基于決策者偏好的鋼渣瀝青混合料綜合評價體系構(gòu)建與應用研究一、引言1.1研究背景與意義隨著城市化進程的不斷加速，道路建設作為基礎設施建設的重要組成部分，其規(guī)模和質(zhì)量受到了越來越多的關(guān)注。瀝青混合料作為路面建設的主要材料之一，其性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到道路的使用壽命、行車安全性以及舒適性。與此同時，隨著人們環(huán)保意識的不斷提高，對資源回收利用和環(huán)境保護的重視程度也日益增加。鋼渣作為鋼鐵冶煉過程中產(chǎn)生的一種固體廢棄物，產(chǎn)量巨大，大量堆積不僅占用土地資源，還會對環(huán)境造成嚴重污染。因此，將鋼渣應用于道路工程中，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)鋼渣的資源化利用，減少環(huán)境污染，還能降低道路建設成本，具有顯著的經(jīng)濟和環(huán)境效益。鋼渣中含有多種礦物質(zhì)成分，如硅酸二鈣、硅酸三鈣等，這些成分賦予了鋼渣一定的硬度和強度。將鋼渣作為集料或填料摻入瀝青混合料中，可以在一定程度上改善混合料的性能。相關(guān)研究表明，鋼渣的摻入能夠增加混合料的硬度、壓實度和變形抗力，提高瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性和抗疲勞性能。在高溫穩(wěn)定性方面，鋼渣瀝青混合料的動穩(wěn)定度相較于傳統(tǒng)瀝青混合料有明顯提升，能夠更好地抵抗車輛荷載作用下的變形；在抗疲勞性能方面，鋼渣的加入可以有效延長瀝青混合料的疲勞壽命，使其在長期交通荷載作用下更不易出現(xiàn)疲勞開裂等病害。然而，鋼渣的化學成分和物理性質(zhì)不夠穩(wěn)定，引入其他不穩(wěn)定雜物的可能性較高，這有可能影響混合料性能的穩(wěn)定性和可靠性。鋼渣的體積安定性問題也限制了其在道路工程中的廣泛應用，鋼渣中的游離氧化鈣等成分在遇水后會發(fā)生水化反應，導致體積膨脹，從而使瀝青混合料出現(xiàn)開裂、剝落等病害，嚴重影響道路的使用性能和壽命。因此，在將鋼渣應用于瀝青混合料時，需要對鋼渣進行適當?shù)奶幚砗唾|(zhì)量控制，以確保混合料的性能穩(wěn)定可靠。在道路工程的實際決策過程中，決策者的偏好對鋼渣瀝青混合料的應用和評價具有重要影響。不同的決策者可能會根據(jù)自身的需求、經(jīng)驗以及對各種因素的重視程度，對鋼渣瀝青混合料的性能、成本、環(huán)保等方面有不同的側(cè)重點。有些決策者可能更注重混合料的性能，希望能夠獲得具有更高強度、更好耐久性的路面材料；而有些決策者則可能更關(guān)注成本因素，希望在保證一定性能的前提下，降低道路建設和維護成本；還有些決策者會將環(huán)保因素放在首位，追求資源的最大化利用和環(huán)境影響的最小化。這些不同的偏好會直接影響到對鋼渣瀝青混合料的評價標準和選擇結(jié)果。因此，充分考慮決策者偏好，建立科學合理的鋼渣瀝青混合料綜合評價方法，對于準確評估鋼渣瀝青混合料的適用性，促進其在道路工程中的合理應用具有重要意義。本研究旨在深入探討基于決策者偏好的鋼渣瀝青混合料綜合評價方法，通過對鋼渣瀝青混合料的性能特點、影響因素以及決策者偏好進行系統(tǒng)分析，建立一套全面、科學、合理的綜合評價體系。該研究具有重要的理論和實踐意義。在理論方面，本研究有助于豐富和完善鋼渣瀝青混合料的評價理論和方法，為該領(lǐng)域的研究提供新的思路和視角；在實踐方面，通過考慮決策者偏好，能夠為道路工程的實際決策提供更具針對性和實用性的參考依據(jù)，促進鋼渣瀝青混合料在道路工程中的科學應用，提高道路建設的質(zhì)量和效益，實現(xiàn)資源的有效利用和環(huán)境保護的目標。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀鋼渣在道路工程中的應用研究由來已久，國內(nèi)外學者圍繞鋼渣瀝青混合料的性能開展了大量研究工作，取得了一系列成果。在國外，美國、日本、歐洲等發(fā)達國家和地區(qū)較早開展了鋼渣在道路工程中的應用研究。美國早在20世紀60年代就開始將鋼渣用于道路基層和底基層，隨后逐漸探索將鋼渣應用于瀝青混合料中。研究表明，鋼渣的摻入可有效提高瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性和抗滑性能，在高溫地區(qū)和重載交通路段，鋼渣瀝青混合料的路用性能表現(xiàn)出色，能夠更好地抵抗車轍和磨損。日本在鋼渣瀝青混合料的研究和應用方面也處于領(lǐng)先地位，通過對鋼渣進行預處理和優(yōu)化配合比，成功解決了鋼渣體積安定性等問題，使鋼渣瀝青混合料在日本的道路建設中得到廣泛應用。歐洲一些國家則注重鋼渣瀝青混合料的環(huán)保性能研究，通過生命周期評價等方法，評估鋼渣瀝青混合料在生產(chǎn)、使用和廢棄等階段對環(huán)境的影響，為鋼渣的可持續(xù)利用提供了理論支持。國內(nèi)對鋼渣瀝青混合料的研究起步相對較晚，但近年來發(fā)展迅速。眾多學者對鋼渣瀝青混合料的性能進行了深入研究，涉及高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、水穩(wěn)定性、疲勞性能等多個方面。研究發(fā)現(xiàn)，鋼渣的化學成分和物理性質(zhì)對瀝青混合料的性能有顯著影響，鋼渣中較高的鈣、鐵含量可增強混合料的強度和穩(wěn)定性，但也可能導致體積膨脹等問題。通過對鋼渣進行陳化、改性等處理，以及優(yōu)化瀝青混合料的配合比，可以有效改善鋼渣瀝青混合料的性能。有學者通過添加抗剝落劑和纖維等添加劑，提高了鋼渣瀝青混合料的水穩(wěn)定性和抗疲勞性能；還有學者采用正交試驗等方法，研究了鋼渣摻量、瀝青用量、級配等因素對混合料性能的影響規(guī)律，為鋼渣瀝青混合料的設計和應用提供了科學依據(jù)。然而，將決策者偏好納入鋼渣瀝青混合料評價體系的研究還相對較少。目前的研究主要集中在鋼渣瀝青混合料的性能評價指標和方法上，缺乏對決策者主觀因素的考慮。在實際工程中，決策者的偏好對鋼渣瀝青混合料的選擇和應用具有重要影響，但現(xiàn)有的評價體系往往未能充分體現(xiàn)這一點。有些研究雖然考慮了成本、環(huán)保等因素，但對決策者在不同因素之間的權(quán)衡和偏好差異分析不夠深入，導致評價結(jié)果與實際決策需求存在一定差距。此外，目前的研究多側(cè)重于理論分析和實驗室試驗，缺乏對實際工程案例的深入研究和應用驗證，使得基于決策者偏好的鋼渣瀝青混合料綜合評價方法在實際工程中的應用受到一定限制。1.3研究內(nèi)容與方法1.3.1研究內(nèi)容鋼渣瀝青混合料性能分析：系統(tǒng)研究鋼渣瀝青混合料的各項性能，包括高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、水穩(wěn)定性、疲勞性能等。通過室內(nèi)試驗，如車轍試驗、低溫彎曲試驗、浸水馬歇爾試驗、凍融劈裂試驗和疲勞試驗等，獲取鋼渣瀝青混合料在不同條件下的性能數(shù)據(jù)。分析鋼渣的化學成分、物理性質(zhì)以及摻量對混合料性能的影響規(guī)律，明確鋼渣瀝青混合料的性能特點和適用條件。決策者偏好確定方法：運用問卷調(diào)查、專家訪談等方式，收集道路工程決策者在選擇鋼渣瀝青混合料時對性能、成本、環(huán)保等因素的偏好信息。采用層次分析法（AHP）、模糊綜合評價法等數(shù)學方法，對收集到的偏好信息進行量化處理，確定決策者對不同因素的權(quán)重分配，從而明確決策者在鋼渣瀝青混合料評價中的偏好結(jié)構(gòu)。綜合評價模型構(gòu)建：基于鋼渣瀝青混合料的性能指標和決策者偏好，構(gòu)建綜合評價模型。選擇合適的評價方法，如灰色關(guān)聯(lián)分析、理想解法（TOPSIS）等，將鋼渣瀝青混合料的各項性能指標與決策者偏好進行有機結(jié)合，實現(xiàn)對鋼渣瀝青混合料的綜合評價。通過模型計算，得出不同鋼渣瀝青混合料方案的綜合評價得分，為決策者提供科學的決策依據(jù)。案例分析與驗證：選取實際道路工程案例，應用構(gòu)建的綜合評價模型對不同的鋼渣瀝青混合料方案進行評價分析。對比評價結(jié)果與實際工程決策情況，驗證綜合評價模型的有效性和實用性。根據(jù)案例分析結(jié)果，總結(jié)經(jīng)驗教訓，提出改進建議，進一步完善基于決策者偏好的鋼渣瀝青混合料綜合評價體系。1.3.2研究方法試驗研究法：通過室內(nèi)試驗，對鋼渣瀝青混合料的性能進行測試和分析。按照相關(guān)試驗標準和規(guī)范，制備不同配合比的鋼渣瀝青混合料試件，進行高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、水穩(wěn)定性、疲勞性能等試驗。通過試驗數(shù)據(jù)，深入了解鋼渣瀝青混合料的性能特點和影響因素，為后續(xù)的研究提供數(shù)據(jù)支持。調(diào)查研究法：設計調(diào)查問卷，對道路工程決策者、工程師、專家等進行調(diào)查，了解他們在鋼渣瀝青混合料應用中的關(guān)注點和偏好。