[发明专利]一种基于主成分分析法的沥青路面历史养护效益量化评价方法

说明书

本发明公开了一种基于主成分分析法的沥青路面历史养护效益量化评价方法，包括以下步骤：(1)获取路段历史养护发生年份前后至少各一年的路面使用性能指标检测数据，利用孙氏衰变模型对使用性能指标PCI和RQI的衰变进行非线性曲线拟合；(2)求解养护介入后一年的使用性能指标的衰变速率；(3)求解出无养护介入状态下对应年份的使用性能指标的衰变速率；(4)求解百分化下的使用性能指标的提升修正值和衰变速率改善值；(5)构建历史养护对使用性能改善情况的PQII评价体系；(6)通过求解PQII评价体系中各项权重系数，完成指标评价。本发明使用历史路面检测数据进行衰变拟合，量化历史养护效益，建立了一种可靠、合理、高效的评价体系。

技术领域

本发明属于道路工程领域，涉及一种基于主成分分析法的沥青路面历史养护效益量化评价方法。

背景技术

我国高等级公路路面多为沥青路面。在沥青路面服役过程中，车辆荷载和自然环境的综合循环作用会使得公路的安全性能和使用性能降低。科学高效的养护决策可以起到延缓病害发展、改善路况条件的作用。

在现有有关沥青路面养护决策的研究中，通常通过室外试验段和室内试验的方式着重研究新工艺、新材料在道路养护中对有关病害的改善效果。但对于历史养护中所采用过的养护方法，往往仅根据经验性判断结合简单的数学统计，决策其能否应用于现有的养护需求中。这样做的缺陷是并未具体量化历史养护方法对相关路段路面使用性能的改善情况。

我国现行沥青路面规范中所采用地使用性能评价体系为路面使用性能指数PQI评价体系，主要由路面损坏PCI、行驶质量RQI、路面车辙RDI、路面抗滑SRI四类指标通过线性加权求和方式计算得出。从结构物和驾驶人的角度出发，历史养护方法对路面养护的贡献可以看作其对路面损坏PCI和行驶质量RQI的两方面贡献。养护的介入一方面可以提高后一年相关使用性能指标值，同时可以延缓对应指标的衰变速率，故可将历史养护对路面使用性能贡献的定量分析看作一种多因素分析。主成分分析法是一种多因素分析法中确定主要因素权重的方法，使用该方法可以很好地去除各分项指标间的交叉重叠部分。

但是该方法无法建立评价历史养护对路面使用性能改善效果的量化评价方法，无法对历史养护和检测数据予以充分地利用。

因此，本方法采用主成分分析法，从路面破损和行驶质量两方面出发，建立评价历史养护对路面使用性能改善效果的量化评价方法，实现了对历史养护和检测数据的充分利用，为今后养护决策研究提供了新的切入角度。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出一种基于主成分分析法的沥青路面历史养护效益量化评价方法。该方法从路面破损和行驶质量两方面出发，建立评价历史养护对路面使用性能改善效果的量化评价方法，实现了对历史养护和检测数据的充分利用以及对历史养护效益的量化评价，为今后养护决策研究提供了新的切入角度，能实现从而为科学选择沥青路面养护方法提供理论依据。

本发明提供的技术方案如下：

一种基于主成分分析法的沥青路面历史养护效益量化评价方法，包括以下步骤：

(1)获取路段历史养护发生年份前后至少各一年的路面使用性能指标检测数据，利用孙氏衰变模型对使用性能指标PCI和RQI的衰变进行非线性曲线拟合

(2)将步骤(1)的拟合曲线进行一阶求导，求解历史养护介入后一年的使用性能指标PCI和RQI的衰变速率；

(3)获取路段历史养护发生年份前至少一年的路面使用性能指标检测数据，利用步骤(1)(2)的方法模拟并求解出无养护介入状态下步骤(2)历史养护介入后一年的使用性能指标PCI和RQI的衰变速率；

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

(5)构建历史养护对使用性能改善情况的PQII评价体系