(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210808063.4 (22)申请日 2022.07.05 (71)申请人 河北工业大 学 地址 300000 天津市北辰区双口镇西平 道 5340号 (72)发明人 马士宾　蒋佳俊　杨林森　高翔　 张宇　盖茜　侯立成　袁琪杰　 李云华　杨小宾　 (74)专利代理 机构 金华市婺实专利代理事务所 (普通合伙) 33340 专利代理师 胡恩晗 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 基于多目标平衡的水泥稳定碎石材料配合 比的优化方法 (57)摘要 本发明涉及基于多目标平衡的水泥稳定碎 石材料配合比的优化方法， 属于道路工程技术领 域。 本发明基于多目标平衡的思想， 以水泥稳定 碎石强度、 抗压回弹模量、 抗裂性、 抗冲刷等材料 性能为设计指标， 提出了水稳定碎石基层材料配 合比优选新方法； 本发明不但 量化计算不同水泥 稳定碎石配合比的平衡度， 实现配合比的优选， 还可以通过各材料性能指标权重调整， 从而反映 不同工程项目对水泥稳定碎石材料性能指标实 际要求。 本发 明实现了在不改变 路面结构组合及 各结构层厚度的前提下通过对水泥稳定碎石材 料的性能设计指标平衡分析和配合比优选。 其对 减缓水泥稳定碎石基层路面早期的病害， 延长 路 面使用寿 命的有一定现实意 义。 权利要求书3页 说明书8页 附图1页 CN 115329534 A 2022.11.11 CN 115329534 A 1.基于多目标平衡的水泥稳定碎石材料配合比的优化方法， 其特征在于： 包括以下步 骤： S1、 根据道路所在区域气候条件、 交通量等级、 路面结构组合及各结构层厚度等因素选 定强度、 刚度、 抗裂性、 抗冲刷m个水泥稳定碎石材 料性能设计指标； S2、 参照经验或正交试验设计方法确定n组水泥稳定碎石材 料配合比； S3、 通过室内试验分别获取设计指标n个配合比的强度、 刚度、 抗裂性、 抗冲刷性m个性 能指标数据Xij， Xij表示第i个 配合比的第j个设计指标的试验数值； S4、 通过层次分析法对m个设计指标进行主观赋权， 计算确定各设计指标客观权 重 S5、 通过熵权法对m个设计指标进行客观赋权， 计算确定各设计指标主观权 重w′j； S6、 将主客观权 重进行耦合， 得组合权 重； S7、 利用TOP SIS确定出 水泥稳定碎石各组配合比的平衡度； S8、 按照平衡度分值越大越好的评判标准进行比较， 选出最有配合比。 2.根据权利要求1所述的水泥稳定碎石路面基层材料配合比的优化方法， 其特征在于： 所述S4具体包括： S401： 根据实际情况， 对m个性能指标进行两两比较， 给出相对重要程度， 建立判断矩阵 A： 式中， aj表示第j个设计指标的相对权重； am/aj表示第m个设计指标与第j个设计指标的 相对权重； S402： 计算 一致性指标CI： 式中， λmax为A1判断矩阵的最大 特征值， m为判断矩阵所考虑的设计指标 数量； S403： 计算一致性比率CR， 并进行一 致性判断： 式中， CI为一致性指标； RI为平均随机一致性指标； 判断一致性比率CR是否小于0.1， 若 是， 则权重系数有效且一 致性检验通过， 若否， 则一 致性检验不 通过； S404： 对判断矩阵A求取最大 特征向量并做标准 化处理， 得到各指标的主观权 重。 3.根据权利要求1所述的水泥稳定碎石路面基层材料配合比的优化方法， 其特征在于：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115329534 A 2所述S5具体包括： S501： 对不同配合比的强度、 刚度、 抗冲刷、 抗裂性材料性能试验结果进行同趋势化处 理， 若性能指标为绝对数低优指标则采用倒数法 相对数低优指标采用插值法(1 ‑ Xij)； S502： 对同趋势化后的数据进行归一 化处理： 式中： Zij表示第i个 配合比的第j个设计指标归一 化处理后的数据； S503： 计算样本占该设计设计指标比重： Pij第i个配合比的第j个设计指标 所占的比重； S504： 计算各设计指标的熵值： 其中 ej为第j项设计指标的熵值； n 为参与配合比方案比选的个数； S505： 计算各设计指标的信息熵冗余度dj： dj＝1‑ej S506： 计算各项设计指标的熵权w ′j； 式中， w′j为第j项设计指标的客观 熵权； m为需要量 化考量的设计指标总个数。 4.根据权利要求1所述的水泥稳定碎石路面基层材料配合比的优化方法， 其特征在于： 所述S7具体包括： S701： 确定最优方案Z+和最劣方案Z‑： Z+＝(maxZi1,maxZi2，…， maxZij) Z‑＝(minZi1,minZi2，…， maxZij) S702： 计算 正理想序列 和负理想序列 权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115329534 A 3