施 彥，凌天清，崔立龍，葛 豪，陳巧巧

(1. 廣州市高速公路有限公司，廣東 廣州 510000；2. 重慶交通大學(xué) 建筑與城市規(guī)劃學(xué)院，重慶 400074； 3. 重慶交通大學(xué) 土木工程學(xué)院，重慶 400074；4. 林同棪國際工程咨詢(中國)有限公司，重慶 401120)

0 引言

瀝青混凝土路面是路面的主要類型之一，公路建成通車后，因受內(nèi)外在諸多因素影響，路面出現(xiàn)老化、輕度車轍、裂縫、剝落、松散等不同類型的早期損壞，使用性能下降，發(fā)展惡化，尚未至設(shè)計年限便已發(fā)生路面結(jié)構(gòu)破壞[1]。隨著公路網(wǎng)功能漸趨完善，養(yǎng)護(hù)任務(wù)日益繁重，養(yǎng)護(hù)轉(zhuǎn)型和管理升級至關(guān)重要。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)概念于20世紀(jì)90年代提出，目前國內(nèi)外對預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的理解基本一致——在路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度滿足要求的前提下，對存在病害隱患或有輕微病害的路段，以減緩路面性能衰減、延長使用壽命、成本效益最大化為目標(biāo)，進(jìn)行的主動性養(yǎng)護(hù)工程，具有極好的經(jīng)濟(jì)、社會效益[2-3]。

預(yù)防性養(yǎng)護(hù)關(guān)注點在無病害或輕微病害的路段，國內(nèi)尚未形成統(tǒng)一的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)評價標(biāo)準(zhǔn)，《公路技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》(JTG H20—2007)[4]和《公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》(JTJ 073.2—2001)[5]中的判斷標(biāo)準(zhǔn)太廣，對路面微觀病害敏感性不高，識別度不夠。《公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》(JTG 5142—2019)增添和補(bǔ)充了預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的相關(guān)內(nèi)容，指出，“對瀝青路面技術(shù)狀況指數(shù)(PQI)及其各分項指標(biāo)均評價為‘優(yōu)、良’的路段(即PQI，PCI，RQI，RDI，PBI，PWI，SRI，PSSI均≥80)，可進(jìn)行日常養(yǎng)護(hù)、預(yù)防養(yǎng)護(hù)或修復(fù)養(yǎng)護(hù)”，但就此條款應(yīng)用于實踐而言，仍缺乏指導(dǎo)意義，一是不能區(qū)分日常養(yǎng)護(hù)與預(yù)防養(yǎng)護(hù)，二是指標(biāo)仍較為籠統(tǒng)。已有上海、湖北、廣東、北京等諸多省市先后出臺了指南、規(guī)程、手冊等文件，都是以結(jié)構(gòu)強(qiáng)度狀況尚好為基本前提，輔以其他路況指標(biāo)進(jìn)行綜合的或分步驟的判斷[6]；亦有諸多研究人員[7-8]就適應(yīng)于預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的評價指標(biāo)體系和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了更細(xì)致的分析，西部交通建設(shè)科技項目預(yù)防性養(yǎng)護(hù)專題給出了預(yù)防性養(yǎng)護(hù)決策樹，其中判斷指標(biāo)包括裂縫(單條裂縫寬1～5 mm、網(wǎng)裂面積率1%～3.15%)、車轍深度10～25 mm、平整度IRI3.42～6.6、抗滑性SFC45～50?；趯ΜF(xiàn)有省市文件以及研究成果的理解，本研究認(rèn)為應(yīng)把握如下兩點：(1)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)仍屬于養(yǎng)護(hù)的范疇，但指標(biāo)更為嚴(yán)苛，應(yīng)向?qū)⑵洳⑷肼访婀芾硐到y(tǒng)努力，而不是另辟蹊徑；(2)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)關(guān)鍵點在“預(yù)防”，而已有路況評定綜合指標(biāo)存在“平均”的概念，當(dāng)某一病害較為嚴(yán)重，其他方面狀況較好時，經(jīng)平均處理整體評價較好，而實際上已需對其進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。因此，就適應(yīng)于預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的評價標(biāo)準(zhǔn)，仍需開展進(jìn)一步的研究。

