农村公路路面使用性能模糊层次综合法评价

侯 海

(山西省晋中路桥建设集团有限公司,山西 晋中 030600)

1 路面使用性能评价指标与标准

1.1 路面行驶质量

路面行驶质量也被称为行驶舒适性，主要受到路面的平整度、车辆自身和乘客对行驶舒适性的要求等因素影响。由于乘客评价行车舒适性往往是从自身对车辆颠簸的接受情况进行判断的，因此具有一定的主观性。由于每一个乘客之间都存在个体差异，因此调查中需要结合多个乘客的评价进行综合分析。路面平整度可使用测量仪器进行量测，通过量测数据对平整度进行分析，具有一定的客观性。充分结合路面平整度和乘客对行驶舒适性的要求两方面进行分析，可以得出比较客观准确的结果。

1.2 路面强度

路面强度和承载能力的检测一般采用无破损实验弯沉测定的方法，通过对路面结构最大弯沉值的测定，确定弯沉曲线，用于评定路面结构的承载能力。在检测过程中，通常还需要配合进行破损试验，通过钻孔取芯进行物理和力学性质实验，进一步确定路面强度。通过对上述两个试验结果进行综合分析，确定路面强度和承载能力，可为农村公路养护提供重要参考依据。

1.3 路面状况

路面状况处于一个良好的状态，是路面使用性能损坏的最直接反映。通常，采用路面状况指数对路面破损情况进行评价。当路面结构存在多种不同类型和不同程度的破损时，采取对应的评价标准进行评定。

1.4 抗滑能力

为了提高农村公路行车安全，提高交通运输效率，防止发生车辆滑溜，减少交通事故，水泥路面必须具有足够的抗滑能力。一般通过横向力分布系数和构造深度对公路路面的抗滑能力进行评定。

2 模糊层次综合法

模糊层次综合法(AHP评价法)是将模糊综合评价法(FCE)和层次分析法(AHP)相结合，进行综合评价的一种方法，这种方法在系统优化、效能评估和体系评价等方面得到了广泛的应用。模糊层次综合法可以通过定性与定量分析建立评价模型，首先采用层次分析法进行评价分析确定因素集，然后采用模糊综合评判确定评判效果。层次分析法是模糊综合评价法的基础，两者良好的融合产生了模糊层次综合法。采用模糊层次综合法对水泥混凝土路面的使用性能进行分析，可以大大提高评价结果的可靠性。

3 路面使用性能模糊层次综合评价

3.1 工程实例

朔州市康马公路为一条二级公路，全长16.5 km，2010年建成通车，主要行驶车辆为运煤车辆，车流量大，车载重。为对其路面性能进行科学合理的评价，将其划分为4个评价标段，对通过调查收集的数据进行分析，并进一步运用规范法和模糊层次综合法分别对康马二级公路水泥混凝土路面的使用性能进行评定。将数据收集整理见表1。

表1 各标段评价因素实测值

3.2 模糊层次综合法评定分析

1)确定隶属度向量r，建立隶属度矩阵R。

为了消除路面各评价指标的实测值的离散性，采取适当增加观测次数的方法进行消除，消除实测值的离散性后可分析确定同一类别的隶属函数呈现正态分布，即：

(1)

使用式(1)，参照表1数据，并查规范确定相关参数计算隶属度，A标段各评价因素对评价等级的隶属度详见表2。

表2 A标段各评价因素隶属度

从而得到模糊关系矩阵R：

(2)

2)权向量的确定。

使用层次分析法，求出对应的6个因素指标的权重，进一步得出构造判断矩阵S=(μij)n×n。权向量的计算方法选用规定性标度方法，即用1～9及其倒数构造判断矩阵S：

通过对上述正互反阵S运用线性代数的相关知识进行分析，得出最大特征根λmax=6.005 89参照表3。进一步计算一致性指标，判断矩阵的一致性。

通过查表确定阶平均随机一致性指标为RI=1.26。所以有：

表3 1～9阶平均随机一致性指标

通过计算得出CR值，进而判断矩阵符合一致性的要求，说明其权系数的分配是非常合理的。计算求得上述正互反阵的特征向量为：A0=(1.213 71，0.935 714，0.991 0，1.211 37，0.634 378，1.1)。A0归一化结果为：A=(0.201，0.155，0.166，0.203，0.108，0.167)。根据v=A·R，计算得到A标的评价集v={v1，v2，v3，v4，v5}={0.000，0.352，0.491，0.123，0.031}。进行归一化处理得：v={v1，v2，v3，v4，v5}={0.000，0.352，0.492，0.122，0.031}。根据最大隶属度原则，得出vr=0.492，说明A标段路面状况评定等级为“中”。按照同样的方法，计算其他标段的评价集，得出评定结果(见表4)。

表4 不同方法各标段评价结果汇总

通过对表4结果分析可知，通过采用模糊层次综合法对康马二级公路各标段指标进行评定，评定结果表明采用模糊层次综合法对康马二级公路B，C，D标段的评价结果更准确，充分考虑了指标间的模糊性，并在评价中选用了客观权重，所以其评定结果比较符合路面的实际状况。

4 结语

通过对朔州市现有农村公路进行调查分析，得出了相关数据。对数据分析后，进一步利用PCI,SRI,RQI,DI,DBL,T共6项指标分析计算路面使用性能指数PQI，并使用模糊层次综合法和规范法分别进行各项指标的评价，得出了不同的评价结果。实例表明，采用模糊层次综合评价法可以更全面、更客观，更准确的保障路面使用性能，较规范法得出更为准确的评价结果，在农村公路使用性能评价中具有较大的应用价值。