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沥青路面未确知测度结构优选模型

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第32卷第4期土木建筑与环境工程Vol.32No.42010年08月JournalofCivil,Architectural&EnvironmentalEngineeringAug.2010

沥青路面未确知测度结构优选模型

俞竞伟,黄晓明,廖公云

(东南大学交通学院,南京210096)

收稿日期:2010󰀁01󰀁06

基金项目:国家863计划资助项目(2006AA11Z110);西部交通建设科技项目(20063100004)

作者简介:俞竞伟(1976󰀁),男,博士生,主要从事道路工程研究,(E󰀁mail)fishq123@163.com。

黄晓明(联系人),男,博士,教授,博士生导师,(E󰀁mail)huangxm@seu.edu.cn。摘󰀁要:高速公路投资额巨大,需要科学的路面结构选择方法。针对高速公路沥青路面结构方案评

价过程中存在着许多不确定的知识和信息,应用未确知测度数学方法建立了高速公路沥青路面结

构优选评价模型,该方法对评价空间实现了有序分割,通过建立多指标综合测度评价矩阵对不同方

案进行识别排序。应用该模型对3种典型路面结构进行了综合评价。结果表明,采用该方法得到

的评价结果能够较为客观地反映沥青路面结构的综合性能。

关键词:未确知测度;沥青路面;结构类型;置信度

中图分类号:U416.02󰀁󰀁文献标志码:A󰀁󰀁文章编号:1674󰀁4764(2010)04󰀁0058󰀁04

OptimalSelectingModelofUncertaintyMeasurementfor

AsphaltPavementStructure

YUJing󰀁wei,HUANGXiao󰀁ming,LIAOGong󰀁yun

(TransportationCollege,SoutheastUniversity,Nanjing210096,P.R.China)

Abstract:Scientificmethodwasnecessaryforroaddecision󰀁makertoselecthighcost󰀁effectratiopavement

structurescheme.Accordingtothefactthatmanyuncertainknowledgeandinformationexistedinthe

processofevaluatingtheexpresswayasphaltpavementstructureschemes,anevaluationmodelofpavement

structureschemesbasedonuncertaintymeasurementwasputforward;Thismethodimplementedordered

divisionofassessmentspace,andcouldrecognizeandrankdifferentschemesbycomprehensive

measurementmatrixofmultipleindexes.threetypicaldesignprogramsofexpresswayasphaltpavement

structurewereevaluatedbythatmodel.Itisshownthattheassessmentcanobjectivelyreflectthe

comprehensiveperformanceofasphaltpavementstructure,whichprovidesanewmethodandwayfor

evaluationofpavementstructureschemes.

Keywords:uncertaintymeasurement;asphaltpavements;structurescheme;believingdegree.

󰀁󰀁随着经济的飞速发展,高速公路在现代社会生

活中的作用越来越大。建立一种合理的、行之有效

的道路结构评价方法,优选技术可行、合理、经济的

道路结构方案,使道路能够有效地发挥作用,促进经

济发展具有十分重要的现实意义。20世纪60年代

以来,随着人们对路面性能认识的提高,对方案的社

会效益和环境保护等方面的逐步重视,国内外道路研究者先后提出了层次分析法[1]和模糊综合评判方

法(可统称为专家决策方法)[2󰀁3]等比较典型的道路

选型评价方法,其充分发挥了专家在路面方案选型

方面的作用,取得了一定的效果,但这些选型方法对

专家的主观依赖性太大,对道路性能受客观因素影

响状况反映不够,因而迫切需要一种既能发挥专家

决策方法的优点,又能充分考虑道路性能实际状况,

使评判过程更加科学化的选型方法。该文从道路结构使用性能的的相关影响因素出

发,运用未确知测度方法[4󰀁5],建立基于未确知测度

模型[6]对路面结构进行综合评价,该模型在未确知

测度空间的基础上,充分利用各影响因素的客观数

据,根据评价空间的有序性,建立识别准则,并进行

优劣排序,综合考虑了各影响因素的性质及重要程

度对路面结构的影响,为路面结构评价提供了一种

新的方法。

1󰀁未确知测度模型

1.1󰀁空间的确定

设x1,x2,...,xn是路面结构方案的n个待评价

的样本,由这些样本组成的集合X称作对象的样本

空间,记为X=x1,x2,...xn,xi󰀂X;对每个方案有m个评价指标,构成指标空间Y,记为Y=

y1,y2,...ym,ym󰀂Y;方案xi的第j个指标yj的

测量值为xij(i=1,2, ,n;j=1,2, ,m),对

每个测量值有p个评价等级z1,z2,...zp,则称U为

评价空间,表示为U=z1,z2,...zp,zp󰀂U。

1.2󰀁单因素未确知测度

设xij表示方案xi关于yj的测量值,当方案xi关于指标yj的观测值xij不同时,则该指标使xi处

于各评价等级的程度也不同,用󰀁ijk=󰀁(xij󰀂zp)