預(yù)防性養(yǎng)護(hù)益處最大程度發(fā)揮，只有當(dāng)實行一整套預(yù)防性養(yǎng)護(hù)計劃時才能得以實現(xiàn)[9]，非單純的某一項預(yù)養(yǎng)護(hù)措施的應(yīng)用。而目前提及預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，多是將預(yù)養(yǎng)護(hù)最佳時機(jī)和對策獨立確定；另外，決策對象——路面本身多屬性，決策問題多目標(biāo)，且屬性評價指標(biāo)不確定，因而亟需尋求一種全面適用的決策方法，對一種或不同對策組合的多種可能預(yù)養(yǎng)護(hù)方案進(jìn)行比選擇優(yōu)。王朝輝等[10]建立了基于重構(gòu)優(yōu)化DEA模型的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)時機(jī)與對策一體優(yōu)化體系，數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(DEA)通過評價比較決策單元間的相對有效性進(jìn)行擇優(yōu)，無需事先確定權(quán)重，具有很強(qiáng)的客觀性。而袁永博[11]通過文獻(xiàn)調(diào)查指出，DEA模型在方案全排序方面不比TOPSIS更有優(yōu)勢。TOPSIS法(優(yōu)劣解距離法)基于距最優(yōu)理想解(PIS)最近且距最劣理想解(NIS)最遠(yuǎn)的原則從一系列備選方案中確定最佳方案。近年來，TOPSIS法已成功應(yīng)用于運輸、產(chǎn)品設(shè)計、供應(yīng)鏈管理等諸多領(lǐng)域。然而，由于人們的判斷在不確定的環(huán)境下通常是模糊的，所以無法獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。因此，考慮在TOPSIS模型中采用模糊值和區(qū)間數(shù)來表示指標(biāo)間的相對關(guān)系和比選方案的性能[12-14]，區(qū)間數(shù)能很好地保留定性指標(biāo)的信息，區(qū)間數(shù)TOPSIS方法在經(jīng)濟(jì)管理和工程等領(lǐng)域已有諸多應(yīng)用[1，11，15-32]。

本研究充分考慮預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的特點，對比分析已有路況評價體系，研究適應(yīng)于指導(dǎo)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)工作開展的評價指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)。將預(yù)防性養(yǎng)護(hù)決策實際問題抽象為依據(jù)指標(biāo)取值對擬定方案比選擇優(yōu)的多屬性多目標(biāo)決策問題，對決策方法進(jìn)行研究并優(yōu)化。

1 預(yù)養(yǎng)護(hù)評價標(biāo)準(zhǔn)

1.1 預(yù)養(yǎng)護(hù)評價指標(biāo)

國內(nèi)已有路面技術(shù)狀況評價見表1。

表1 標(biāo)準(zhǔn)/規(guī)范技術(shù)狀況指標(biāo)取值Tab.1 Values of technical condition indicators in standards and specifications

1.1.1單項指標(biāo)

(1)強(qiáng)度

《公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》(JTJ 073.2—2001)中給出路面強(qiáng)度評價為良的條件：高速公路、一級公路0.83≤SSI<1.0，計算如式(1)、(2)。路況評定標(biāo)準(zhǔn)(JTG H20—2007)和《公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》(JTG 5142—2019)給出的PSSI評價為“良”的區(qū)間均為80～90，換算得到SSI取0.80～0.95。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的前提條件是路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度尚好，因而認(rèn)為路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度系數(shù)SSI大于0.85時，可以做進(jìn)一步判斷。

SSI=Ld/L0，

(1)

(2)

式中，Ld為路面設(shè)計彎沉值；L0為路段代表彎沉值；α0為標(biāo)定系數(shù)，采用15.71；α1為標(biāo)定系數(shù)，采用-5.19。

