁₀和PM_2.5两个影响因子；对应特征参数都为1。

所述排放特性一级指标属下所包括的所有二级指标值用该二级指标中的一个影响因子的等效当量值表示，所述排放特性一级指标属下所包括的全球变暖物质、酸化效应物质、危害健康物质的二级指标分别用CO₂、SO₂、二氯苯气体排放的当量值表示；排放特性一级指标属下的第i项二级指标的当量值EL_i为该i项二级指标中j个影响因子排放值I_ij分别与对应的特征参数C_ij之积的和，即EI_i＝∑(I_ij×C_ij)；。

对应于所述路面特性、经济特性和排放特性的一级指标所设置的一级权重系数依次为0.4、0.3、0.3；路面特能一级指标所包括的水稳层疲劳寿命、沥青层永久变形量和沥青层平整度指数的二级指标的二级权重系数依次为0.5、0.3、0.2；经济特性一级指标所包括的计算期内各年净现值和的二级指标的二级权重系数为1；排放特性一级指标所包括的能耗二级指标、全球变暖物质二级指标、酸化效应物质二级指标、危害健康物质二级指标和颗粒物质二级指标的二级权重系数依次为0.3、0.2、0.3、0.1、0.1；

所述水稳层疲劳寿命的估测包括：

首先，确定初始年设计车道日平均当量轴次N₁，