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摘要:道路选材对道路建设来说是一个很重要的事情,路面材料的选择要考虑集料的多个指标。本文应用系统优选方法—密切值法进行料场优选,根据石料检测的多个关键指标进行综合评价,最后优选出合适的料场。本次料场选择结果表明用密切值进行料场选择方法简便、结果科学,可以作为道路材料选择的一种新的方法。
关键词:密切值法;路面材料;系统工程;工程质量
0引言
随着我国经济的发展,道路新建工程和道路大修工程也在不断增加,随着交通量和轴载不断增加,全球气温变暖等不利因素使得道路的使用年限不断的减少。如何使得道路的使用寿命得到提高真正的达到长寿命[1],是业主单位和道路建设者最关心的问题。实践证明道路材料的质量是工程质量保证的前提。以往道路选材都是根据检测的指标经验性的选择料场,经验性比较强,具有一定的片面性。本文应用密切值法综合考虑路面材料的每个指标进行选择,使道路选材更具有科学性和适用性,以保证道路具有耐久性[2]。
本文依托山东某新建路面选择料场的检查数据,通过应用系统工程的方法进行科学选材。这次选料源主要是针对送样的玄武岩厂家进行对比,通过对比结果选出最优的料场,共有四家料场,石料共分为4档:0mm-3mm 、3mm-5mm、5mm-10mm、10mm-20mm,这里用A、B、C、D、来代表这四家料场的名字。
1检测方法与检查指标
检测方法依据《公路工程集料试验规程》(JTG E42-2005)进行,本次是为了选择料源,检测的主要项目有集料的级配、压碎值、洛杉矶磨耗值、针片状、细集料的砂当量五个指标,通过这几个指标来初步选择料源[3][4]。
2实验数据
因计算需要,对集料的级配进行量化,根据《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)里对集料级配通过率的要求给四家料场进行综合打分(按100分制),分数越高代表级配越符合要求。四家料场的筛分结果如表1
表1
根据表1的结果按《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)对集料级配通过率的要求给四家进行打分,每家的料源都有4档料,4档料级配的情况按同等重要考虑(分档料25分),四家料源每档料级配的打分情况如表2 ,
四家料场级配打分情况 表2
3密切值法进行料源选择
为了选料的合理性本文采用密切值法对集料的各项检测指标进行综合评价,四家料场的检测结果见表3。
集料的检测指标汇总 表3
3.1密切值法
密切值法又称TOPSIS法,是系统工程的一种优选方法,密切值法是一种综合的评价方法,以待评指标距最优点的最小距离、与最劣点的最大距離作为参比,综合比较其隶属于最优点和最劣点程度的一种无量纲的综合评价方法。其公式为式(1)rij=aij(a2ij )-0.5(1)
式中i=1,2,3,4…n为评价单位数;j=1,2,3,…m为评价指标数;aij为第i个评价单位的j个评价指标的原始数据;rij为aij的的规范化值。现将初始数据用公式(1)规范化并同向化,结果见表4
各指标规范化值表4
3.2虚拟的最优料场和最差料场
表7中每个指标都已经正向化,取每个指标的最大值组成虚拟的最优料场E,取最小值组成虚拟的最差料场F。
最优料场指标集Ej=(-0.3418,-0.3216,-0.2409,-0.3350,0.5312,0.58968)
最差料场指标集Fj=(-0.5735,-0.6401,-0.6974,-0.5680,0.4564,0.3807)
3.3欧式距离计算
检测料场离最优点的欧式距离di+=[rij-Ej)2]0.5 (2)
检测料场离最差点的欧式距离di-=[rij-Fj)2]0.5 (3)
按公式(2)和(3)可以算出四个料场与最优点和最差点的欧式距离。计算结果
A料场与最优点的距离为:da+=1.4931;A料场与最差点的距离为:da-=2.0862;
B料场与最优点的距离为:db+=1.5335;B料场与最差点的距离为:db-=2.1130
C 料场与最优点的距离为:dc+=1.7910;C料场与最差点的距离为:dc-=2.4192