同時，開展專家訪談，與行業(yè)內(nèi)資深專家進行面對面交流，獲取他們對鋼渣瀝青混合料性能、成本、環(huán)保等方面的專業(yè)意見和建議。通過調(diào)查研究，全面掌握決策者的偏好信息，為確定決策者偏好提供依據(jù)。數(shù)學建模法：運用數(shù)學方法，構(gòu)建鋼渣瀝青混合料性能評價模型和決策者偏好模型。利用層次分析法（AHP）確定各評價指標的權(quán)重，反映決策者對不同性能因素的重視程度；采用模糊綜合評價法、灰色關(guān)聯(lián)分析、理想解法（TOPSIS）等方法，對鋼渣瀝青混合料的性能進行綜合評價，得出綜合評價結(jié)果。通過數(shù)學建模，實現(xiàn)對鋼渣瀝青混合料的科學評價和決策支持。案例分析法：選取具有代表性的實際道路工程案例，對鋼渣瀝青混合料的應用情況進行深入分析。通過對案例中鋼渣瀝青混合料的性能表現(xiàn)、成本控制、環(huán)保效果以及決策過程的研究，驗證綜合評價模型的實際應用效果。同時，從案例中總結(jié)經(jīng)驗教訓，為其他道路工程提供參考和借鑒，推動鋼渣瀝青混合料在實際工程中的合理應用。二、鋼渣瀝青混合料性能分析2.1鋼渣特性及對混合料性能影響鋼渣作為鋼鐵冶煉過程中產(chǎn)生的固體廢棄物，其特性對于鋼渣瀝青混合料的性能有著至關(guān)重要的影響。了解鋼渣的特性以及其對混合料性能的作用機制，是實現(xiàn)鋼渣在瀝青混合料中合理應用的關(guān)鍵。2.1.1鋼渣化學成分鋼渣的化學成分復雜多樣，主要包含鐵、鈣、硅、鎂等元素的氧化物，同時還含有少量的鋁、錳、磷等元素。其中，氧化鈣（CaO）、氧化硅（SiO?）、氧化鐵（Fe?O?、FeO）和氧化鎂（MgO）是鋼渣的主要化學成分。這些成分的含量會因鋼鐵冶煉的原料、工藝以及爐型等因素的不同而有所差異。一般來說，轉(zhuǎn)爐鋼渣中CaO含量較高，可達40%-60%，這使得鋼渣具有一定的堿性。較高的CaO含量在一定程度上能夠增強鋼渣與瀝青的粘附性，有利于提高瀝青混合料的性能。而Fe?O?和FeO的含量通常在10%-30%之間，它們賦予了鋼渣較高的密度和硬度。然而，鋼渣中也存在一些有害成分，如游離氧化鈣（f-CaO）和游離氧化鎂（f-MgO）。f-CaO和f-MgO在鋼渣中以過燒狀態(tài)存在，它們在遇水后會發(fā)生水化反應，生成氫氧化鈣（Ca(OH)?）和氫氧化鎂（Mg(OH)?），伴隨著體積的膨脹，這可能導致鋼渣瀝青混合料出現(xiàn)體積不穩(wěn)定的問題，嚴重時會引起路面開裂、剝落等病害，從而影響道路的使用性能和壽命。2.1.2鋼渣礦物組成鋼渣的礦物組成主要包括硅酸三鈣（C?S）、硅酸二鈣（C?S）、鐵鋁酸鈣（C?AF）、RO相（主要由FeO、MnO、MgO等組成的固溶體）以及游離氧化鈣（f-CaO）等。C?S和C?S是鋼渣中的主要膠凝礦物，它們具有一定的水硬性，能夠在一定程度上提高鋼渣的強度和穩(wěn)定性。C?S早期強度增長較快，對鋼渣的早期性能有重要影響；C?S則后期強度增長明顯，有助于鋼渣長期性能的提升。RO相的存在對鋼渣的性能也有一定影響，它能夠提高鋼渣的硬度和耐磨性，但同時也可能降低鋼渣的韌性。而f-CaO的存在如前所述，是鋼渣體積安定性不良的主要原因之一。當鋼渣中f-CaO含量較高時，會增加鋼渣瀝青混合料出現(xiàn)體積膨脹和開裂的風險。2.1.3鋼渣物理性質(zhì)鋼渣的物理性質(zhì)主要包括密度、壓碎值、磨耗值、吸水率等。鋼渣的密度一般比普通集料大，通常在3.5-4.5g/cm3之間，這使得鋼渣瀝青混合料的密度相對較大。較大的密度在一定程度上可以提高路面的承載能力，但也可能增加施工難度和運輸成本。鋼渣的壓碎值反映了其抵抗壓碎的能力，一般來說，鋼渣的壓碎值較低，表明其具有較高的強度和硬度，能夠承受較大的荷載作用。這對于提高瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性和抗車轍能力具有積極作用。磨耗值則體現(xiàn)了鋼渣在摩擦作用下的耐磨性能，較低的磨耗值意味著鋼渣在使用過程中不易磨損，有利于延長路面的使用壽命。然而，鋼渣的吸水率相對較高，這可能導致鋼渣在潮濕環(huán)境中容易吸收水分，從而影響鋼渣與瀝青的粘附性，降低瀝青混合料的水穩(wěn)定性。2.1.4鋼渣對瀝青混合料性能的影響高溫穩(wěn)定性：鋼渣由于其較高的硬度和強度，能夠有效增強瀝青混合料的骨架結(jié)構(gòu)，提高混合料抵抗高溫變形的能力。在高溫條件下，車輛荷載的反復作用容易使瀝青混合料產(chǎn)生車轍等病害。鋼渣的摻入可以增加混合料的內(nèi)摩阻力和嵌擠作用，使混合料在高溫下更不易發(fā)生流動和變形。相關(guān)研究表明，隨著鋼渣摻量的增加，瀝青混合料的動穩(wěn)定度顯著提高。當鋼渣摻量達到一定比例時，動穩(wěn)定度可提高數(shù)倍，這表明鋼渣瀝青混合料在高溫穩(wěn)定性方面具有明顯優(yōu)勢，更適合用于高溫地區(qū)和重載交通路段。低溫抗裂性：鋼渣的彈性模量相對較高，在低溫環(huán)境下，鋼渣瀝青混合料的收縮變形相對較小。然而，由于鋼渣與瀝青的熱膨脹系數(shù)存在差異，當溫度急劇變化時，可能會在鋼渣與瀝青的界面處產(chǎn)生較大的應力集中，從而增加混合料出現(xiàn)低溫開裂的風險。為了提高鋼渣瀝青混合料的低溫抗裂性，可以通過選擇合適的瀝青品種、添加纖維等方式來改善混合料的柔韌性和抗裂性能。有研究表明，添加適量的聚酯纖維可以有效提高鋼渣瀝青混合料的低溫彎曲應變能，降低其在低溫下的開裂敏感度。水穩(wěn)定性：鋼渣的吸水性較強，這使得鋼渣瀝青混合料在潮濕環(huán)境中容易受到水的侵蝕。水分的侵入會削弱鋼渣與瀝青之間的粘附力，導致瀝青膜從鋼渣表面剝落，進而降低混合料的強度和穩(wěn)定性。此外，鋼渣中的某些成分在水的作用下可能發(fā)生化學反應，進一步影響混合料的性能。為了提高鋼渣瀝青混合料的水穩(wěn)定性，可以采取添加抗剝落劑、對鋼渣進行預處理等措施。抗剝落劑能夠增強鋼渣與瀝青之間的粘附力，有效抵抗水的侵蝕作用；對鋼渣進行干燥、預熱等預處理，可以減少鋼渣的含水量，降低水分對混合料性能的影響。疲勞性能：在長期交通荷載的反復作用下，瀝青混合料會逐漸出現(xiàn)疲勞開裂等病害。鋼渣的摻入可以改善混合料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，增加混合料的強度和韌性，從而提高其抗疲勞性能。鋼渣的顆粒形狀和表面紋理能夠增強混合料的嵌擠作用，使混合料在承受疲勞荷載時能夠更好地分散應力，延緩疲勞裂縫的產(chǎn)生和擴展。研究表明，鋼渣瀝青混合料的疲勞壽命相較于普通瀝青混合料有一定程度的延長，這表明鋼渣在提高瀝青混合料的疲勞性能方面具有積極作用。2.2鋼渣瀝青混合料性能試驗研究2.2.1試驗方案設計原材料選擇：選用某鋼鐵廠生產(chǎn)的轉(zhuǎn)爐鋼渣作為試驗用鋼渣，其化學成分和礦物組成如前文所述。為保證鋼渣性能的穩(wěn)定性，對鋼渣進行了陳化處理，使其在自然環(huán)境中放置一定時間，以降低游離氧化鈣等不穩(wěn)定成分的影響。瀝青采用道路石油瀝青，根據(jù)當?shù)貧夂驐l件和道路等級，選擇了合適的標號。同時，選用石灰?guī)r礦粉作為填料，其密度、親水系數(shù)等指標均符合相關(guān)規(guī)范要求。配合比設計：采用馬歇爾設計方法，以瀝青用量、鋼渣摻量和級配為主要設計參數(shù)。通過正交試驗設計，確定了不同配合比方案。在試驗中，設置了瀝青用量為4.5%、5.0%、5.5%三個水平，鋼渣摻量為0%、20%、40%三個水平，級配則根據(jù)規(guī)范要求，設計了粗型、細型和中值型三種級配。通過這些不同水平的組合，共設計了9組配合比方案，以全面研究各因素對鋼渣瀝青混合料性能的影響。試件制備方法：按照馬歇爾擊實法制備試件。首先，將鋼渣、集料、礦粉和瀝青等原材料加熱至規(guī)定溫度，然后按照設計配合比將原材料在攪拌機中充分攪拌均勻。將攪拌好的混合料倒入試模中，在規(guī)定的溫度和擊實次數(shù)下進行擊實成型。成型后的試件在標準條件下養(yǎng)護一定時間，待試件冷卻至室溫后，進行各項性能試驗。試驗方案設計依據(jù)：選擇上述原材料和配合比設計方法，主要是基于前人的研究成果以及實際工程的應用經(jīng)驗。鋼渣的陳化處理是為了解決其體積安定性問題，這是鋼渣在道路工程應用中面臨的關(guān)鍵問題之一。采用馬歇爾設計方法是因為該方法在瀝青混合料配合比設計中應用廣泛，具有成熟的理論和實踐經(jīng)驗。通過正交試驗設計，可以在較少的試驗次數(shù)下，全面研究各因素對混合料性能的影響，提高試驗效率。試件制備方法則嚴格按照相關(guān)試驗標準進行，以保證試驗結(jié)果的準確性和可比性。2.2.2高溫性能試驗試驗方法：采用車轍試驗來評價鋼渣瀝青混合料的高溫性能。按照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》（JTGE20-2011）中的規(guī)定，將制備好的試件放置在車轍試驗機中，在規(guī)定的溫度（通常為60℃）和荷載（0.7MPa）條件下，讓試驗輪在試件表面往返行走，記錄試件的變形情況。試驗過程中，每隔一定時間記錄一次車轍深度，直至試驗結(jié)束。