表示xij属于第k个评价等级zk的程度。由于󰀁ijk是对程度的一种测量结果,作为一种测度它必须

满足:

0!󰀁(xij󰀂zk)!1(1)

󰀁(xij󰀂U)=1(2)

󰀁(xij󰀂Uk

k=1zk)=∀k

k=1󰀁(xij󰀂zk)(3)

i=1,2, ,n;j=1,2, ,m;k=1,2, ,p。

其中,式(2)为归一性,式(3)为可加性,满足式

(1)-式(3)条件的󰀁为未确知测度,简称测度。其

单因素测度评估矩阵如式(4)所示:

(󰀁ijk)m#p=󰀁i11󰀁󰀁i12󰀁 󰀁󰀁i1p󰀁i21󰀁󰀁

i

22󰀁 󰀁󰀁i2p󰀂󰀁󰀂󰀁󰀁󰀁󰀂

󰀁im1󰀁󰀁im2󰀁 󰀁󰀁imp,i=1,2, ,n

(4)

该矩阵的第j个行向量(󰀁ij1,󰀁ij2, ,󰀁ijp)为xij的单因素测度评估向量[7]。

1.3󰀁指标权重的确定

在给定指标值xij及评价等级后,应当给定各

个指标权重。用Wj表示指标yj对于其它指标的相对重要程度,Wj满足:0!Wj!1,∀m

j=1Wj=1(5)

称Wj为指标yj的权重。称W=(W1,W2, ,Wm)为指标权重向量。

1.4󰀁多因素综合未确知测度

设󰀁ik=󰀁(xi󰀂zk)表示xi属于第k个等级的

程度,则:

󰀁ik=∀m

j=1Wij󰀁ijk,i=1,2, ,n;j=1,2, ,m

(6)

由于0!󰀁ik!1,并且∀p

k=1󰀁ik=∀p

k=1∀m

j=1Wij󰀁ijk

=∀m

j=1(∀p

k=1󰀁ijk)Wij=∀m

j=1Wij=1,所以式(6)确定的

󰀁ik是xi的测度,称

(󰀁ik)n#p=󰀁11󰀁󰀁12󰀁 󰀁󰀁1p󰀁21󰀁󰀁22󰀁 󰀁󰀁2p󰀂󰀁󰀂󰀁󰀁󰀁󰀂

󰀁n1󰀁󰀁n2󰀁 󰀁󰀁np(7)

为多指标综合测度评价矩阵。

根据综合测度评价矩阵,可以识别xi属于哪一

个评价等级zk[8]。

1.5󰀁识别与排序

若z1>z2> >zp,称z1,z2 zp是评估空间

U上的有序分割类,当划分有序时,可采用置信度识

别准则。设置信度 >0.5(常取0.6或0.7),令:

k0=mink(k:∀k

l=1󰀁il∃ ,k=1,2, ,p)(8)

则判定待优选方案xi属于第k0个评估等级zk0。

当z1>z2>...>zp时,zk的分值大于zk+1的

分值,令p+1-k表示评价类zk的分值。令:

qxi=∀p

k=1(p+1-k)󰀁ik,i=1,2, ,n(9)