相應(yīng)于《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范》(JTG D50—2017)取消彎沉設(shè)計指標(biāo)，而將其作為驗收指標(biāo)，式(1)更正如下：

SSI=La/L0，

(3)

式中，La為路表驗收彎沉值，其余同上。

(2)裂縫率

已有考慮裂縫率的理論和實踐中，均只是單純計算裂縫面積或裂縫長度，而實際進(jìn)行技術(shù)狀況評定，判斷路面裂縫病害嚴(yán)重程度時，相同長度或相同換算面積的裂縫，寬度、塊度不一樣，顯然不可視為同一水平，故在計算裂縫率指標(biāo)時，認(rèn)為應(yīng)考慮裂縫類病害的損壞程度，按公式(4)計算裂縫率CR：

(4)

式中，Ai為龜裂、塊裂的面積；Lj為裂縫的長度；ωi、ωj為損壞程度權(quán)重，現(xiàn)有評價方法存在不同類型損壞、不同嚴(yán)重程度權(quán)重相差過小的問題，參照文獻(xiàn)[33]按表2取值。

表2 裂縫類病害損壞程度取值Tab.2 Values of damage degree of crack diseases

已有研究給出的適宜進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的裂縫率范圍并不完全統(tǒng)一，但基本認(rèn)可3.5%為上限。支喜蘭等[34]提出宜進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的裂縫率范圍為1%～3.145%，而若裂縫評定為“重”，實際上已經(jīng)不適合進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，需先對其進(jìn)行處治，相當(dāng)于實際計入裂縫率的只有“輕”、“中”兩種程度，權(quán)重≤1，因而裂縫率數(shù)值宜相應(yīng)降低，取0.5%～3%較為適當(dāng)。

(3)車轍

通過參與實際路段檢測不難發(fā)現(xiàn)，車轍病害通常發(fā)生在局部路段，考慮以15 mm作為上限；試驗和調(diào)查表明，7.6～10 mm已經(jīng)開始影響行車安全，故保守取5 mm為下限，認(rèn)為適宜進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的車轍深度為5～15 mm。

(4)抗滑

限于試驗路段、所處環(huán)境條件等不一，已有研究就橫向力系數(shù)對行車安全影響的結(jié)論不完全一致，但大體上認(rèn)可40～50為橫向力系數(shù)敏感范圍，且現(xiàn)有養(yǎng)護(hù)規(guī)范[5]規(guī)定SFC≥50路面抗滑能力為優(yōu)，故認(rèn)為SFC為40～50時，宜進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。

(5)平整度

采用未作擬合處理的IRI數(shù)值對行駛質(zhì)量進(jìn)行評價，將現(xiàn)有路況評定標(biāo)準(zhǔn)[4]評定RQI為“良”的取值范圍反算得到IRI取值為2.2～3.5，綜合國內(nèi)外已有研究成果及規(guī)范，認(rèn)為IRI取值為2.0～3.5時，宜進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。

1.1.2綜合指標(biāo)

雖然目前國內(nèi)尚未形成成熟的、可以指導(dǎo)實際工程的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)規(guī)范條文，但其終究屬于養(yǎng)護(hù)工作的一部分，不可能脫離于常規(guī)養(yǎng)護(hù)獨立存在；采用單項指標(biāo)加權(quán)幾何值作為綜合指標(biāo)，此平均計算方法不同于常規(guī)評價方法，且其指標(biāo)權(quán)重的確定為純數(shù)學(xué)方法，未考慮各指標(biāo)的工程意義，因此研究認(rèn)為綜合指標(biāo)仍采用計算單項指標(biāo)加權(quán)算數(shù)平均的方法予以確定。

路面使用性能指數(shù)PQI的計算同標(biāo)準(zhǔn)[4]中式6.2.1-1，見式(5)，高速、一級公路PCI，RQI，RDI，SRI權(quán)重分別為0.35，0.40，0.15，0.10。