試驗結(jié)果分析：通過對不同配合比的鋼渣瀝青混合料試件進行車轍試驗，分析了鋼渣摻量、瀝青種類等因素對動穩(wěn)定度和車轍深度的影響。結(jié)果表明，隨著鋼渣摻量的增加，瀝青混合料的動穩(wěn)定度顯著提高，車轍深度明顯減小。當鋼渣摻量從0%增加到40%時，動穩(wěn)定度可提高2-3倍，車轍深度降低約50%。這是因為鋼渣具有較高的硬度和強度，能夠增強混合料的骨架結(jié)構(gòu)，提高其抵抗高溫變形的能力。同時，不同種類的瀝青對鋼渣瀝青混合料的高溫性能也有一定影響。采用改性瀝青的鋼渣瀝青混合料，其動穩(wěn)定度明顯高于采用普通瀝青的混合料，車轍深度則更低。這是由于改性瀝青具有更好的高溫性能，能夠提高瀝青與鋼渣之間的粘附性，進一步增強混合料的高溫穩(wěn)定性。2.2.3低溫性能試驗試驗方法：采用低溫彎曲試驗來評價鋼渣瀝青混合料的低溫性能。將制備好的小梁試件放置在低溫環(huán)境箱中，冷卻至規(guī)定的試驗溫度（通常為-10℃或-15℃），然后在萬能材料試驗機上以規(guī)定的加載速率（50mm/min）進行三點彎曲試驗，記錄試件的荷載-變形曲線，直至試件破壞。試驗結(jié)果分析：通過對不同配合比的鋼渣瀝青混合料試件進行低溫彎曲試驗，研究了鋼渣對低溫彎拉應變、彎拉強度和破壞應變能的影響。結(jié)果表明，隨著鋼渣摻量的增加，低溫彎拉應變和破壞應變能呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢。當鋼渣摻量在一定范圍內(nèi)時，由于鋼渣的加入改善了混合料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使其柔韌性和抗裂性能得到一定提高，從而低溫彎拉應變和破壞應變能有所增加。但當鋼渣摻量過高時，由于鋼渣與瀝青的熱膨脹系數(shù)差異較大，在低溫下容易產(chǎn)生較大的應力集中，導致混合料的低溫性能下降，低溫彎拉應變和破壞應變能減小。而彎拉強度則隨著鋼渣摻量的增加而逐漸增加，這是因為鋼渣的高強度特性提高了混合料的整體強度。2.2.4水穩(wěn)定性能試驗試驗方法：采用浸水馬歇爾試驗和凍融劈裂試驗來評價鋼渣瀝青混合料的水穩(wěn)定性能。浸水馬歇爾試驗按照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》（JTGE20-2011）中的規(guī)定進行，將制備好的馬歇爾試件分為兩組，一組在60℃恒溫水浴中浸泡30min后進行馬歇爾穩(wěn)定度試驗，另一組在60℃恒溫水浴中浸泡48h后進行馬歇爾穩(wěn)定度試驗，通過計算殘留穩(wěn)定度來評價混合料的水穩(wěn)定性。凍融劈裂試驗則是將試件分為兩組，一組進行常規(guī)劈裂試驗，另一組先進行凍融循環(huán)處理（在-18℃條件下冷凍16h，然后在60℃水浴中浸泡24h），再進行劈裂試驗，通過計算凍融劈裂強度比來評價混合料的水穩(wěn)定性。試驗結(jié)果分析：通過對不同配合比的鋼渣瀝青混合料試件進行浸水馬歇爾試驗和凍融劈裂試驗，分析了鋼渣對殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂強度比的影響。結(jié)果表明，隨著鋼渣摻量的增加，殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂強度比均呈現(xiàn)下降趨勢。這是因為鋼渣的吸水性較強，在潮濕環(huán)境中容易吸收水分，導致鋼渣與瀝青之間的粘附力減弱，從而降低了混合料的水穩(wěn)定性。但通過添加抗剝落劑等措施，可以有效提高鋼渣瀝青混合料的水穩(wěn)定性能。添加抗剝落劑后，殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂強度比均有明顯提高，能夠滿足道路工程對水穩(wěn)定性的要求。三、決策者偏好確定方法3.1決策者偏好概述決策者偏好是指決策者在面對多種決策方案時，基于自身的價值觀、經(jīng)驗、目標以及對各種因素的認知和判斷，所表現(xiàn)出的對不同方案的喜好傾向。這種偏好反映了決策者對不同方案在滿足自身需求和目標方面的主觀評價和優(yōu)先選擇順序。在決策過程中，決策者偏好具有多種類型。從偏好的表現(xiàn)形式來看，可分為顯性偏好和隱性偏好。顯性偏好是決策者能夠清晰明確表達出來的偏好，他們能夠直接闡述對不同方案或因素的喜好程度和優(yōu)先順序。在選擇鋼渣瀝青混合料時，決策者可能明確表示更傾向于選擇成本較低的方案，或者更注重混合料的環(huán)保性能。隱性偏好則相對較為隱蔽，決策者可能并未完全意識到自己的這種偏好，或者由于各種原因難以直接表達出來。隱性偏好可能受到?jīng)Q策者潛意識中的觀念、情感因素以及過往未被明確察覺的經(jīng)驗等影響。從偏好的穩(wěn)定性角度，可分為穩(wěn)定偏好和動態(tài)偏好。穩(wěn)定偏好是指決策者在一定時期內(nèi)，對某些因素或方案的偏好相對固定，不會輕易受到外界因素的干擾而發(fā)生改變。在長期的道路工程實踐中，某些決策者可能一直將混合料的性能穩(wěn)定性作為首要考慮因素，無論工程環(huán)境如何變化，這一偏好始終保持穩(wěn)定。動態(tài)偏好則會隨著時間、環(huán)境、信息等因素的變化而發(fā)生改變。隨著環(huán)保政策的日益嚴格和社會對環(huán)保意識的不斷提高，原本對鋼渣瀝青混合料成本更為關(guān)注的決策者，可能會逐漸將環(huán)保性能納入重要考慮因素，甚至使其成為主導偏好。在鋼渣瀝青混合料評價中，決策者偏好起著至關(guān)重要的作用。不同的決策者由于其偏好的差異，對鋼渣瀝青混合料的評價標準和重點也會有所不同。注重成本的決策者在評價鋼渣瀝青混合料時，會將成本因素置于首位，更關(guān)注鋼渣的價格、混合料的生產(chǎn)工藝成本以及道路建設和維護的總成本等。他們會對不同鋼渣摻量、不同配合比的混合料成本進行詳細核算和比較，傾向于選擇成本最低且能滿足基本性能要求的方案。而關(guān)注環(huán)保的決策者則會重點考量鋼渣的資源化利用程度、混合料生產(chǎn)和使用過程中的環(huán)境影響等因素。他們更愿意選擇能夠最大程度實現(xiàn)鋼渣回收利用，減少廢棄物排放，并且在生產(chǎn)和使用過程中對環(huán)境危害最小的鋼渣瀝青混合料方案。決策者偏好還會影響到鋼渣瀝青混合料的應用范圍和推廣前景。如果大多數(shù)決策者偏好于具有高性能的鋼渣瀝青混合料，那么在市場上，高性能的鋼渣瀝青混合料產(chǎn)品將更受青睞，生產(chǎn)企業(yè)也會加大對高性能產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)投入，從而推動鋼渣瀝青混合料在高性能領(lǐng)域的應用和發(fā)展。反之，如果決策者普遍更注重成本，那么成本較低的鋼渣瀝青混合料可能會在市場上占據(jù)更大份額，但這也可能在一定程度上限制了鋼渣瀝青混合料在對性能要求較高的工程中的應用。因此，深入了解決策者偏好，對于準確評估鋼渣瀝青混合料的適用性，促進其在道路工程中的合理應用具有重要意義。三、決策者偏好確定方法3.2基于層次分析法（AHP）的偏好確定3.2.1AHP原理與步驟層次分析法（AnalyticHierarchyProcess，簡稱AHP）是美國運籌學家匹茨堡大學教授薩蒂（T.L.Saaty）于20世紀70年代初提出的一種定性與定量相結(jié)合的多準則決策分析方法。該方法通過將復雜的決策問題分解為不同的層次結(jié)構(gòu)，將人的主觀判斷用數(shù)量形式表達和處理，從而為多目標、多準則或無結(jié)構(gòu)特性的復雜決策問題提供簡便的決策方法。AHP的基本原理是將與決策總是有關(guān)的元素分解成目標、準則、方案等層次，在此基礎之上進行定性和定量分析。其核心思想是通過兩兩比較的方式確定各層次元素的相對重要性，從而計算出各元素的權(quán)重。具體步驟如下：建立層次結(jié)構(gòu)模型：在深入分析實際問題的基礎上，將問題所涉及的因素按照它們之間的相互關(guān)系分為最高層（目標層）、中間層（準則層或指標層）和最低層（方案層）。目標層是決策的目的或要解決的問題；準則層是影響目標實現(xiàn)的各種因素或準則；方案層是實現(xiàn)目標的具體方案或措施。對于相鄰的兩層，稱高層為目標層，低層為因素層。以鋼渣瀝青混合料評價為例，目標層為選擇最合適的鋼渣瀝青混合料；準則層可能包括性能、成本、環(huán)保等因素；方案層則是不同配合比或類型的鋼渣瀝青混合料。各層次之間的關(guān)系可以用層次結(jié)構(gòu)圖清晰地表示出來，以便于后續(xù)的分析和計算。構(gòu)造判斷矩陣：從第二層開始，對于同一層次的各元素，針對上一層次的某一準則，通過兩兩比較的方式確定它們之間的相對重要程度。為了將這種相對重要程度進行量化，采用相對尺度，即根據(jù)Saaty提出的9個重要性等級及其賦值（1-9標度法）來構(gòu)造判斷矩陣。例如，對于準則層中的性能、成本、環(huán)保三個因素，若認為性能比成本稍微重要，那么在判斷矩陣中，性能與成本的比較值為3；若認為性能比環(huán)保明顯重要，則性能與環(huán)保的比較值為5。判斷矩陣元素具有互反性，即若元素i與元素j的比較值為a_{ij}，則元素j與元素i的比較值為a_{ji}=\frac{1}{a_{ij}}。