Development of the Asphalt Pavement Deterioration Model Using the Markov Chain: Case Study of the State Highway Number 4 at Km. 67+334 to 111+457

Abstract

งานวิจัยนี้ได้พัฒนาแบบจำลองการเสื่อมสภาพผิวทางแอสฟัลต์ด้วยวิธีลูกโซ่มาร์คอฟ โดยพิจารณาปัจจัยที่ส่งผลต่อความเสื่อมสภาพผิวทางจากปริมาณจราจร น้ำหนักบรรทุกและปริมาณน้ำฝน บนทางหลวงหมายเลข 4 ช่วงกม. 67+334 ถึง 111+457 เพื่อศึกษาความเป็นไปได้ในการใช้แบบจำลองที่สร้างจากวิธีลูกโซ่มาร์คอฟมาคาดคะเนความเสื่อมสภาพผิวทางแอสฟัลต์ โดยนำข้อมูลดัชนีความขรุขระสากลในช่วงปี พ.ศ. 2556 ถึง พ.ศ. 2561 เป็นดัชนีในการบ่งบอกสภาพผิวทาง จากนั้นทำการสอบเทียบแบบจำลองจากข้อมูลจริง จากผลการศึกษาพบว่าความสัมพันธ์ระหว่างอายุผิวทาง (ปี) และดัชนีความขรุขระสากล สอดคล้องกับสมการเอกซ์โพเนนเชียล โดยมีค่า R-Square (R2) จากสมการที่สร้างจากปัจจัยที่ศึกษาอยู่ในช่วง 0.892-0.987 ทั้งนี้มีข้อเสนอแนะว่าหากมีจำนวนข้อมูลที่นำมาสร้างแบบจำลองที่มากเพียงพอ จะสามารถนำแบบจำลองที่สร้างจากวิธีลูกโซ่มาร์คอฟมาใช้ในการคาดคะเนความเสื่อมสภาพของผิวทางแอสฟัลต์ที่ทำการจัดกลุ่มปัจจัยจากปริมาณจราจร น้ำหนักบรรทุกและปริมาณน้ำฝน ซึ่งจะเป็นประโยชน์สำหรับการวางแผนการจัดสรรงบประมาณในงานบำรุงรักษากับหน่วยงานที่เกี่ยวข้องต่อไป

This research developed the asphalt pavement deterioration model by using the Markov chain theory. Three factors were selected as the effect of asphalt pavement condition: 1) traffic volume, 2) truck weight and 3) rainfall intensity. The methodology was applied to highway no.4 from Km. 64+334 to Km. 111+457. The purpose of this paper was to study the possibility to use that model developed by using the Markov chain theory to forecast the future performance of pavement in terms of the International Roughness Index (IRI). The data of IRI was collected from 2013 to 2018. The developed model was then verified by the actual IRI data. The relationship between age (year) and IRI (mm/km) suggested that an exponential model might be appropriate. The Exponential models could be fit to data with R-square (R2) in range 0.892–0.987. It could be suggested that if there is enough IRI data, the model developed based on the Markov chain theory by focusing on three affected factors will be used to forecast the deterioration of asphalt pavement. The result will be useful for developing a budget allocation with relevant agencies for future maintenance activities.