高等級路面類型選用的決策分析

陸　軍

摘要:高等級公路選用瀝青砼路面還是水泥砼路面,一直是困擾設計者和決策者的一個問題。瀝青砼路面和水泥砼路面各有其優缺點,高等級公路采用何種類型路面不是一個能簡單回答的問題,有必要對兩種路面結構進行經濟、技術、社會影響等方面的綜合比較,以可靠的數據與科學的分析方法說明高等級公路在目前條件下應采用何種類型的路面。

關鍵詞:路面類型;選用;決策;分析

中圖分類號:U416.23文獻標識碼:A文章編號:1006-8937(2009)08-0089-01

1兩類路面現狀調查

路面現狀調查主要包括以下幾個方面: ①路面破損調查采用目測調查法,以1000～2000m為一個調查段落。②路面彎沉調查以貝克曼梁為主要調查工具,少數路段采用落錘式彎沉儀FWD測試。③路面平整度調查采用顛簸累積(BI)儀進行調查,每100m為一個統計路段。④路面類型對環境的適應性主要調查受水侵害嚴重的低路堤路段對兩類路面的適應性。⑤路面建設費用、養護費用及路況的歷史資料,主要通過查閱有關文檔資料獲得。

2兩類路面綜合經濟技術比較

2.1路面結構的經濟評價

路面結構的經濟評價主要考慮的因素有路面結構的壽命周期總費用現值、建筑及養護費用,還要考慮采用的方案對當地經濟的影響,如使用當地材料、勞動力資源的利用等。根據調查的材料單價、路面養護費用,對兩類路面的初期投資及費用現值進行了計算,可以得到:兩類路面的初期投資已非常接近,水泥砼路面的初期投資僅比瀝青砼路面高4%～10%,而水泥砼路面的費用現值要比瀝青砼路面費用現值低2%～10%。由此可見,僅從經濟的角度出發,水泥砼路面和瀝青砼路面具有相同的競爭力。

2.2兩類路面的技術適應性

水泥砼路面的最顯著特點是它具有很大的剛度以及良好的抗疲勞特性。由于砼板的彈性模量比基層材料高的多,因而水泥砼路面的承載力大部分是從板本身得到的,而瀝青砼路面面層與基層的模量相差不大,由荷載產生的應力有很大一部分要依靠路面基層來承擔。對于土基,水泥砼路面對土基條件不太敏感,而瀝青砼路面的整體強度很大程度上取決于土基強度。

2.3兩類路面能耗比較

根據計算,當不計瀝青本身能量時,水泥砼路面的能耗比瀝青砼路面的能耗高25%左右,當計入瀝青本身能量時,瀝青砼路面的能耗則比水泥砼路面高20%左右。我們不主張計入瀝青本身的能量,瀝青是從原油中提煉出來的,能作為能量的很多分包含成在瀝青中,但瀝青在傳統上是作為土建材料使用的,瀝青具有能量,但如果燃燒完了,它的價值也就消失了,作為土建材料的價值也就沒有了。這樣看來,修建瀝青砼路面的能耗要比水泥砼路面少,對節約能源有利。

2.4兩類路面使用性能比較

一般而言,瀝青砼路面的平整度易于得到保證,而且路面損壞后也容易恢復,但水泥砼路面的平整度較難保證,即使是新修建的水泥砼路面,其平整度合格率只能達到85%。與行車安全有關的指標主要是路面的抗滑能力。瀝青砼路面主要采取的措施有加鋪耐磨的開級配封層、磨耗層等來提高路面的抗滑能力;而水泥砼路面的防滑主要通過刻槽的方法獲得。

3高等級公路路面類型選用策略

3.1 數學模型的建立

根據多層次綜合評判原理,可以對m個評判對象進行評判,最后得出各個對象的綜合評判值向量然后根據最大隸屬度原則,給出模糊綜合評判結果。為了更進一步評價方案的優劣,我們對各個評語的得分進行加權平均,得到總分進行比較。設對每個評語Vj打分為Cj,則綜合評判的總得分為: 這樣,可以根據S的大小來進行最后的比較。

3.2影響路面選型因素的層次分析

要進行模糊評判,首先要確定因素樹結構,即要分清因素間的并列關系與從屬關系。影響路面選型的因素很多,通過分析彼此間的關系,確定路面選型因素層次。

3.3權重分配

由于影響路面選型的各因素的地位不等,權重分配便成了一個重要問題。權重分配的確定可以由決策者根據經驗選用,也可以用統計或專家評分法。本研究中采用了專家咨詢調查法確定各因素的權重。

3.4單因素評價

對于路面類型影響因素中難以用數量來定量表示的單因素評價,可通過專家評定的方法得到。在因素樹中還有一部分因素為數量指標,它們均屬于“越小越優”型。

3.5數據處理及分析

根據數學模型,編制了計算機程序來進行路面選型多層次模糊綜合評判的分析計算,從兩類路面的得分看,瀝青砼路面的優勢較為明顯,瀝青砼路面的得分要比水泥砼路面的得分高出20%以上,說明在目前的條件下,高等級公路應選用瀝青砼路面。