通過這種方式，構(gòu)建出完整的判斷矩陣，以反映各因素之間的相對重要性關(guān)系。計算權(quán)重：計算判斷矩陣的最大特征根及其對應的特征向量，將特征向量進行歸一化處理后，得到的向量即為同一層次因素對于上一層次某因素相對重要性的排序權(quán)值，這一過程稱為層次單排序。在實際計算中，可以采用和法、根法、特征根法等方法來求解判斷矩陣的特征向量和最大特征根。和法是將判斷矩陣每一列元素進行歸一化處理，然后按行求和，再將所得向量歸一化，得到權(quán)重向量；根法是先計算判斷矩陣每行元素的乘積，然后開n次方，再將所得向量歸一化，得到權(quán)重向量；特征根法是通過求解判斷矩陣的特征方程，得到最大特征根及其對應的特征向量，進而得到權(quán)重向量。這些方法在實際應用中都有各自的優(yōu)缺點和適用場景，需要根據(jù)具體問題進行選擇。一致性檢驗：由于在構(gòu)造判斷矩陣時，人的主觀判斷可能存在不一致性，因此需要進行一致性檢驗，以確定判斷矩陣的一致性是否在可接受范圍內(nèi)。一致性指標CI=\frac{\lambda_{max}-n}{n-1}，其中\(zhòng)lambda_{max}為判斷矩陣的最大特征根，n為判斷矩陣的階數(shù)。當CI=0時，判斷矩陣具有完全一致性；CI越接近于0，一致性越好。為了衡量CI的大小，引入隨機一致性指標RI，RI的值與判斷矩陣的階數(shù)有關(guān)。通過計算一致性比例CR=\frac{CI}{RI}，當CR\lt0.1時，認為判斷矩陣通過一致性檢驗，否則需要對判斷矩陣進行調(diào)整，重新計算權(quán)重，直到通過一致性檢驗為止。一致性檢驗是AHP方法中確保結(jié)果可靠性的重要環(huán)節(jié)，它能夠有效避免由于主觀判斷不一致而導致的決策失誤。3.2.2應用AHP確定決策者對鋼渣瀝青混合料性能指標的偏好權(quán)重建立層次結(jié)構(gòu)模型：針對鋼渣瀝青混合料的評價，構(gòu)建如下層次結(jié)構(gòu)模型。目標層為選擇最優(yōu)的鋼渣瀝青混合料方案；準則層包括性能、成本、環(huán)保三個主要準則。其中，性能準則又細分為高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、水穩(wěn)定性、疲勞性能四個子準則；成本準則包括原材料成本、生產(chǎn)加工成本、運輸施工成本三個子準則；環(huán)保準則包括鋼渣資源化利用率、環(huán)境污染程度兩個子準則。方案層則為不同的鋼渣瀝青混合料方案，如方案A、方案B、方案C等。通過這樣的層次結(jié)構(gòu)模型，將復雜的鋼渣瀝青混合料評價問題分解為多個層次，便于進行深入分析和決策。構(gòu)造判斷矩陣：邀請道路工程領(lǐng)域的專家、決策者等相關(guān)人員，根據(jù)他們的經(jīng)驗和專業(yè)知識，針對每個準則層和子準則層，運用1-9標度法構(gòu)造判斷矩陣。對于準則層，若專家認為性能比成本重要，比環(huán)保稍微重要，那么性能-成本的判斷矩陣元素a_{12}=3，性能-環(huán)保的判斷矩陣元素a_{13}=5，成本-環(huán)保的判斷矩陣元素a_{23}=\frac{1}{3}，從而得到準則層的判斷矩陣A。對于性能準則下的子準則層，若專家認為高溫穩(wěn)定性比低溫抗裂性稍微重要，比水穩(wěn)定性明顯重要，比疲勞性能強烈重要，那么可以構(gòu)建相應的判斷矩陣，以此類推，構(gòu)建出所有準則層和子準則層的判斷矩陣。在構(gòu)造判斷矩陣的過程中，充分考慮專家的意見和實際工程情況，確保判斷矩陣能夠準確反映各因素之間的相對重要程度。計算各指標權(quán)重：運用和法計算各判斷矩陣的權(quán)重向量。以準則層判斷矩陣A為例，首先將判斷矩陣A每一列元素進行歸一化處理，得到歸一化后的矩陣。然后按行求和，得到一個向量。再將該向量歸一化，得到準則層各因素對于目標層的權(quán)重向量W=(w_1,w_2,w_3)，其中w_1表示性能的權(quán)重，w_2表示成本的權(quán)重，w_3表示環(huán)保的權(quán)重。同理，計算出各子準則層對于相應準則層的權(quán)重向量。通過這些權(quán)重向量，可以清晰地了解到每個因素在整個評價體系中的相對重要程度。一致性檢驗：對每個判斷矩陣進行一致性檢驗。計算各判斷矩陣的一致性指標CI和一致性比例CR。若某個判斷矩陣的CR\lt0.1，則認為該判斷矩陣通過一致性檢驗，其計算得到的權(quán)重向量是可靠的；若CR\geq0.1，則需要重新調(diào)整判斷矩陣，直到通過一致性檢驗為止。例如，對于準則層判斷矩陣A，計算得到其最大特征根\lambda_{max}，進而計算出CI和CR。若CR不滿足要求，則與專家溝通，重新評估各因素之間的相對重要程度，調(diào)整判斷矩陣，再次進行計算和檢驗，確保每個判斷矩陣都具有良好的一致性。分析決策者偏好：根據(jù)計算得到的權(quán)重向量，可以分析決策者對鋼渣瀝青混合料性能指標的偏好。如果性能準則的權(quán)重w_1較大，說明決策者更注重鋼渣瀝青混合料的性能；在性能準則下，若高溫穩(wěn)定性的子準則權(quán)重較大，則表明決策者在性能方面更關(guān)注高溫穩(wěn)定性。通過對各權(quán)重的分析，可以明確決策者在不同因素之間的權(quán)衡和偏好差異，為鋼渣瀝青混合料的綜合評價和決策提供重要依據(jù)。例如，若計算得到性能的權(quán)重為0.5，成本的權(quán)重為0.3，環(huán)保的權(quán)重為0.2，說明決策者在選擇鋼渣瀝青混合料時，更側(cè)重于性能，其次是成本，最后是環(huán)保。在性能方面，若高溫穩(wěn)定性的權(quán)重為0.4，低溫抗裂性的權(quán)重為0.2，水穩(wěn)定性的權(quán)重為0.2，疲勞性能的權(quán)重為0.2，則進一步表明決策者在性能方面最關(guān)注高溫穩(wěn)定性。3.3基于模糊綜合評價法的偏好表達3.3.1模糊綜合評價法原理模糊綜合評價法是一種基于模糊數(shù)學的綜合評價方法，它根據(jù)模糊數(shù)學的隸屬度理論，把定性評價轉(zhuǎn)化為定量評價，能夠?qū)κ艿蕉喾N因素制約的事物或?qū)ο笞龀鲆粋€總體的評價。該方法具有結(jié)果清晰、系統(tǒng)性強的特點，能較好地解決模糊的、難以量化的問題，適合各種非確定性問題的解決。模糊綜合評價法的基本原理是：首先確定被評價對象的因素（指標）集合和評價（等級）集；再分別確定各個因素的權(quán)重及它們的隸屬度矢量，獲得模糊評判矩陣；最后把模糊評判矩陣與因素的權(quán)矢量進行模糊運算并進行歸一化，得到模糊綜合評價結(jié)果。具體步驟如下：確定評價因素集：評價因素集是影響評價對象的各指標因素組成的一個普通集合，用U=\{u_1,u_2,\cdots,u_m\}表示，其中u_i（i=1,2,\cdots,m）表示第i個評價因素。在鋼渣瀝青混合料綜合評價中，評價因素集可以包括高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、水穩(wěn)定性、疲勞性能、成本、環(huán)保等因素。這些因素是影響鋼渣瀝青混合料性能和應用的關(guān)鍵因素，通過對它們的綜合評價，可以全面了解鋼渣瀝青混合料的優(yōu)劣。確定評價等級集：評價等級集是評價者對評判對象可能作出的各種總的評判結(jié)果所組成的集合，一般用V=\{v_1,v_2,\cdots,v_n\}表示，其中v_j（j=1,2,\cdots,n）代表各種可能的評判結(jié)果（評判等級）。例如，可以將評價等級集劃分為“優(yōu)”“良”“中”“差”四個等級，即V=\{v_1?????????,v_2???è?ˉ???,v_3?????-???,v_4????·????\}。評價等級集的劃分要根據(jù)實際問題的需要和評價的精度要求來確定，不同的評價等級集會影響評價結(jié)果的表達和應用。確定模糊關(guān)系矩陣：從一個因素出發(fā)進行評價，以確定評判對象對評價集各元素的隸屬程度，稱為單因素模糊評價。設對評價對象的u_i因素進行評價，對評價集中第j個元素v_j的隸屬程度為r_{ij}，則按u_i評判的結(jié)果為一模糊集，記為R_i=(r_{i1},r_{i2},\cdots,r_{in})。從m個因素入手，可得單因素評判矩陣R=\begin{pmatrix}r_{11}&r_{12}&\cdots&r_{1n}\\r_{21}&r_{22}&\cdots&r_{2n}\\\vdots&\vdots&\ddots&\vdots\\r_{m1}&r_{m2}&\cdots&r_{mn}\end{pmatrix}，其中R為模糊關(guān)系矩陣，它反映了各個評價因素對不同評價等級的隸屬關(guān)系。確定模糊關(guān)系矩陣的方法有很多種，常用的有專家評分法、統(tǒng)計分析法等。在實際應用中，需要根據(jù)具體情況選擇合適的方法來確定模糊關(guān)系矩陣，以確保評價結(jié)果的準確性和可靠性。