D料场与最优点的距离为:dd+=1.6264;D料场与最差点的距离为:dd-=2.2712
3.4密切值计算
密切值公式Ci=(4)
式中 代表密切值,i与上面意义相同;
表示最优点的最小值;
代表最劣点的最大值;
根据公式(4)可算出四家料场的密切值分别为:
=0.1377,= 0.1536,= 0.1995,= 0.1504
3.5结果分析
C值的大小代表评价单元的好坏,C越小说明评价单元与最优点越近,离最差点的距离也就越远[5],即该料场的石料质料越好。
根据上面计算的C值分析可知A料场的石料质量最好,C料场的石料质量最差,在本次料场选择中应该选择A料场。
4小结
道路材料的性能是受材料的多种性能指标影响的,所以在选材时要综合考虑每个因素的作用,来综合评价材料的好坏,本文通过密切值法根据各家道路材料的检测结果综合的评价了每个料场的情况,通过密切值方可使道路材料选择的决策更加科学化合理化,本文的主要成果如下
道路材料的选择是一个复杂的事情,本文通过应用系统工程的优选方法来进行道路材料的选择可以考虑到材料的多个指标。使选择的结果更加的合理,也可保证修筑道路的质量。
本文应用的是简单的密切值法,方便易行,适合于选择的事物受多个因素影响的情况应用;当一事物受多个因素综合影响时,而每个因素的影响程度不一样时可给每个因素赋以权重。
本文是按道路材料的每个指标都是平等进行计算并做出决策,没有考虑他们的权重,建议工程人员根据道路材料的用处不同,给道路材料的每个赋以合理的权重,以达到工程质量最佳化。
5参考文献
[1]崔鹏,孙立军,胡晓. 高等级公路长寿命路面研究综述[J]. 公路交通科技, 2006,(10) .
[2]胡霞光,王秉刚,两种基于遗传算法的路面性能综合评价方法[ J ].长安大学学报( 自然科学版),2002,( 2 );6-9.
[3]公路工程集料试验规程(JTG E42-2005) [S] .北京:人民交通出版社.2005.
[4]公路沥青路面施工技术规范(JTG F40-2004) [S] .北京:人民交通出版社.2004.
[5]刘圣杰,吴建华.改进密切值法在路面性能综合评价中的应用[J].现代商贸工业,2010,(1);280-281.
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词:密切值法;路面材料;系统工程;工程质量
0引言
随着我国经济的发展,道路新建工程和道路大修工程也在不断增加,随着交通量和轴载不断增加,全球气温变暖等不利因素使得道路的使用年限不断的减少。如何使得道路的使用寿命得到提高真正的达到长寿命[1],是业主单位和道路建设者最关心的问题。实践证明道路材料的质量是工程质量保证的前提。以往道路选材都是根据检测的指标经验性的选择料场,经验性比较强,具有一定的片面性。本文应用密切值法综合考虑路面材料的每个指标进行选择,使道路选材更具有科学性和适用性,以保证道路具有耐久性[2]。
本文依托山东某新建路面选择料场的检查数据,通过应用系统工程的方法进行科学选材。这次选料源主要是针对送样的玄武岩厂家进行对比,通过对比结果选出最优的料场,共有四家料场,石料共分为4档:0mm-3mm 、3mm-5mm、5mm-10mm、10mm-20mm,这里用A、B、C、D、来代表这四家料场的名字。
1检测方法与检查指标
检测方法依据《公路工程集料试验规程》(JTG E42-2005)进行,本次是为了选择料源,检测的主要项目有集料的级配、压碎值、洛杉矶磨耗值、针片状、细集料的砂当量五个指标,通过这几个指标来初步选择料源[3][4]。
2实验数据
因计算需要,对集料的级配进行量化,根据《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)里对集料级配通过率的要求给四家料场进行综合打分(按100分制),分数越高代表级配越符合要求。四家料场的筛分结果如表1
表1
根据表1的结果按《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)对集料级配通过率的要求给四家进行打分,每家的料源都有4档料,4档料级配的情况按同等重要考虑(分档料25分),四家料源每档料级配的打分情况如表2 ,