则qxi表示xi的得分,可按qxi的大小对xi(i=

1,2,3, ,n)行优劣排序[9]。

2󰀁实例分析

2.1󰀁沥青路面结构设计方案及影响因素的确定

选取中国道路路面结构方案中具有代表性的

AC、OGFC和SMA3种典型路面结构形式[10󰀁11]来

进行分析。选取道路路面结构类型时主要是考虑路

面结构的使用性能[12],目前路面使用性能主要考虑

路面结构的结构性能(包括高温稳定性[13]、低温抗

裂性[14]和水稳定性能[15])以及路面表面性能(包括

平整度、抗滑性能[16]、噪声性能[17]、防排水性能)。59第4期俞竞伟,等:沥青路面未确知测度结构优选模型选择中国从事高速公路管理、设计、施工、养护、

监理等工作的专家及相关人士分别进行了沥青路面

结构性能和表面性能权重的调查以及3种路面结构

的各单因素评价的评分调查,调查结果如表1所示。

表1󰀁3种路面结构使用性能指标评价表

路面结构形式高温稳定性低温抗裂性水稳定性平整度抗滑性能噪声性能防排

水性能

AC良良良优良中良

OGFC良中良优优优优

SMA优优优优优良良

2.2󰀁空间的确定

由已知条件知X=x1,x2,x3;U=z1,z2,z3,z4,其中z1为优,z2为良,z3为中,z4为差。评价指标Y=y1,y2,y3,y4,y5,y6,y7=

{高温稳定性,低温抗裂性,水稳定性能,平整度,抗

滑性能,噪声性能,防排水性能}

2.3󰀁确定单指标测度矩阵

按表1数据建立指标Y={y1,y2,y3,y4,y5,

y6,y7}的单指标未确知测度函数如图1所示。

图1󰀁单指标未确知测度函数

根据表1和图1得出各路面结构方案的单指标

测度评价矩阵。

x1:(󰀁1jk)7#3=0.1󰀁0.6󰀁0.3󰀁0.0

0.2󰀁0.6󰀁0.2󰀁0.0

0.6󰀁0.1󰀁0.3󰀁0.0

0.8󰀁0.2󰀁0.0󰀁0.0

0.2󰀁0.4󰀁0.3󰀁0.1

0.1󰀁0.4󰀁0.4󰀁0.1

0.2󰀁0.4󰀁0.4󰀁0.2

x2:(󰀁2jk)

7#3=0.5󰀁0.4󰀁0.1󰀁0.0

0.1󰀁0.4󰀁0.4󰀁0.1

0.2󰀁0.4󰀁0.2󰀁0.2

0.6󰀁0.3󰀁0.1󰀁0.0

0.8󰀁0.2󰀁0.0󰀁0.0

0.6󰀁0.3󰀁0.1󰀁0.0

0.8󰀁0.1󰀁0.1󰀁0.0x3:(󰀁3jk)7#3=0.8󰀁0.2󰀁0.0󰀁0.0

0.6󰀁0.4󰀁0.0󰀁0.0

0.6󰀁0.2󰀁0.2󰀁0.0

0.6󰀁0.3󰀁0.1󰀁0.0

0.7󰀁0.3󰀁0.0󰀁0.0

0.6󰀁0.3󰀁0.1󰀁0.0

0.2󰀁0.4󰀁0.2󰀁0.2(10)