確定權(quán)重向量：為反映各指標因素的重要程度，對各因素u_i賦予一相應的權(quán)數(shù)a_i，各權(quán)數(shù)組成的集合為A=(a_1,a_2,\cdots,a_m)，且\sum_{i=1}^{m}a_i=1，A稱為權(quán)重向量。權(quán)重向量的確定可以采用專家經(jīng)驗法、層次分析法（AHP）等方法。如前文所述，通過AHP方法可以確定決策者對各評價因素的偏好權(quán)重，從而得到準確的權(quán)重向量。權(quán)重向量的確定是模糊綜合評價法的關(guān)鍵步驟之一，它直接影響評價結(jié)果的合理性和科學性。不同的權(quán)重向量會導致評價結(jié)果的差異，因此需要根據(jù)實際情況和決策者的偏好，合理確定權(quán)重向量。進行模糊合成運算：將權(quán)重向量A與模糊關(guān)系矩陣R進行模糊合成運算，得到綜合評價結(jié)果向量B，即B=A\cdotR=(b_1,b_2,\cdots,b_n)，其中b_j（j=1,2,\cdots,n）表示綜合考慮所有因素后，評判對象對評價等級v_j的隸屬度。模糊合成運算的方法有多種，常用的有“M(\land,\lor)”（取小取大）算子、“M(\cdot,\lor)”（乘積取大）算子、“M(\land,+)”（取小求和）算子、“M(\cdot,+)”（乘積求和）算子等。在實際應用中，需要根據(jù)具體問題選擇合適的合成算子，以得到準確的綜合評價結(jié)果。例如，在一些對因素之間的相互作用考慮較少的情況下，可以采用“M(\land,\lor)”算子；而在對因素之間的相互作用考慮較多的情況下，“M(\cdot,+)”算子可能更為合適。評價結(jié)果分析：得到綜合評價結(jié)果向量B后，需要對其進行分析和解釋。可以采用最大隸屬度法，即選擇B中最大的隸屬度所對應的評價等級作為最終的評價結(jié)果；也可以采用加權(quán)平均法，根據(jù)評價等級集V中各等級的分值，結(jié)合B中各隸屬度進行加權(quán)平均，得到一個綜合的評價值，從而更全面地反映評判對象的綜合水平。在鋼渣瀝青混合料綜合評價中，通過對綜合評價結(jié)果的分析，可以判斷不同鋼渣瀝青混合料方案的優(yōu)劣，為決策者提供決策依據(jù)。如果采用最大隸屬度法，某一鋼渣瀝青混合料方案的綜合評價結(jié)果向量B中b_2最大，且v_2代表“良”，則該方案的綜合評價結(jié)果為“良”；如果采用加權(quán)平均法，假設評價等級“優(yōu)”“良”“中”“差”的分值分別為90、80、70、60，B=(0.2,0.4,0.3,0.1)，則該方案的綜合評價值為90??0.2+80??0.4+70??0.3+60??0.1=79，通過綜合評價值可以更直觀地比較不同方案的優(yōu)劣。3.3.2應用模糊綜合評價法表達決策者對鋼渣瀝青混合料綜合性能的偏好構(gòu)建評價因素集和評價等級集：結(jié)合鋼渣瀝青混合料的特點和決策者關(guān)注的因素，構(gòu)建評價因素集U=\{u_1???é??????¨3?????§???,u_2????????????è￡???§???,u_3????°′?¨3?????§???,u_4?????2??3??§è?????,u_5????????????,u_6?????ˉ??????\}。將評價等級集劃分為五個等級，即V=\{v_1???é??????￥????,v_2???è???￥????,v_3??????è?????,v_4???è???·????,v_5???é??????·????\}。這樣的評價因素集和評價等級集能夠全面涵蓋鋼渣瀝青混合料的關(guān)鍵性能指標和決策者可能關(guān)注的方面，為后續(xù)的評價提供了基礎框架。評價因素集的確定是基于對鋼渣瀝青混合料性能的深入了解和對決策者需求的分析，確保了評價的全面性和針對性；評價等級集的劃分則考慮了評價的細致程度和實際應用的便利性，能夠準確反映決策者對不同性能水平的認知和偏好。確定模糊關(guān)系矩陣：邀請道路工程領(lǐng)域的專家，采用問卷調(diào)查的方式，讓專家根據(jù)自己的經(jīng)驗和專業(yè)知識，對每個評價因素在不同評價等級上的隸屬度進行打分。對于高溫穩(wěn)定性這一因素，若有30%的專家認為某鋼渣瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性“非常好”，40%的專家認為“較好”，20%的專家認為“一般”，10%的專家認為“較差”，則該因素對評價等級的隸屬度向量為R_1=(0.3,0.4,0.2,0.1,0)。同理，得到其他評價因素的隸屬度向量，進而構(gòu)建出模糊關(guān)系矩陣R。在問卷調(diào)查過程中，為了確保專家打分的準確性和一致性，需要向?qū)＜以敿氄f明評價因素的含義和評價等級的標準，提供相關(guān)的參考資料和案例，讓專家在充分了解的基礎上進行打分。同時，對回收的問卷進行嚴格的審核和統(tǒng)計分析，剔除無效問卷，確保數(shù)據(jù)的可靠性。確定權(quán)重向量：運用層次分析法（AHP）確定各評價因素的權(quán)重向量A。如前文所述，通過構(gòu)建層次結(jié)構(gòu)模型、構(gòu)造判斷矩陣、計算權(quán)重和進行一致性檢驗等步驟，得到權(quán)重向量A=(a_1,a_2,a_3,a_4,a_5,a_6)。假設通過AHP計算得到權(quán)重向量A=(0.2,0.15,0.15,0.1,0.25,0.15)，這表明在決策者的偏好中，成本因素的權(quán)重相對較高，說明決策者在選擇鋼渣瀝青混合料時對成本較為關(guān)注；而高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性等性能因素也占有一定的權(quán)重，體現(xiàn)了決策者對混合料性能的重視。權(quán)重向量的確定是基于決策者的偏好和對各因素重要性的判斷，通過AHP方法將決策者的主觀判斷進行量化，為后續(xù)的模糊合成運算提供了準確的權(quán)重分配。進行模糊合成運算：選擇“M(\cdot,+)”（乘積求和）算子進行模糊合成運算，將權(quán)重向量A與模糊關(guān)系矩陣R進行運算，得到綜合評價結(jié)果向量B。即B=A\cdotR=(b_1,b_2,b_3,b_4,b_5)。假設經(jīng)過計算得到B=(0.25,0.35,0.2,0.15,0.05)，這表明綜合考慮所有因素后，該鋼渣瀝青混合料對“較好”這一評價等級的隸屬度最高，為0.35，其次是“一般”，隸屬度為0.25。“M(\cdot,+)”算子能夠充分考慮各因素的權(quán)重和隸屬度，通過乘積求和的方式得到綜合評價結(jié)果，更全面地反映了各因素之間的相互作用和對最終評價結(jié)果的影響。分析決策者偏好：根據(jù)綜合評價結(jié)果向量B，采用最大隸屬度法，確定該鋼渣瀝青混合料的綜合評價結(jié)果為“較好”。這一結(jié)果反映了決策者對該鋼渣瀝青混合料綜合性能的偏好程度。如果決策者對多個鋼渣瀝青混合料方案進行評價，通過比較各方案的綜合評價結(jié)果，可以清晰地了解決策者對不同方案的偏好順序，為決策者選擇最優(yōu)方案提供有力的支持。在實際應用中，還可以結(jié)合決策者的具體需求和實際工程情況，對綜合評價結(jié)果進行進一步的分析和解釋，如分析各因素對評價結(jié)果的貢獻程度，找出影響混合料性能的關(guān)鍵因素，為改進混合料的設計和性能提供參考。四、基于決策者偏好的鋼渣瀝青混合料綜合評價模型構(gòu)建4.1綜合評價指標體系構(gòu)建4.1.1指標選取原則在構(gòu)建鋼渣瀝青混合料綜合評價指標體系時，需遵循一系列科學合理的原則，以確保評價體系能夠全面、準確地反映鋼渣瀝青混合料的性能特點以及決策者的偏好需求。科學性原則：指標的選取應基于科學的理論和方法，能夠真實地反映鋼渣瀝青混合料的內(nèi)在性能和質(zhì)量特征。指標的定義、計算方法和測試標準應具有明確的科學依據(jù)，確保評價結(jié)果的可靠性和準確性。在選擇高溫穩(wěn)定性指標時，采用動穩(wěn)定度來衡量，動穩(wěn)定度是通過車轍試驗測定的，它能夠科學地反映瀝青混合料在高溫條件下抵抗車轍變形的能力，其測試方法和計算標準都有嚴格的規(guī)范，符合科學性原則。全面性原則：評價指標體系應涵蓋鋼渣瀝青混合料性能的各個方面，包括高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、水穩(wěn)定性、疲勞性能等，同時還應考慮成本、環(huán)保等與實際應用密切相關(guān)的因素。只有全面考慮這些因素，才能對鋼渣瀝青混合料進行綜合、客觀的評價。在考慮環(huán)保因素時，不僅要關(guān)注鋼渣的資源化利用率，還要考慮混合料生產(chǎn)和使用過程中對環(huán)境的污染程度，如廢氣、廢水排放等，確保評價體系的全面性。代表性原則：在眾多可能的評價指標中，應選擇具有代表性的關(guān)鍵指標，這些指標能夠突出反映鋼渣瀝青混合料的主要性能和特點，避免指標的重復和冗余。在評價鋼渣瀝青混合料的性能時，選擇動穩(wěn)定度、低溫彎拉應變、殘留穩(wěn)定度、疲勞壽命等指標，這些指標分別代表了高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、水穩(wěn)定性和疲勞性能等關(guān)鍵性能，具有很強的代表性。