灰色理论在RAP料级配中的最新应用

     作者：张毅                                                    

    本文通过引入灰色理论，客观、量化地评价RAP料级配的优劣，并使用最大干密度试验和CBR值，试验验证灰色理论的正确性。

    1  灰色理论评价RAP料级配

    RAP料作为柔性过渡层使用时，其级配的评价参照级配碎石底基层的评价标准，以RAP料的筛分曲线和标准级配碎石曲线相吻合为最优[1]，每一种RAP料的筛分数据都可以看做一个评价序列，将标准级配碎石的筛分数据看作是参考序列，各种RAP料的筛分数据的优劣评价可以使用灰色理论[2]。选用《公路沥青路面设计规范》(JTG D50 - 2006)附录表D1中的数据作为级配碎石柔性底基层的标准级配，其筛分数据见表1[3]。

    旧路的弯沉不仅反映了旧路的强度残留情况，同时也可以说明旧路的破坏程度，在试验路选择5段弯沉相差较大的路段，使用W2000铣刨机铣刨相同深度，得到5种RAP料的筛分曲线，5种筛分曲线和标准级配碎石的筛分曲线见图1。

    由图1可见，不同弯沉段的RAP料具有的共同特点是粉料和粗集料较少，集料的粒径集中在1. 18～26.5 mm之间，在图上可以看到，第四组的RAP料级配曲线最接近标准级配曲线，其余的在直接观察时，无法比较优劣，只能通过灰色理论判断。使用灰色理论进行评价时，使用各筛孔的分计筛余数据作为数据序列中的元素，得到评价的原始数据见表2。

    不需要进行无量纲化处理。对于分计筛余的权重W确定，可以参照层次分析法[4] (AHP)，确定关键筛孔为o．075，4.75，9.5和26,5 mm，认定关键筛孔的权重大于普通筛孔，关键筛孔的权重一致，得到表3所列的权重分布表。

    由于进行评价的各数据量纲和数量级一致，计算各RAP料的关联系数，得到表4。

    由表4可见，各组RAP料的级配对于标准级配的关联度排序为第四组>第一组>第五组>第二组>第三组，第四组的RAP料级配最接近标准级配，在图1上也可以看出，第二组和第三组在曲线图上比较接近，所得的关联度数值也比较接近，第一组和第五组虽然在图上相距较远，但是由于其关键筛孔处的分计筛余数据与标准比较接近，所得的关联度接近且大于第二组和第三组。

    2  理论结果的试验验证

    取上述的5组RAP料做最大干密度和CBR值试验，得到的实验数据见表5。

    由表5可见，最大干密度试验的排序为第四组>第一组>第二组>第五组>第三组，该排序

与灰色理论分析第五组和第二组出现了颠倒，主要原因是第五组RAP料的集料粒径偏大，小于1.18 mm的过少，导致该组压实试件的空隙率大于其余组，因此最大干密度较小。CBR值的排序为第四组>第五组>第一组>第二组>第三组，该排序与灰色理论的排序结果比较可得，第一组和第五组交换了位置，但是可以看到，第一组和第五组的CBR值数据接近，灰色理论得到的关联度的数据也比较接近。根据以上的实验数据可以证明，灰色理论应用于RAP料的级配评价分析中是合理的。

    3结语

    灰色关联度分析的基本思路和RAP料的级配评价都是基于数据曲线的相似度做出的评价．二者是高度吻合的。RAP料的级配使用灰色关联度进行综合评价的方法简单易行．得到的数据客观且量化，便于分析使用。该方法可以解决级配曲线相似，差异程度低的RAP料级配的优劣判断，从长远的研究来看，建立RAP料级配数据与路面的PCI值之间关系，将灰色理论的评判结果与路面PCI值建立拟合关系，可以为路面改建方案提供较精确的预测参考，具有很好的实用价值。 

    4摘要

    针对旧路改建中RAP料作为柔性过渡层时其级配多变的情况，使用灰色关联度理论建 立了以分计筛余通过率作为评价指标，以级配碎石底基层标准级配作为参考序列的评价体系，该方法克服了传统级配评价中级配曲线图形对比模糊，试验繁重的缺点，客观、量化地评价了RAP料的级配优劣，结合最大于密度试验和CBR值试验证明了灰色理论计算的正确性。