摘 要：通过对路网中各路段的使用性能进行评价，并根据路面的具体使用情况和存在问题来制定相应的路面养护计划，这样才能使得路面的养护效果达到最佳状态。由于路面使用性能的综合评价比较复杂，而在突变理论的基础上提出了突变评价的一系列操作方式，建立了完整的操作模型，能够对路面的使用性能进行更准确的评价。本文主要针对突变评价理论进行说明，并针对突变理论这一新型的综合评价方法的优势进行了阐述。
关键字：高速公路；路面使用性能；突变论；综合评价
1.路面使用性能评价方法
对路面使用性能进行评价，主要指的是利用调查得来的高速公路的路况的数据，对路况目前的情况出判断，然后以此为依据，做出相应的养护的策略，它属于路面管理系统，也是其中十分重要的组成成分。从目前的情况来看。路面性能评价的方法主要有四种，即回归模型法、系统分析评价方法、灰色理论综合评价以及属性理论法，下面我们将对这四种方法进行详细的介绍和说明。
1.1回归模型法
回归模型法主要是基于大量的实测数据的，它是在获得数据的基础上进行分析的方法。然而单凭回归分析是很难对路面的使用性能做出有效的判断的，因为其很难对路面的主观与客观之间的复杂关系进行准确的表述，往往实际测量到的数据与评价结果相关性过低。除此之外，这一方法在使用的过程中还经常会受到地域条件的限制。
1.2系统分析评价方法
在系统分析这一评价方法中，最为典型的两种方法就是数学模型法和层次分析法，这两种方法在分析的过程中层次是十分清晰的，并且其理论性很强，然而这两种方法都有其自身的不足之处，主要是在评价的过程中需要专家进行调查评分，掺杂进了一定的人为的主观因素，从而难以对路况进行客观的、公正的评价。
1.3灰色理论综合评价
这一方法尽管有其自身的优势，然而也存在着很大的不足之处。从其优点来说，它能够对路面使用性能评价中存在含糊不清且比较复杂的问题能够进行很好的处理和解决。它所存在的主要的不足之处也是因为其有着一定的主观性，具体表现在其白话全函数、评价指标的阀值以及灰聚类系数都需要依赖各项指标的经验的范围来进行确定。并且它所得出的评价结果是各个指标聚类分析的一个总和，当出现评价结果与各个聚类的相差过小时的现象时，往往很难做出判断，决定究竟该留下那个。
1.4属性理论法
关于属性理论这一方法，和灰色理论法是有着相似之处的。但其本身也存在着许多的缺陷。属性理论方法的计算是十分复杂和繁琐，在实际的操作过程中具有很大的难度。
尽管这几种评价方法也存在着很大的不足之处，但相对来说这几种方式已经算是比较成熟的方法，只能说在此基础上还需要进行更进一步的研究，而突变评价作为一种综合的评价方式因其本身所存在的许多优势已经逐渐得到广泛的应用。
2.突变评价理论的基础准备
突变理论是由法国数学家勒内.托姆于1972年正式提出的，突变一词原本指的就是在事情发展的过程中突然发生急剧的变化，是一种脱离常规状态的体现，而突变理论研究的是从一种稳定状态转变为另一种稳定状态，而这之间的转变是以突变这一形式而产生变化的，突变理论虽然只是一种数学模型，然而它所能应用的范围是十分广泛的，比如在物理、化学、哲学以及社会科学等许多领域都对这一理论有着很好的应用，而我们这一题目所研究的高速公路路面使用性能也是基于这一理论的。
2.1突变模型系统的势函数
在突变理论中，突变模型系统的势函数能够对系统的任何一种状态进行描述，这种任一状态指的是状态变量与控制变量的统一，函数可用公式表示为V=f(x，c)，在这个公式当中，x所指代的是系统的状态变量，c则指系统的控制变量，应当注意的是状态变量指的是系统的输出变量，而控制变量指的是系统外部的输入变量，当势函数的一阶导数为零时，其Hessen矩阵不等于零时的点被称作孤立临界点，系统的状态是稳定的，而其非零时则为非孤立临界点，系统很有可能产生突变，由此可以看出，这一理论的关键在于找出非孤立临界点所构成的集合，并对其进行分析研究以找到突变是以怎样的形式产生的。