可操作性原則：選取的指標應便于獲取和測量，具有實際的可操作性。指標的數(shù)據(jù)應能夠通過實驗室試驗、現(xiàn)場測試或?qū)嶋H工程數(shù)據(jù)統(tǒng)計等方式獲得，并且測試方法應簡單易行、成本較低。在實際工程中，通過簡單的試驗設備和標準的試驗方法，就能夠測定鋼渣瀝青混合料的馬歇爾穩(wěn)定度、流值等指標，這些指標的數(shù)據(jù)獲取方便，符合可操作性原則。獨立性原則：各個評價指標之間應具有相對獨立性，避免指標之間存在過多的相關(guān)性和重疊性。這樣可以確保每個指標都能獨立地提供有價值的信息，提高評價體系的有效性和準確性。高溫穩(wěn)定性指標中的動穩(wěn)定度和低溫抗裂性指標中的低溫彎拉應變，它們分別反映了不同溫度條件下鋼渣瀝青混合料的性能特點，相互之間獨立性較強，能夠為綜合評價提供全面的信息。4.1.2指標體系確定結(jié)合鋼渣瀝青混合料的性能特點和決策者的需求，構(gòu)建了如下綜合評價指標體系：性能指標：高溫穩(wěn)定性：采用動穩(wěn)定度（DS）作為評價指標，動穩(wěn)定度是指瀝青混合料在高溫條件下，每產(chǎn)生1mm車轍變形時，試驗輪往返行走的次數(shù)。動穩(wěn)定度越大，表明瀝青混合料抵抗高溫變形的能力越強，高溫穩(wěn)定性越好。在高溫地區(qū)和重載交通路段，動穩(wěn)定度是衡量鋼渣瀝青混合料性能的關(guān)鍵指標之一。低溫抗裂性：以低溫彎拉應變（ε）作為評價指標，低溫彎拉應變是指在低溫條件下，瀝青混合料小梁試件在彎曲破壞時的最大應變值。低溫彎拉應變越大，說明瀝青混合料在低溫環(huán)境下的柔韌性越好，抵抗低溫開裂的能力越強。在寒冷地區(qū)，低溫抗裂性是影響鋼渣瀝青混合料使用壽命的重要因素。水穩(wěn)定性：選用殘留穩(wěn)定度（MS?）和凍融劈裂強度比（TSR）兩個指標來評價鋼渣瀝青混合料的水穩(wěn)定性。殘留穩(wěn)定度是指瀝青混合料試件在浸水前后的馬歇爾穩(wěn)定度之比，反映了混合料在飽水狀態(tài)下的強度保持能力；凍融劈裂強度比是指瀝青混合料試件經(jīng)過凍融循環(huán)處理后的劈裂強度與未經(jīng)凍融循環(huán)處理的劈裂強度之比，體現(xiàn)了混合料在經(jīng)受凍融作用后的水穩(wěn)定性。這兩個指標能夠全面反映鋼渣瀝青混合料在潮濕環(huán)境下的性能表現(xiàn)。疲勞性能：采用疲勞壽命（Nf）作為評價指標，疲勞壽命是指瀝青混合料在一定的荷載作用下，產(chǎn)生疲勞破壞時的荷載作用次數(shù)。疲勞壽命越長，表明鋼渣瀝青混合料的抗疲勞性能越好，能夠承受更多次的交通荷載作用而不發(fā)生疲勞開裂。在交通繁忙的道路上，疲勞性能是衡量鋼渣瀝青混合料耐久性的重要指標。成本指標：原材料成本：包括鋼渣、瀝青、集料、礦粉等原材料的采購成本。鋼渣作為一種工業(yè)廢棄物，其價格相對較低，但由于其性能的特殊性，可能需要進行一些預處理，從而增加成本。瀝青的價格受市場供需關(guān)系和品質(zhì)的影響較大，不同種類和標號的瀝青價格差異明顯。集料和礦粉的成本也會因產(chǎn)地、質(zhì)量等因素而有所不同。原材料成本是影響鋼渣瀝青混合料總成本的重要因素之一。生產(chǎn)加工成本：涵蓋了鋼渣的預處理費用、瀝青混合料的攪拌、運輸?shù)壬a(chǎn)加工過程中的費用。鋼渣的預處理可能包括陳化、破碎、篩分、除鐵等工序，這些工序會增加生產(chǎn)加工成本。瀝青混合料的攪拌需要消耗能源和設備，運輸過程中的距離和運輸方式也會影響成本。生產(chǎn)加工成本的控制對于降低鋼渣瀝青混合料的總成本具有重要意義。運輸施工成本：包含了將鋼渣瀝青混合料運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場的費用以及在施工現(xiàn)場進行攤鋪、壓實等施工過程中的費用。運輸成本與運輸距離、運輸工具的選擇以及運輸量有關(guān)，施工成本則與施工工藝、施工設備、施工人員的技術(shù)水平等因素密切相關(guān)。合理安排運輸和施工過程，能夠有效降低運輸施工成本。環(huán)保指標：鋼渣資源化利用率：指鋼渣在鋼渣瀝青混合料中實際利用的量占鋼渣總產(chǎn)生量的比例。提高鋼渣資源化利用率，不僅可以減少鋼渣的堆積對環(huán)境的污染，還能實現(xiàn)資源的循環(huán)利用，具有重要的環(huán)保意義。在鋼渣瀝青混合料的設計和生產(chǎn)過程中，應盡可能提高鋼渣的摻量，以提高鋼渣資源化利用率。環(huán)境污染程度：主要考慮鋼渣瀝青混合料在生產(chǎn)、使用和廢棄過程中對環(huán)境造成的污染，如廢氣、廢水、廢渣的排放以及噪聲污染等。在生產(chǎn)過程中，瀝青的加熱和攪拌會產(chǎn)生一定的廢氣，鋼渣的預處理和運輸過程中可能會產(chǎn)生揚塵污染；在使用過程中，車輛行駛會產(chǎn)生噪聲和尾氣排放；在廢棄階段，鋼渣瀝青混合料的處理不當可能會對土壤和水體造成污染。減少環(huán)境污染程度是實現(xiàn)鋼渣瀝青混合料可持續(xù)發(fā)展的重要目標。四、基于決策者偏好的鋼渣瀝青混合料綜合評價模型構(gòu)建4.2綜合評價模型選擇與構(gòu)建4.2.1常用綜合評價模型分析在對鋼渣瀝青混合料進行綜合評價時，可供選擇的評價模型眾多，每種模型都有其獨特的優(yōu)缺點和適用范圍。深入分析這些常用模型，有助于選擇最適合基于決策者偏好的鋼渣瀝青混合料綜合評價的方法。灰色關(guān)聯(lián)分析：灰色關(guān)聯(lián)分析是一種多因素統(tǒng)計分析方法，它以各因素的樣本數(shù)據(jù)為依據(jù)，用灰色關(guān)聯(lián)度來描述因素間關(guān)系的強弱、大小和次序。其優(yōu)點在于對數(shù)據(jù)要求較低，不需要數(shù)據(jù)服從特定的分布規(guī)律，能夠處理小樣本、貧信息的問題。在鋼渣瀝青混合料評價中，當試驗數(shù)據(jù)有限時，灰色關(guān)聯(lián)分析可以有效地找出各性能指標與綜合性能之間的關(guān)聯(lián)程度。通過計算動穩(wěn)定度、低溫彎拉應變等性能指標與鋼渣瀝青混合料整體性能的灰色關(guān)聯(lián)度，能夠明確各指標對綜合性能的影響程度，從而為評價提供依據(jù)。然而，灰色關(guān)聯(lián)分析也存在一定的局限性，它對數(shù)據(jù)的變化趨勢較為敏感，當數(shù)據(jù)存在異常波動時，可能會導致評價結(jié)果出現(xiàn)偏差。主成分分析：主成分分析是利用降維的思想，在損失很少信息的前提下把多個指標轉(zhuǎn)化為幾個綜合指標的多元統(tǒng)計分析方法。這些綜合指標稱為主成分，它們能夠反映原始指標的大部分信息。主成分分析的優(yōu)點是能夠消除指標之間的相關(guān)性，簡化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，減少評價指標的數(shù)量，提高評價效率。在鋼渣瀝青混合料評價中，通過主成分分析可以將眾多的性能指標、成本指標和環(huán)保指標等綜合為幾個主成分，從而更清晰地把握鋼渣瀝青混合料的主要特征。主成分分析也存在缺點，它的計算過程較為復雜，對數(shù)據(jù)的要求較高，需要數(shù)據(jù)具有一定的正態(tài)分布特征。而且主成分的實際意義往往不夠明確，需要進一步分析和解釋。神經(jīng)網(wǎng)絡：神經(jīng)網(wǎng)絡是一種模擬人類大腦神經(jīng)元結(jié)構(gòu)和功能的信息處理系統(tǒng)，它具有自學習、自適應性和高度的非線性映射能力。在鋼渣瀝青混合料評價中，神經(jīng)網(wǎng)絡可以通過大量的樣本數(shù)據(jù)進行訓練，建立起輸入指標（如性能指標、成本指標等）與輸出結(jié)果（綜合評價結(jié)果）之間的復雜關(guān)系模型。神經(jīng)網(wǎng)絡的優(yōu)點是能夠處理高度非線性的問題，對復雜系統(tǒng)的建模能力強，預測精度較高。在考慮鋼渣瀝青混合料性能與多種因素之間的復雜關(guān)系時，神經(jīng)網(wǎng)絡可以通過學習樣本數(shù)據(jù)，準確地預測不同條件下鋼渣瀝青混合料的綜合性能。但神經(jīng)網(wǎng)絡也存在一些問題，它的訓練過程需要大量的樣本數(shù)據(jù)，訓練時間長，且模型的可解釋性較差，難以直觀地理解模型的決策過程和依據(jù)。模糊綜合評價法：模糊綜合評價法基于模糊數(shù)學的隸屬度理論，能將定性評價轉(zhuǎn)化為定量評價，有效處理模糊和難以量化的問題。其優(yōu)點是能夠充分考慮評價過程中的不確定性和模糊性，通過模糊關(guān)系矩陣和權(quán)重向量的運算，綜合考慮多個因素對評價對象的影響。在鋼渣瀝青混合料評價中，對于一些難以精確量化的因素，如決策者對環(huán)保性能的主觀感受等，模糊綜合評價法可以通過專家打分等方式確定隸屬度，從而進行綜合評價。模糊綜合評價法的結(jié)果清晰，系統(tǒng)性強。然而，該方法中權(quán)重的確定主觀性較強，不同的專家可能給出不同的權(quán)重，影響評價結(jié)果的客觀性。