PQI=wPCIPCI+wRQIRQI+wRDIRDI+wSRISRI。

(5)

1.2 預(yù)養(yǎng)護(hù)評判標(biāo)準(zhǔn)

基于前述分析，得到如表3所示的評判標(biāo)準(zhǔn)。

表3 預(yù)防性養(yǎng)護(hù)評判標(biāo)準(zhǔn)Tab.3 Evaluation standard for preventive maintenance

瀝青路面使用狀況評定結(jié)果滿足表3所列標(biāo)準(zhǔn)時，應(yīng)進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度為良及以上(SSI≥0.85)為基本前提，低于下限則應(yīng)考慮修復(fù)養(yǎng)護(hù)；現(xiàn)有養(yǎng)護(hù)規(guī)范評定標(biāo)準(zhǔn)主要是依據(jù)路面使用性能這一綜合指標(biāo)，本研究增加了單項指標(biāo)作為補(bǔ)充，對病害識別的敏感程度大大提高。若綜合指標(biāo)Ⅱ與單項指標(biāo)Ⅲ1～Ⅲ4中任有一項位于表3中所列取值區(qū)間，其余并非位于區(qū)間內(nèi)，而是更好(具體指，PQI>92，CR<0.5%，RD<5 mm，SFC>50，IRI≤2.0)，則可考慮進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)；若綜合指標(biāo)Ⅱ與單項指標(biāo)Ⅲ1～Ⅲ4中任有一項低于表3中所列取值區(qū)間最低限(具體指，PQI≤92，CR>3%，RD>15 mm，SFC≤40，IRI>3.5)，則應(yīng)考慮修復(fù)養(yǎng)護(hù)。

1.3 與養(yǎng)護(hù)設(shè)計規(guī)范及新路況評定標(biāo)準(zhǔn)比較

《公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)設(shè)計規(guī)范》(JTG 5421—2018)[35]和《公路技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》(JTG 5210—2018)[36]，分別于2019年3月1日、2019年5月1日開始實施，在此將第1.1、1.2節(jié)結(jié)論與養(yǎng)護(hù)設(shè)計規(guī)范及新版路況評定標(biāo)準(zhǔn)做對比。

(1)《公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)設(shè)計規(guī)范》(JTG 5421—2018)第5.2.1小節(jié)高速、一級公路養(yǎng)護(hù)類型劃分規(guī)定如下。

表4 養(yǎng)護(hù)類型劃分規(guī)定Tab.4 Provision for division of maintenance types

單就指標(biāo)類型而言，第1.1、1.2節(jié)與養(yǎng)護(hù)設(shè)計規(guī)范共有的指標(biāo)項是路面行駛質(zhì)量、車轍、抗滑性能，本研究將裂縫率單獨考慮是基于裂縫類病害是當(dāng)前瀝青路面的突出病害，而綜合指標(biāo)項PQI是由包括損壞狀況的單項指標(biāo)加權(quán)計算得到，故而同養(yǎng)護(hù)設(shè)計規(guī)范考慮的重點一致。新路況評定標(biāo)準(zhǔn)中路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度指數(shù)PSSI仍是抽檢，單獨評定，不計入路面技術(shù)狀況計算，養(yǎng)護(hù)設(shè)計規(guī)范對于結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的考慮是在病因診斷部分，而本研究以其作為前提條件更為簡潔直觀。

(2)表4劃分依據(jù)存在優(yōu)先級的含義，若PCI<85，則無論其余指標(biāo)好壞，均判定為修復(fù)養(yǎng)護(hù)；PCI為85～90時，若RQI<85，則無論RDI、SRI指標(biāo)如何，均判定為修復(fù)養(yǎng)護(hù)，其余同理。以上養(yǎng)護(hù)設(shè)計規(guī)范規(guī)定與本研究提出的評判標(biāo)準(zhǔn)的原理不一樣，單看指標(biāo)數(shù)值，本研究標(biāo)準(zhǔn)更為嚴(yán)苛。