2.4󰀁确定多指标综合测度评价矩阵

在确定多指标综合测度评价矩阵之前首先要确

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未确知测度模型在爆破振动安全预评价中的应用

未确知测度模型在爆破振动安全预评价中的应用

第３Ｏ卷第１期　２０１３年３月　爆破　ＢＬＡＳＴＩＮＧ　Ｖｏｌ｜３０　Ｎｏ．１　Ｍａｒ．２０１３　ｄｏｉ：１０．３９６３／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—４８７Ｘ．２０１３．０１．００４　未确知测度模型在爆破振动安全预评价中的应用　罗晓碧　，陶铁军　，赵明生　（１．新联爆破工程有限公司，贵阳５５０００２；２．北京科技大学土木与环境工程学院，北京１０００８３）　摘要：根据当前土岩爆破振动危害效应的影响因素众多，而且各影响因素之间的综合作用不确定的特　点，通过引入未确知测度模型，建立了土岩爆破振动的安全预评价模型，并结合工程实例，对某土石方开挖工　程爆破振动的危害效应进行了基于未确知测度理论的安全预评价。实例分析表明：基于未确知测度的爆破　振动安全预评价模型在各评价指标权重和识别准则的确定上，分别采用了信息熵和置信度识别准则，使评价　结果更具客观性，将影响爆破振动安全的各影响因素的未确知程度定量化，使评价结果更具客观性。为合理　有效地控制爆破振动的危害效应提供了决策依据，也为土岩爆破振动的安全预评价提供了一种新方法。　关键词：爆破振动；危害效应；安全预评价；　未确知测度；指标权重　中图分类号：Ｘ９３２　文献标识码：Ａ　文章编号：１００１—４８７Ｘ（２０１３）０１—０００１５—０５　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｕｎａｓｃｅｒｔａｉｎｅｄ　Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　Ｍｏｄｅｌ　ｉｎ　Ｓａｆｅｔｙ　Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｂｌａｓｔｉｎｇ　Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ　ＬＵＯ　Ｘｉａｏ．ｂｉ　，ＴＡＯ　Ｔｉｅ－ｊｕｎ　，ＺＨＡＯ　Ｍｉｎｇ—ｓｈｅｎｇ　（１．Ｇｕｉｚｈｏｕ　Ｘｉｎｌｉａｎ　Ｂｌａｓｔ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｌｉｍｉｔｅｄ　Ｃｏｒｐ，Ｇｕｉｙａｎｇ　５５０００２，Ｃｈｉｎａ；２．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｃｉｖｉｌ　ａｎｄ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００８３，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：　Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ　ｏｆ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ　ｆａｃｔｏｒｓ　ｉｎ　ｒｏｃｋ　ｂｌａｓｔｉｎｇ　ｖｉｂｒａｔｉｏｎ，ｔｈｅ　ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙ　ｍｅａｓｕｒｅ．　ｍｅｎｔ　ｔｈｅｏｒｙ　ｗａｓ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｔｏ　ｂｕｉｌｄ　ａ　ｓａｆｅｔｙ　ｐｒｅ—ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｍｏｄｅｌ　ｏｆ　ｒｏｃｋ　ｂｌａｓｔｉｎｇ　ｖｉｂｒａｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈ　ｗｏｕｌｄ　ｂｅ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｐｒｅ－ｅｖａｌｕａｔｅ　ｔｈｅ　ｈａｒｍｆｕｌ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｂｌａｓｔｉｎｇ　ｖｉｂｒａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｒｏｃｋ　ｅｘｃａｖａｔｉｎｇ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．Ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｉｎｆｏｒｍａ・　ｔｉｏｎ　ｅｎｔｒｏｐｙ　ａｎｄ　ｃｏｎｆｉｄｅｎｃｅ　ｉｄｅｎｔｉｆｙｉｎｇ　ｃｒｉｔｅｒｉｏｎ　ｗｅｒｅ　ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ａｓｃｅｒｔａｉｎ　ｔｈｅ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ｉｎｄｅｘ　ｗｅｉｇｈｔ　ａｎｄ　ｉ—　ｄｅｎｔｉｆｙｉｎｇ　ｃｒｉｔｅｒｉｏｎ，ｂｙ　ｗｈｉｃｈ　ｔｈｅ　ｕｎａｓｃｅｒｔａｉｎｔｙ　ｄｅｇｒｅｅ　ｏｆ　ｅａｃｈ　ｆａｃｔｏｒ　ｗａｓ　ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ　ａｎｄ　ｆｕｒｔｈｅｒ　ｃａｕｓｅ　ｔｈｅ　ｅｖａｌｕａ－　ｔｉｏｎ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｏｆ　ｔｈｉｓ　ｍｏｄｅｌ　ｍｏｒｅ　ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ．Ｔｈｅ　ｍｏｄｅｌ　ｗｉｌｌ　ｈｅｌｐ　ｔｏ　ｅｖａｌｕａｔｅ　ａｎｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｔｈｅ　ｈａｒｍｆｕｌ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｂｉａｓ—　ｔｉｎｇ　ｖｉｂｒａｔｉｏｎ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：　ｂｌａｓｔｉｎｇ　ｖｉｂｒａｔｉｏｎ；ｈａｒｍｆｕｌ　ｅｆｆｅｃｔ；ｓａｆｅｔｙ　ｐｒｅ—ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ；ｕｎａｓｅｅｒｔａｉｎｅｄ　随着矿产资源开采的不断进行，使得施工现场　周围的环境越来越复杂，开采区域离居民居住区越　来越近，爆破所引起的一系列负面效应，特别是爆破　地震波的负面效应越来越受到人们的关注和重视。　爆破产生的振动不仅会改变结构的渗透性，导致建　收稿日期：２０１２—１１—１６　作者简介：罗晓碧（１９６８一），女，汉族，贵州省贵阳市人，贵州新联爆　破工程有限公司副总工程师，主要从事爆破工程及爆破　施工标准化体系建设，（Ｅ—ｍａｉｌ）１７９１８８８５３５＠ｑｑ．ｔｏｍ。　基金项目：贵州科技计划项目（ＳＹ２０１０３６５）　ｔ；ｉｎｄｅｘ　ｗｅｉｇｈｔ　筑物的损坏，而且会降低岩石的节理强度，造成岩石　破裂或者块体失稳等等。频繁的爆破振动对周围岩　体、边坡的影响具有长期性和反复性的作用特点，岩　石在爆破振动作用下的累积损伤效应，如果处置不　当，将引发大规模的坍塌、滑坡，造成重大的人员伤　亡和经济损失。在公民环保和社会意识的不断提高　的今天，控制爆破振动所产生的危害效应，已成为国　家主管部门、当地政府对施工单位的一项强制要求。　