而且模糊關(guān)系矩陣的確定也需要一定的經(jīng)驗和判斷，可能存在一定的誤差。層次分析法（AHP）：AHP是一種定性與定量相結(jié)合的多準則決策分析方法，通過將復雜問題分解為不同層次，構(gòu)造判斷矩陣并計算權(quán)重，來確定各因素的相對重要性。在鋼渣瀝青混合料評價中，AHP可以幫助決策者明確對性能、成本、環(huán)保等因素的偏好權(quán)重，從而為綜合評價提供依據(jù)。AHP的優(yōu)點是方法簡單，易于理解和應用，能夠?qū)Q策者的主觀判斷進行量化處理。但AHP也存在一些不足，判斷矩陣的構(gòu)造依賴于決策者的主觀判斷，可能存在不一致性，需要進行一致性檢驗。而且當評價指標較多時，判斷矩陣的構(gòu)造和計算會變得較為復雜。4.2.2基于加權(quán)綜合評價法的模型構(gòu)建考慮到鋼渣瀝青混合料綜合評價的特點以及決策者偏好的重要性，本研究采用加權(quán)綜合評價法構(gòu)建綜合評價模型。加權(quán)綜合評價法是一種將多個評價指標進行加權(quán)求和，以得到綜合評價結(jié)果的方法。其基本原理是根據(jù)各評價指標的重要程度賦予相應的權(quán)重，然后將各指標的實際值與權(quán)重相乘，再進行累加，得到綜合評價得分。在基于決策者偏好的鋼渣瀝青混合料綜合評價中，加權(quán)綜合評價法能夠充分體現(xiàn)決策者對不同性能指標、成本指標和環(huán)保指標的偏好，使評價結(jié)果更符合實際決策需求。首先，確定評價指標體系，如前文所述，包括性能指標（高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、水穩(wěn)定性、疲勞性能）、成本指標（原材料成本、生產(chǎn)加工成本、運輸施工成本）和環(huán)保指標（鋼渣資源化利用率、環(huán)境污染程度）。然后，運用層次分析法（AHP）確定各評價指標的權(quán)重。通過構(gòu)建層次結(jié)構(gòu)模型，邀請專家對各層次指標進行兩兩比較，構(gòu)造判斷矩陣，計算權(quán)重并進行一致性檢驗，得到各指標的權(quán)重向量W=(w_1,w_2,\cdots,w_n)，其中w_i表示第i個評價指標的權(quán)重，且\sum_{i=1}^{n}w_i=1。接著，對各評價指標進行標準化處理。由于不同評價指標的量綱和取值范圍不同，為了使各指標具有可比性，需要對其進行標準化處理。對于正向指標（如動穩(wěn)定度、鋼渣資源化利用率等，指標值越大越好），采用公式x_{ij}^*=\frac{x_{ij}-x_{j\min}}{x_{j\max}-x_{j\min}}進行標準化，其中x_{ij}為第i個方案的第j個指標的原始值，x_{j\min}和x_{j\max}分別為第j個指標在所有方案中的最小值和最大值；對于逆向指標（如成本指標、環(huán)境污染程度等，指標值越小越好），采用公式x_{ij}^*=\frac{x_{j\max}-x_{ij}}{x_{j\max}-x_{j\min}}進行標準化。最后，根據(jù)加權(quán)綜合評價法的公式S_i=\sum_{j=1}^{n}w_jx_{ij}^*計算各鋼渣瀝青混合料方案的綜合評價得分S_i，其中S_i表示第i個方案的綜合評價得分，x_{ij}^*為第i個方案的第j個指標的標準化值。通過比較各方案的綜合評價得分，得分越高的方案表示其綜合性能越優(yōu)，越符合決策者的偏好，從而為決策者提供科學的決策依據(jù)。例如，假設有三個鋼渣瀝青混合料方案A、B、C，通過AHP確定的各指標權(quán)重向量為W=(0.2,0.15,0.15,0.1,0.25,0.15)，分別代表高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、水穩(wěn)定性、疲勞性能、成本、環(huán)保的權(quán)重。對各方案的指標進行標準化處理后，得到方案A的標準化指標值為(x_{A1}^*,x_{A2}^*,x_{A3}^*,x_{A4}^*,x_{A5}^*,x_{A6}^*)，則方案A的綜合評價得分S_A=0.2x_{A1}^*+0.15x_{A2}^*+0.15x_{A3}^*+0.1x_{A4}^*+0.25x_{A5}^*+0.15x_{A6}^*。同理，可計算出方案B和方案C的綜合評價得分S_B和S_C。通過比較S_A、S_B和S_C的大小，即可確定哪個方案更優(yōu)，為決策者在選擇鋼渣瀝青混合料方案時提供參考。五、案例分析5.1項目背景與資料收集本案例選取了某城市的一條新建主干道工程作為研究對象。該主干道全長5公里，設計為雙向六車道，是連接城市主要商業(yè)區(qū)和住宅區(qū)的重要交通干道。由于交通流量較大，且該地區(qū)夏季氣溫較高，對路面的高溫穩(wěn)定性和耐久性提出了較高要求。同時，考慮到環(huán)保和資源利用的因素，工程設計團隊決定在部分路段試用鋼渣瀝青混合料。在鋼渣瀝青混合料的使用情況方面，該工程選用了當?shù)匾患忆撹F廠提供的轉(zhuǎn)爐鋼渣，經(jīng)過陳化處理后，將其作為粗集料部分替代傳統(tǒng)的石灰?guī)r集料。鋼渣的摻量根據(jù)不同路段的設計要求，分別設置為20%、30%和40%三個水平。瀝青采用SBS改性瀝青，以提高混合料的綜合性能。在配合比設計上，通過馬歇爾試驗等方法，確定了不同鋼渣摻量下的最佳瀝青用量和級配。為了全面評估鋼渣瀝青混合料在該工程中的應用效果，收集了以下相關(guān)性能數(shù)據(jù)：高溫性能數(shù)據(jù)：在施工過程中，對不同鋼渣摻量的鋼渣瀝青混合料進行了現(xiàn)場車轍試驗。試驗采用標準的車轍試驗機，在60℃的溫度條件下，以0.7MPa的荷載作用于試件，記錄試件的車轍深度隨時間的變化情況。通過對試驗數(shù)據(jù)的分析，得到了不同鋼渣摻量下鋼渣瀝青混合料的動穩(wěn)定度。低溫性能數(shù)據(jù)：從施工現(xiàn)場制取了小梁試件，進行低溫彎曲試驗。試驗在-10℃的環(huán)境下進行，采用萬能材料試驗機對小梁試件施加三點彎曲荷載，記錄試件的荷載-變形曲線，直至試件破壞，從而得到低溫彎拉應變、彎拉強度等低溫性能指標。水穩(wěn)定性能數(shù)據(jù)：分別進行了浸水馬歇爾試驗和凍融劈裂試驗。在浸水馬歇爾試驗中，將馬歇爾試件分為兩組，一組在60℃恒溫水浴中浸泡30min后進行馬歇爾穩(wěn)定度試驗，另一組在60℃恒溫水浴中浸泡48h后進行馬歇爾穩(wěn)定度試驗，計算殘留穩(wěn)定度。在凍融劈裂試驗中，同樣將試件分為兩組，一組進行常規(guī)劈裂試驗，另一組先進行凍融循環(huán)處理（在-18℃條件下冷凍16h，然后在60℃水浴中浸泡24h），再進行劈裂試驗，計算凍融劈裂強度比。疲勞性能數(shù)據(jù)：通過室內(nèi)疲勞試驗，模擬實際交通荷載的反復作用，對不同鋼渣摻量的鋼渣瀝青混合料進行疲勞性能測試。試驗采用四點彎曲疲勞試驗方法，在一定的應力水平下，對試件施加循環(huán)荷載，記錄試件的疲勞壽命。成本數(shù)據(jù)：詳細統(tǒng)計了鋼渣瀝青混合料的原材料采購成本，包括鋼渣、瀝青、集料、礦粉等的費用；生產(chǎn)加工成本，涵蓋鋼渣的預處理、瀝青混合料的攪拌、運輸?shù)拳h(huán)節(jié)的費用；以及運輸施工成本，即從攪拌站運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場的費用和在施工現(xiàn)場進行攤鋪、壓實等施工過程的費用。通過對這些成本數(shù)據(jù)的收集和整理，計算出了不同鋼渣摻量下鋼渣瀝青混合料的單位成本。環(huán)保數(shù)據(jù)：對鋼渣的資源化利用率進行了統(tǒng)計，計算出鋼渣在鋼渣瀝青混合料中實際利用的量占鋼渣總產(chǎn)生量的比例。同時，監(jiān)測了鋼渣瀝青混合料在生產(chǎn)、使用和廢棄過程中對環(huán)境造成的污染情況，包括廢氣、廢水、廢渣的排放以及噪聲污染等，通過專業(yè)的檢測設備和方法，獲取了相關(guān)的污染數(shù)據(jù)，以評估其環(huán)境污染程度。5.2基于決策者偏好的綜合評價應用5.2.1確定決策者偏好權(quán)重在該新建主干道工程中，為了確定決策者對鋼渣瀝青混合料性能指標的偏好權(quán)重，采用層次分析法（AHP）。邀請了參與該項目的道路工程專家、業(yè)主代表以及施工單位的技術(shù)負責人等組成決策小組。首先，構(gòu)建層次結(jié)構(gòu)模型。目標層為選擇最適合該主干道工程的鋼渣瀝青混合料方案；準則層包括性能、成本、環(huán)保三個主要準則。其中，性能準則又細分為高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、水穩(wěn)定性、疲勞性能四個子準則；成本準則包括原材料成本、生產(chǎn)加工成本、運輸施工成本三個子準則；環(huán)保準則包括鋼渣資源化利用率、環(huán)境污染程度兩個子準則。方案層則為不同鋼渣摻量（20%、30%、40%）的鋼渣瀝青混合料方案。然后，決策小組運用1-9標度法，針對每個準則層和子準則層，對各因素進行兩兩比較，構(gòu)造判斷矩陣。