(3)新舊路況評定標(biāo)準(zhǔn)PQI各分項指標(biāo)公式及權(quán)重對比如表5所示：

《公路技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》(JTG H20—2007)中路面使用性能指數(shù)計算式：

PQI=ωPCIPCI+ωRQIRQI+ωRDIRDI+ωSRISRI。

(6)

《公路技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》(JTG 5210—2018)中路面技術(shù)狀況指數(shù)計算式：

PQI=ωPCIPCI+ωRQIRQI+ωRDIRDI+ωPBIPBI+

ωPWIPWI+ωSRISRI+ωPSSIPSSI。

(7)

表5 新舊路況評定標(biāo)準(zhǔn)PQI各分項指標(biāo)權(quán)重對比Tab.5 Comparison of weights of different sub-indicators of PQI in new and old road condition assessment standards

新路況評定標(biāo)準(zhǔn)條文說明已對PQI分項指標(biāo)權(quán)重變化做了解釋，新增路面跳車指數(shù)PBI和路面磨耗指數(shù)PWI，路面磨耗指數(shù)PWI與路面抗滑性能指數(shù)SRI為二選一指標(biāo)，與舊路況評定標(biāo)準(zhǔn)相比，權(quán)重保持不變。路面跳車指數(shù)PBI與路面行駛質(zhì)量指數(shù)RQI都與路面縱斷面相關(guān)，權(quán)重之和與舊標(biāo)準(zhǔn)RQI相同。從以上分析來看，本研究第1.2節(jié)提出的標(biāo)準(zhǔn)仍是合理的。

(4)相較舊路況評定標(biāo)準(zhǔn)，分項指標(biāo)計算式僅車轍指標(biāo)有調(diào)整，舊標(biāo)準(zhǔn)更為嚴(yán)苛，如表6所示。確定車轍深度范圍時主要考慮其對行車安全的影響，故仍認(rèn)為其是合理的。

《公路技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》(JTG H20—2007)中車轍深度指數(shù)RDI計算式：

(8)

《公路技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》(JTG 5210—2018)中車轍深度指數(shù)RDI計算式：

(9)

表6 新舊路況評定標(biāo)準(zhǔn)車轍等級對比Tab.6 Comparison of rutting grades in new and old road condition evaluation standards

2 預(yù)防性養(yǎng)護(hù)決策方法比選

2.1 預(yù)養(yǎng)護(hù)方案制定

設(shè)本次檢測為起始年(第1年)，分析期末(性能至觸發(fā)值或給定年限末年)為第τ年，擬定如下預(yù)養(yǎng)護(hù)方案：

自第i年(1≤i≤τ，i為整數(shù)，通過路況評定結(jié)合路用性能預(yù)測進(jìn)行確定)開始制訂預(yù)養(yǎng)護(hù)方案，第一種預(yù)養(yǎng)護(hù)措施至使用壽命，確定下一年仍采用該種或不同預(yù)養(yǎng)護(hù)措施，依此類推，直至分析期末(第τ年)。

方案Ⅳ效果評分計算如下：

2.2 重構(gòu)優(yōu)化DEA方法

(10)

此方法，相較傳統(tǒng)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)方法的單純比選已有很大突破，各決策單元的相對有效性與指標(biāo)的量綱選取無關(guān)。但已有應(yīng)用[10，37]在確定方案效果評分時，簡單選取專家打分區(qū)間中值作為評分值，不恰當(dāng)也不盡合理。通過參與實際項目發(fā)現(xiàn)，比選確定的最優(yōu)預(yù)養(yǎng)護(hù)方案存在成本最低即最優(yōu)的傾向[9]，最優(yōu)方案的選取受到了局限。

2.3 基于區(qū)間數(shù)TOPSIS方法

研究前期已對將此方法引入至瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)決策進(jìn)行了比較透徹的研究[9]，并采用案例進(jìn)行了驗證，本研究在此基礎(chǔ)上做進(jìn)一步探討。