水泥混凝土路面使用性能未确知测度评价

水泥混凝土路面使用性能未确知测度评价

・１２６・　路基工程　Ｓｕｂｇｒａｄｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　２０１１年第４期（总第１５７期）　

水泥混凝土路面使用性能未确知测度评价　

赵忠锋　

（中国交通建设集团第二公路工程局有限公司，西安７１００６５）　

摘要：为评价水泥混凝土路面使用性能，通过研究提出了路面使用性能评价的未确知测度评价　

模型。并对评价空间分割的有序性，引入置信度识别准则，从而使评判结果合理，符合实际。该模型　

计算简单，易于编程和推广应用。　

关键词：水泥混凝土路面；使用性能；未确知测度；评价　

中图分类号：Ｕ４１６．２１６　３　文献标志码：Ａ　文章编号：１００３—８８２５【２０１１）０４—０１２６—０３　

０　引言　在交通荷载和自然环境的综合作用下，水泥混凝　

土路面会出现各种损坏现象，使用性能随之衰减。当　

路面使用性能下降到一定程度时，就必须采取有针对　

性的养护措施恢复其使用性能，否则，它将影响道路　

的使用性能并缩短其使用寿命，还会影响汽车的行驶　

速度、安全性和舒适性。正确评估路面使用性能，是　

科学进行道路养护决策的重要依据。　

目前国内外对路面使用性能进行评价主要有四　

种：①以大量实测数据为基础的回归模型法；②以层　

次分析法和模糊数学方法为代表的系统分析评价法；　③灰色理论综合评价法；④神经网络及遗传算法评价　

法。这些方法各有优点，但都未曾从指标数据代表的　

可靠性出发研究，评价中有许多未确知的因素，用这　

些方法进行预评价难以获得可靠的结果。　

未确知数学主要研究不确定信息，通过建立未确　

知测度模型、置信度识别准则并分析指标因素，确定　

指标因素的可靠程度，具有简单、实用和可靠性强的　特点。‘’　。与模糊综合评价、灰色聚类分析、物元分　

析、ＢＰ人工神经网络等评价法相比，未确知测度评　

价模型严谨，评价结果合理、精细、分辨率高，更适　

合于水泥混凝土路面使用性能的评价。因此，本文应　

用未确知测度理论对水泥混凝土路面使用性能进行　

评价　

１　路面使用性能综合评价指标体系　

防空兵战斗部署方案在未确知测度条件下的优选模型

防空兵战斗部署方案在未确知测度条件下的优选模型

兵工自动化　

２００８年第２７卷第１期　武器装置自动化　

Ａｒｍａｍｅｎｔ　Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ　０．Ｉ．Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ　

