[发明专利]基于层次分析法的沥青混合料结构方案比选方法

说明书

本发明提供了一种基于层次分析法的沥青混合料结构方案比选方法，包括：分析不同沥青混合料结构方案选择对路面结构性能和技术性质所造成的影响；将沥青混合料结构方案最优化比选问题进行划分，形成一个多层次的结构模型；对同层次不同元素之间进行两两比较得出相对重要程度，结合重要性等级比例标度表构造判断矩阵；对判断矩阵标准化处理并进行相关参数计算；对符合一致性检验的判断矩阵中各因素的贡献权重进行加权线性和乘，递归各阶权重而得到方案层到目标层的最终权重，实现沥青混合料结构方案最优化的选择。本发明解决了当前沥青混合料结构方案选择主要依靠“个人经验设计”的缺陷，提高沥青混合料结构方案比选的系统性和精确性。

技术领域

本发明涉及一种基于层次分析法的沥青混合料结构方案比选方法。

背景技术

现阶段，我国已建或在建的道路路面90％以上采用沥青混合料路面，而沥青混合料结构方案的选择是公路设计人员面临的最重要的决策挑战之一。混合料结构方案类型选择不当，往往会增加施工、维护和修复以及用户成本。

目前，沥青混合料结构方案的设计主要是根据专家分析和经验所得，虽然较为快捷简便，且大都能满足国内道路使用要求，但是偏个人经验设计的结构方案缺乏规范性、合理性和普遍性，容易出现由于个人经验不足，见解模糊，无法对整个路面设计进行全面评价的情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于层次分析法的沥青混合料结构方案比选方法。

为解决上述问题，本发明提供一种基于层次分析法的沥青混合料结构方案比选方法，包括：

步骤S1，分析不同沥青混合料结构方案的选择对路面结构性能和技术性质所造成的影响；

步骤S2，利用层次分析法，将沥青混合料结构方案最优化比选问题按总目标、各层子目标、评价准则及具体方案分别进行类别划分，依据划分的类别之间的相互关系，形成一个多层次的结构模型；

步骤S3，根据所述多层次的结构模型，对多层次结构模型中的同层次不同元素之间进行两两比较得出相对重要程度，基于所述相对重要程度并结合重要性等级比例标度表构造判断矩阵；

步骤S4，对所述判断矩阵作标准化处理并进行相关参数计算，所述相关参数包括：特征向量、最大特征根；同时利用随机一致性指标CR对判断矩阵进行一致性检验，若检验通过则进行下一步骤，反之需要重新构造同层次元素判断矩阵，直到满足一致性检验条件；

步骤S5，对符合一致性检验的判断矩阵中各元素的贡献权重(特征向量)进行加权线性和乘，递归各阶权重而得到方案层到目标层的最终权重，实现沥青混合料结构方案最优化的选择。

进一步的，在上述方法中，步骤S1中，所述影响包括高温稳定性、低温抗裂性、耐久性和抗滑、降噪、排水。

进一步的，在上述方法中，步骤S2，包括：

利用层次分析理论建立以沥青混合料最优结构方案为目标层，路面结构性能和技术性质，以高温稳定性、低温抗裂性、耐久性和表面功能为准则层，以沥青混合料三种结构方案：悬浮-密实结构、骨架-空隙结构和骨架-密实结构为方案层的多层次的结构模型。

进一步的，在上述方法中，步骤S3，包括：

根据所述多层次的结构模型，对所述多层次的结构模型中的同层次各个因素之间进行两两比较，选择最优判断矩阵比例标度评定各因素之间相对重要性程度，从而对目标层和准则层建立判断矩阵A；对准则层和方案层建立判断矩阵B。

进一步的，在上述方法中，步骤S4，包括：

对判断矩阵A进行特征向量ω、特征值λ的求解，再通过一次性检验后得到准则层对于目标层的贡献权重，同理，对B矩阵进行类似处理得出方案层对于准则层(的贡献权重，其中，所述准则层为路面结构性能和技术性质，所述目标层为沥青混合料最优结构方案，所述方案层为沥青混合料结构方案。