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2.2分解形式的分歧方程
对于突变模型的势函数，它的平衡曲面是由其所有临界点而构成的，对函数求一阶导数即可得到方程，进而再通过二阶导数求得所有奇点，最终可得出反映状态变量与各控制变量关系的分解形式的分解方程。
3.突变系统归一公式的原则
突变系统归一公式是由分解方程而导出的，它是将系统内部的各个控制变量的不同质态统一调整为可以进行比较的一种质态，它是基于突变理论进行综合的分析与评判的公式。
3.1常用的三种突变模型归一公式
常用的突变模型的公式主要有三种，分别是点突变模型、燕尾突变模型以及蝴蝶突变模型，它们用公式表示分别为1. 2. 3.其中，x表示的是状态变量，a,b,c,d指的是控制变量。
3.2突变级数法越大越好原则
在突变级数法中有明确的规定，即突变计数法必须遵守“越大越好”这一原则，在这种状况下，其模型体系才可用归一公式进行计算，如果不用归一公式，x的数值仍处在0-1之间，最终还是在模型中继续用归一公式来计算。
4.高速公路路面使用性能评价体系的建设
4.1高速公路路面使用性能评价指标
对高速公路路面使用性能的评价有很多种不同的方法，因而所涉及到的领域是非常之广的，这些评价指标都有其各自不同的背景与计算方式，因而也都具有一定的片面性，难以对路面形成一个综合的、系统的评价[1]，因此，需要一个综合性的评价指标，但它必须基于定量和定性相结合的原则，而突变评价法正具备了这样的特点。
4.2利用突变评价法的实用性优势
突变评价法作为一种综合性的评价方法，本身是有许多优势的，这才使得其在高速公路路面使用性能的评价中得到广泛且有效的应用。概括起来，主要体现在以下三个方面，下面我们将进行一个简单的探讨。
（1）简单、易行
简单、易行是其第一个实用性优势，突变评价法有统一的数学模型和操作公式，在实际的应用中，只要将收集得来的可靠数据进行分析，并将其带入公式中，便可得出相应的结论，这就使得它在应用过程中是十分简单且容易操作的。
（2）真实性、有效性
真实性和有效性是人们最为关心的问题，也是一件东西价值的体现，关于这一问题，已经在具体的实践过程中得到了验证，早在2003年的时候，就曾使用突变评价对四川省5条高速公路沥青混凝土路面的状况检测数据进行了路面使用性能综合性分析，结果显示，其与属性综合评价得出的结果是完全相同[2]，因而可说明是突变评价是十分可靠的。
（3）新的综合评价方法
除了上述的两种优势之外，突变评价作为一种新的综合评价的方法，能够更加全面且准确的对路面的具体使用情况做出判断，使得人们能够根据实际状况而实施相应的措施。因此，它能够帮助管理者进行相关决策的制定，对路面的有效养护路面起到非常重要的作用。
5.结论
路面养护管理决策的制定是基于实测数据的真实性和可靠性以及对路面使用性能评价的准确性的。随着科技的不断进步，对数据的收集和分析的技术也越来越先进.因此，对路面使用性能的评价的准确性就显得十分重要。传统的评价方式存在着许多的不足之处，而突变评价作为一种综合的评价方法，操作简单且真实有效。本文就对突变理论进行了详细的介绍。
参考文献：
[1]毛敏，俞祥，彭启源.高速公路路面使用性能评价的一种方法[J].公路交通科技，2015，（8）：21-23.
[2]史启新，潘先帮，熊辉.路面管理理论与方法的研究进展及其趋势[J].土木工程学报，2015，（18）：156-158.
论文作者:贾浩森 路金远 李猛
论文发表刊物:《科技中国》2017年11期
论文发表时间:2018/5/2
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