２００８，Ｖｏ１．２７，Ｎｏ．１　

文章编号：１００６—１５７６（２００８）０１—００３１—０２　

防空兵战斗部署方案在未确知测度条件下的优选模型　

史贝贝，王超，王兴春　

（防空兵指挥学院研究生大队ｌ６队，河南郑州４５００５２）　

摘要：确定防空兵优选战斗部署方案时需考虑抗击率、安全率、损失率及实施难度４个因素。由此建立未确知　

测度的防空兵战斗部署方案优选模型，其步骤包括确定单因素／多因素未确知测度，并采用置信度识别准则对有序分　

割类进行识别、排序与优选。实例证明，该模型是解决因素多、难量化，评估空间有序分割等问题的有效方法。　

关键词：防空兵；战斗部署；方案优选；未确知测度；多因素／单因素　

中图分类号：０２２４　文献标识码：Ａ　

Ｏｐｔｉｍａｌ　Ｓｅｌｅｃｔｉｎｇ　Ｍｏｄｅｌ　Ｏｆ　Ａｉｒ　Ｄｅｆｅｎｓｅ　Ｆｏｒｃｅ　Ｂａｔｔｌｅ　Ｄｉｓｐｏｓｉｔｉｏｎ　Ｕｎｄｅｒ　

Ｕｎｃｅｒｔａｉｎ　Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ　Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　—　ＳＨＩ　Ｂｅｉ—ｂｅｉ，ＷＡＮＧ　Ｃｈａｏ，ＷＡＮＧ　Ｘｉｎｇ—ｃｈｕｎ　（Ｎｏ．１　６　Ｂｒｉｇａｄｅ　ｏｆ　Ｇｒａｄｕａｔｅ，Ａｉｒ　Ｄｅｆｅｎｓｅ　Ｆｏｒｃｅｓ　Ｃｏｍｍａｎｄ　Ａｃａｄｅｍｙ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ　４５００５２，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｈｅｎ　ｄｅｓｉｇｎ　ａｉｒ　ｄｅｆｅｎｓｅ　ｏｐｔｉｍａｌ　ｓｅｌｅｃｔｉｎｇ　ｓｃｈｅｍｅ，ｉｔ　ｎｅｅｄｓ　ｔｏ　ｃｏｎｓｉｄｅｒ　ａｉｒ　ｄｅｆｅｎｓｅ　ｒａｔｅ，ｓａｆｅｔｙ　ｒａｔｅ，ｄａｍａｇｅ　

ｒａｔｅ　ａｎｄ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｙ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｅｓｔａｂｌｉｓｈ　ｏｐｔｉｍａｌ　ｍｏｄｅｌ　ｏｆ　ｕｎｃｅｒｔａｉｎ　ｍｅａｓｕｒｉｎｇ．Ｉｔｓ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｉｎｃｌｕｄｅｓ　ｍｕｌｔｉ／ｓｉｎｇｌｅ　

基于离散单元方法的沥青路面结构细观力学模型研究的开题报告

基于离散单元方法的沥青路面结构细观力学模型研究的开题报告

基于离散单元方法的沥青路面结构细观力学模型研究的开题报告

一、研究背景及意义

沥青路面在路面结构中不可缺少，它不仅起到了保护基层的作用，还承担了车辆负荷的作用。然而，由于其特殊的物理特性（如粘弹性、温度敏感性等），导致沥青路面受到多种因素的影响，如车辆荷载、气候变化等，从而使其性能表现出很强的时空依赖性和非线性行为。因此，对于沥青路面结构的研究对于提高路面的耐久性和安全性具有重要意义。

当前，对于沥青路面结构的研究主要建立在传统宏观力学模型的基础上，这类模型能够对路面的宏观性能进行准确描述，但其对于细观性能的描述能力较弱，难以深入揭示路面的本质行为。因此，建立一个能够考虑细观力学效应的沥青路面结构模型，对于深入揭示沥青路面的本质行为以及相关性能特征具有重要意义。

二、研究内容和方法

本研究旨在基于离散单元方法（DEM），建立一种考虑沥青路面微观非线性行为的细观力学模型。DEM是一种能够考虑粒子间相互作用的离散算法，能够有效描述物质的微观结构和行为规律。基于DEM算法，可以将沥青结构划分为许多离散单元，每个单元进行动力学分析，并考虑相互作用力。通过这种方法，可以获得沥青路面结构的微观应力应变分布及其演化规律。

本研究主要从以下几个方面展开：

1. 建立细观DEM模型：根据沥青路面的特性，建立DEM模型，包括沥青单层、双层及多层结构，考虑粒子间相互作用力，考虑材料随时间、温度变化的影响，得到微观应力应变场。 2. 建立位移-应力本构关系：通过微观应力应变结果建立DEM模型的位移-应力本构关系，揭示其非线性行为，进一步理解路面载荷响应以及疲劳行为。

3. 分析应力集中点：在DEM模型中，分析应力集中点的行为，通过应力集中点分析路面的断裂破坏机理，进一步认识路面的破坏行为。

三、预期结果及意义

本研究预计能够建立一种细观力学模型，能够准确地描述沥青路面在细观层面上的性能特征。通过该模型，能够深入揭示沥青路面的本质行为及其特性，为沥青路面的设计、评估和维护提供理论基础。同时，该模型还可以为其他材料在微观尺度的行为研究提供参考。