2.3.1構(gòu)造決策矩陣

比選方案集X={X1,X2,…,Xv}，屬性集P={P1,P2,…,Pr+1}(重構(gòu)優(yōu)化DEA方法中，成本為輸入指標(biāo)，效果為輸出指標(biāo)，在此均作為屬性指標(biāo))，決策者給出方案Xi在屬性Pj下的屬性值aij(實數(shù)或區(qū)間數(shù))，于是有決策矩陣：

(11)

2.3.2決策矩陣規(guī)范化

屬性值規(guī)范化的目的：一是消除屬性值維度的影響，二是將不同類型的屬性值轉(zhuǎn)換為相同類型。就路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)決策實際問題而言，其評價指標(biāo)類型分為效益型和成本型。成本指標(biāo)是實際意義的單價，而效果指標(biāo)為相對評分，不具有同一水平的意義，故需進(jìn)行規(guī)范化處理。本研究采用修正的向量標(biāo)準(zhǔn)化方法，在方案不多時，可彌補(bǔ)極值化方法[38]放大最優(yōu)值效用、減小最劣值效用的不足，且經(jīng)距離計算處理后縮放無關(guān)性程度減小[39]。具體公式如下：

當(dāng)Pj為效益型指標(biāo)，

(12)

當(dāng)Pj為成本型指標(biāo)，

(13)

2.3.3構(gòu)造加權(quán)規(guī)范化決策矩陣

構(gòu)造加權(quán)規(guī)范化矩陣W=(wij)，其中，wij=bijωj,i=1,2,…,v;j=1,2,…,r+1，ωj基于離差最大化思想按式(14)計算。

(14)

2.3.4貼近度計算及方案排序

(15)

式中,I+、I-為正、負(fù)理想點，L(a,b)定義為區(qū)間數(shù)距離，計算如下：

L(a,b)=‖a-b‖=|aL-bL|+|aU-bU|，

(16)

式中，a=[aL,aU]和b=[bL,bU]為兩個區(qū)間數(shù)。

確定貼進(jìn)度c值最大的方案i為最優(yōu)方案。

2.4 實例論證

以重慶高速集團(tuán)某營運分公司所轄合武路、繞城路、江合路為例，擬訂預(yù)養(yǎng)護(hù)方案并比選擇優(yōu)，對以上兩種方法進(jìn)行對比論證。這3條路段于2018年9月進(jìn)行了路況檢測，具體見表7。

表7 項目概況Tab.7 Project overview

合武路車轍及抗滑性能、繞城路抗滑性能滿足表3相應(yīng)取值范圍，其余指標(biāo)更好，因而，從整體來看，合武路與繞城路較大范圍上宜考慮進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。通過分析檢測數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)并非全長范圍均有預(yù)養(yǎng)護(hù)需求，亦或局部路段病害嚴(yán)重需考慮大中修，從不過分增加工作量、保證養(yǎng)護(hù)效率、提高養(yǎng)護(hù)質(zhì)量的角度考慮，認(rèn)為可以沿用現(xiàn)有等長分段法確定需采取預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的路段范圍，以500 m為單元長度，剔除路況較好或需采取修復(fù)養(yǎng)護(hù)的路段范圍，本研究略去此部分工作，僅對滿足第1.2小節(jié)預(yù)養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的路段擬定預(yù)養(yǎng)護(hù)方案。因這3條路段均于2015年進(jìn)行了維修處理，本節(jié)側(cè)重點在于方案的比選擇優(yōu)，故簡單采取以10 a為期，依據(jù)檢測結(jié)果對此后6 a進(jìn)行方案制定。

2.4.1決策結(jié)果

對合武路、繞城路擬定預(yù)養(yǎng)護(hù)方案及決策對比見圖1、圖2和表8，主要指標(biāo)包括成本及耐久性、行駛平順性、抗滑性、防水、美觀、降噪等7個方面，成本指標(biāo)是實際意義的單價，6個效果指標(biāo)為10分制相對打分[10]，均為區(qū)間數(shù)。