四家料场级配打分情况 表2
3密切值法进行料源选择
为了选料的合理性本文采用密切值法对集料的各项检测指标进行综合评价,四家料场的检测结果见表3。
集料的检测指标汇总 表3
3.1密切值法
密切值法又称TOPSIS法,是系统工程的一种优选方法,密切值法是一种综合的评价方法,以待评指标距最优点的最小距离、与最劣点的最大距離作为参比,综合比较其隶属于最优点和最劣点程度的一种无量纲的综合评价方法。其公式为式(1)rij=aij(a2ij )-0.5(1)
式中i=1,2,3,4…n为评价单位数;j=1,2,3,…m为评价指标数;aij为第i个评价单位的j个评价指标的原始数据;rij为aij的的规范化值。现将初始数据用公式(1)规范化并同向化,结果见表4
各指标规范化值表4
3.2虚拟的最优料场和最差料场
表7中每个指标都已经正向化,取每个指标的最大值组成虚拟的最优料场E,取最小值组成虚拟的最差料场F。
最优料场指标集Ej=(-0.3418,-0.3216,-0.2409,-0.3350,0.5312,0.58968)
最差料场指标集Fj=(-0.5735,-0.6401,-0.6974,-0.5680,0.4564,0.3807)
3.3欧式距离计算
检测料场离最优点的欧式距离di+=[rij-Ej)2]0.5 (2)
检测料场离最差点的欧式距离di-=[rij-Fj)2]0.5 (3)
按公式(2)和(3)可以算出四个料场与最优点和最差点的欧式距离。计算结果
A料场与最优点的距离为:da+=1.4931;A料场与最差点的距离为:da-=2.0862;
B料场与最优点的距离为:db+=1.5335;B料场与最差点的距离为:db-=2.1130
C 料场与最优点的距离为:dc+=1.7910;C料场与最差点的距离为:dc-=2.4192
D料场与最优点的距离为:dd+=1.6264;D料场与最差点的距离为:dd-=2.2712
3.4密切值计算
密切值公式Ci=(4)
式中 代表密切值,i与上面意义相同;
表示最优点的最小值;
代表最劣点的最大值;
根据公式(4)可算出四家料场的密切值分别为:
=0.1377,= 0.1536,= 0.1995,= 0.1504
3.5结果分析
C值的大小代表评价单元的好坏,C越小说明评价单元与最优点越近,离最差点的距离也就越远[5],即该料场的石料质料越好。
根据上面计算的C值分析可知A料场的石料质量最好,C料场的石料质量最差,在本次料场选择中应该选择A料场。
4小结
道路材料的性能是受材料的多种性能指标影响的,所以在选材时要综合考虑每个因素的作用,来综合评价材料的好坏,本文通过密切值法根据各家道路材料的检测结果综合的评价了每个料场的情况,通过密切值方可使道路材料选择的决策更加科学化合理化,本文的主要成果如下
道路材料的选择是一个复杂的事情,本文通过应用系统工程的优选方法来进行道路材料的选择可以考虑到材料的多个指标。使选择的结果更加的合理,也可保证修筑道路的质量。
本文应用的是简单的密切值法,方便易行,适合于选择的事物受多个因素影响的情况应用;当一事物受多个因素综合影响时,而每个因素的影响程度不一样时可给每个因素赋以权重。
本文是按道路材料的每个指标都是平等进行计算并做出决策,没有考虑他们的权重,建议工程人员根据道路材料的用处不同,给道路材料的每个赋以合理的权重,以达到工程质量最佳化。
5参考文献
[1]崔鹏,孙立军,胡晓. 高等级公路长寿命路面研究综述[J]. 公路交通科技, 2006,(10) .
[2]胡霞光,王秉刚,两种基于遗传算法的路面性能综合评价方法[ J ].长安大学学报( 自然科学版),2002,( 2 );6-9.
[3]公路工程集料试验规程(JTG E42-2005) [S] .北京:人民交通出版社.2005.
[4]公路沥青路面施工技术规范(JTG F40-2004) [S] .北京:人民交通出版社.2004.
[5]刘圣杰,吴建华.改进密切值法在路面性能综合评价中的应用[J].现代商贸工业,2010,(1);280-281.
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。