圖1 合武路擬定預(yù)養(yǎng)護(hù)方案比較Fig.1 Comparison of Hewu Road pre-maintenance schemes

2.4.2對比分析

(1)經(jīng)典DEA模型可能得到多個有效決策，重構(gòu)優(yōu)化DEA模型引入最優(yōu)和最差虛擬決策單元[10]，在剔除θ<1的決策單元后，對剩余多個單元進(jìn)行再評價；且其通過決策單元相互對比，僅能得出最優(yōu)方案，而不能給出方案優(yōu)劣程度排序。TOPSIS方法得到的貼近度值清晰直觀地給出了所有比選方案的相對優(yōu)劣。

圖2 繞城路擬定預(yù)養(yǎng)護(hù)方案比較Fig.2 Comparison of Ring Road pre-maintenance schemes

表8 預(yù)養(yǎng)護(hù)方案決策結(jié)果對比Tab.8 Comparison of decision-making results of pre-maintenance scheme

(2)從表8中數(shù)據(jù)可以看出，重構(gòu)優(yōu)化DEA方法得到的結(jié)果傾向于成本最低即最優(yōu)，從圖1可以看出，方案3成本最低，而其6項效果指標(biāo)均明顯低于方案4、5，而重構(gòu)優(yōu)化DEA方法計算得方案3最優(yōu)，顯然說服力不足；方案4、5相比，方案5成本較高，且其效果指標(biāo)均遜于方案4，故貼近度稍小；方案2各效果指標(biāo)中等，而成本較低，故次之；區(qū)間數(shù)TOPSIS方法得到方案排序為方案4、方案5、方案2，可信度較好。

(3)TOPSIS方法相較DEA方法能給出比選方案排序，使得決策可人為調(diào)整更為靈活，而不必局限于計算結(jié)果；另外結(jié)合區(qū)間數(shù)，使得指標(biāo)評價取值減少了人為因素的影響，決策結(jié)果更為可靠。

基于以上分析，區(qū)間數(shù)TOPSIS方法用于瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)方案決策是適宜的，得出的結(jié)論可信度較高。

3 結(jié)論

(1)當(dāng)前路況評定標(biāo)準(zhǔn)主要針對常規(guī)養(yǎng)護(hù)，對路面微觀病害敏感性不高，用于預(yù)防性養(yǎng)護(hù)缺乏指導(dǎo)意義。通過分析總結(jié)現(xiàn)有路況評價指標(biāo)體系，提出了可操作且適用性強(qiáng)的瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)評判標(biāo)準(zhǔn)：強(qiáng)度良及以上(路表驗收彎沉與實測代表彎沉之比SSI≥0.85)為前提條件，判斷指標(biāo)包括綜合指標(biāo)(路面使用性能Ⅱ)和單項指標(biāo)(裂縫率Ⅲ1(考慮裂縫嚴(yán)重程度)、車轍Ⅲ2、抗滑性能Ⅲ3、平整度Ⅲ4)，若綜合指標(biāo)Ⅱ與單項指標(biāo)Ⅲ1～Ⅲ4中任有一項滿足80

(2)分別分析了重構(gòu)優(yōu)化DEA方法和區(qū)間數(shù)TOPSIS方法的決策流程，并采用工程實例對兩種方法進(jìn)行了對比，指出，區(qū)間數(shù)TOPSIS方法用于瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)決策適用性強(qiáng)、可信度高。

(3)研究期間試圖在決策比選中將項目病害情況(路況指標(biāo))一并納入決策矩陣，但因方案比選是針對同一路段，故路況指標(biāo)取值對結(jié)果并無影響。而實際上，應(yīng)是路況指標(biāo)對成本及效果指標(biāo)權(quán)重產(chǎn)生影響，從而反映在最優(yōu)預(yù)養(yǎng)護(hù)方案確定中，對此仍需開展進(jìn)一步的研究，以使得預(yù)防性養(yǎng)護(hù)方案比選擇優(yōu)更具有針對性。