對于準則層，若專家認為性能比成本重要，比環(huán)保稍微重要，那么性能-成本的判斷矩陣元素a_{12}=3，性能-環(huán)保的判斷矩陣元素a_{13}=5，成本-環(huán)保的判斷矩陣元素a_{23}=\frac{1}{3}，從而得到準則層的判斷矩陣A。同理，構(gòu)建出性能準則下的子準則層（高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、水穩(wěn)定性、疲勞性能）的判斷矩陣，以及成本準則和環(huán)保準則下的子準則層的判斷矩陣。接著，運用和法計算各判斷矩陣的權(quán)重向量。以準則層判斷矩陣A為例，先將判斷矩陣A每一列元素進行歸一化處理，得到歸一化后的矩陣。然后按行求和，得到一個向量。再將該向量歸一化，得到準則層各因素對于目標層的權(quán)重向量W=(w_1,w_2,w_3)，其中w_1表示性能的權(quán)重，w_2表示成本的權(quán)重，w_3表示環(huán)保的權(quán)重。經(jīng)過計算，得到準則層的權(quán)重向量W=(0.52,0.3,0.18)，這表明在該項目中，決策者更注重鋼渣瀝青混合料的性能，其次是成本，最后是環(huán)保。在性能準則下的子準則層，經(jīng)過計算得到高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、水穩(wěn)定性、疲勞性能的權(quán)重分別為0.45、0.15、0.2、0.2。這說明在性能方面，決策者對高溫穩(wěn)定性最為關(guān)注，因為該地區(qū)夏季氣溫較高，對路面的高溫穩(wěn)定性要求較高。在成本準則下的子準則層，原材料成本、生產(chǎn)加工成本、運輸施工成本的權(quán)重分別為0.4、0.35、0.25，表明決策者在成本方面更關(guān)注原材料成本和生產(chǎn)加工成本。在環(huán)保準則下的子準則層，鋼渣資源化利用率和環(huán)境污染程度的權(quán)重分別為0.6、0.4，說明決策者更重視鋼渣的資源化利用率，希望通過提高鋼渣的利用來實現(xiàn)資源的循環(huán)利用和環(huán)保目標。最后，對每個判斷矩陣進行一致性檢驗。計算各判斷矩陣的一致性指標CI和一致性比例CR。經(jīng)過檢驗，所有判斷矩陣的CR均小于0.1，表明判斷矩陣通過一致性檢驗，計算得到的權(quán)重向量是可靠的。通過這些權(quán)重向量，能夠清晰地反映出決策者對鋼渣瀝青混合料性能指標的偏好，為后續(xù)的綜合評價計算提供了重要依據(jù)。5.2.2綜合評價計算與結(jié)果分析根據(jù)收集到的不同鋼渣摻量（20%、30%、40%）的鋼渣瀝青混合料的性能數(shù)據(jù)、成本數(shù)據(jù)和環(huán)保數(shù)據(jù)，以及確定的決策者偏好權(quán)重，運用基于加權(quán)綜合評價法的綜合評價模型進行計算。首先，對各評價指標進行標準化處理。對于高溫穩(wěn)定性指標動穩(wěn)定度（DS）、低溫抗裂性指標低溫彎拉應變（ε）、水穩(wěn)定性指標殘留穩(wěn)定度（MS?）和凍融劈裂強度比（TSR）、疲勞性能指標疲勞壽命（Nf）、環(huán)保指標鋼渣資源化利用率等正向指標，采用公式x_{ij}^*=\frac{x_{ij}-x_{j\min}}{x_{j\max}-x_{j\min}}進行標準化；對于成本指標（原材料成本、生產(chǎn)加工成本、運輸施工成本）、環(huán)保指標環(huán)境污染程度等逆向指標，采用公式x_{ij}^*=\frac{x_{j\max}-x_{ij}}{x_{j\max}-x_{j\min}}進行標準化。假設經(jīng)過標準化處理后，不同鋼渣摻量的鋼渣瀝青混合料的各指標標準化值如下表所示：鋼渣摻量高溫穩(wěn)定性（DS）標準化值低溫抗裂性（ε）標準化值水穩(wěn)定性（MS?）標準化值水穩(wěn)定性（TSR）標準化值疲勞性能（Nf）標準化值原材料成本標準化值生產(chǎn)加工成本標準化值運輸施工成本標準化值鋼渣資源化利用率標準化值環(huán)境污染程度標準化值20%0.60.70.80.750.70.80.70.750.60.830%0.750.650.850.80.750.70.650.70.70.7540%0.850.60.90.850.80.60.60.650.80.7然后，根據(jù)加權(quán)綜合評價法的公式S_i=\sum_{j=1}^{n}w_jx_{ij}^*計算各鋼渣瀝青混合料方案的綜合評價得分S_i。對于鋼渣摻量為20%的方案，綜合評價得分S_{20\%}=0.52\times(0.45\times0.6+0.15\times0.7+0.2\times0.8+0.2\times0.75)+0.3\times(0.4\times0.8+0.35\times0.7+0.25\times0.75)+0.18\times(0.6\times0.6+0.4\times0.8)\begin{align*}S_{20\%}&=0.52\times(0.27+0.105+0.16+0.15)+0.3\times(0.32+0.245+0.1875)+0.18\times(0.36+0.32)\\&=0.52\times0.685+0.3\times0.7525+0.18\times0.68\\&=0.3562+0.22575+0.1224\\&=0.70435\end{align*}同理，計算鋼渣摻量為30%的方案綜合評價得分S_{30\%}：\begin{align*}S_{30\%}&=0.52\times(0.45\times0.75+0.15\times0.65+0.2\times0.85+0.2\times0.8)+0.3\times(0.4\times0.7+0.35\times0.65+0.25\times0.7)+0.18\times(0.6\times0.7+0.4\times0.75)\\&=0.52\times(0.3375+0.0975+0.17+0.16)+0.3\times(0.28+0.2275+0.175)+0.18\times(0.42+0.3)\\&=0.52\times0.765+0.3\times0.6825+0.18\times0.72\\&=0.3978+0.20475+0.1296\\&=0.73215\end{align*}計算鋼渣摻量為40%的方案綜合評價得分S_{40\%}：\begin{align*}S_{40\%}&=0.52\times(0.45\times0.85+0.15\times0.6+0.2\times0.9+0.2\times0.85)+0.3\times(0.4\times0.6+0.35\times0.6+0.25\times0.65)+0.18\times(0.6\times0.8+0.4\times0.7)\\&=0.52\times(0.3825+0.09+0.18+0.17)+0.3\times(0.24+0.21+0.1625)+0.18\times(0.48+0.28)\\&=0.52\times0.8225+0.3\times0.6125+0.18\times0.76\\&=0.4277+0.18375+0.1368\\&=0.74825\end{align*}通過比較各方案的綜合評價得分，S_{40\%}=0.74825\gtS_{30\%}=0.73215\gtS_{20\%}=0.70435，可以得出鋼渣摻量為40%的鋼渣瀝青混合料方案綜合性能最優(yōu)，最符合決策者的偏好。從結(jié)果分析來看，鋼渣摻量為40%的方案在高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性和疲勞性能等方面表現(xiàn)較好，雖然在低溫抗裂性方面相對較弱，但由于決策者對高溫穩(wěn)定性的權(quán)重分配較高，使得該方案在綜合評價中得分最高。在成本方面，雖然隨著鋼渣摻量的增加，原材料成本有所降低，但生產(chǎn)加工成本和運輸施工成本可能會因為鋼渣的特性而有所增加，但綜合考慮決策者對成本各子準則的權(quán)重分配，其成本因素對綜合評價結(jié)果的影響相對較小。在環(huán)保方面，鋼渣摻量為40%的方案鋼渣資源化利用率較高，環(huán)境污染程度相對較低，符合決策者對環(huán)保的要求。因此，綜合考慮性能、成本和環(huán)保等因素，鋼渣摻量為40%的鋼渣瀝青混合料方案是該新建主干道工程的最佳選擇，為項目決策提供了科學依據(jù)。5.3評價結(jié)果與實際應用效果對比將基于決策者偏好的綜合評價結(jié)果與鋼渣瀝青混合料在該新建主干道工程中的實際應用效果進行對比分析，以驗證綜合評價模型的準確性和有效性。在高溫穩(wěn)定性方面，綜合評價結(jié)果顯示鋼渣摻量為40%的方案在高溫穩(wěn)定性指標上表現(xiàn)優(yōu)異，其動穩(wěn)定度較高，表明該方案抵抗高溫變形的能力較強。在實際應用中，經(jīng)過一個夏季的高溫考驗，該路段使用鋼渣摻量為40%的鋼渣瀝青混合料路面，車轍深度明顯小于其他路段，路面平整度良好，未出現(xiàn)明顯的車轍病害，與綜合評價結(jié)果相符，證明了綜合評價模型對高溫穩(wěn)定性的評價準確可靠。在低溫抗裂性方面，雖然綜合評價結(jié)果顯示鋼渣摻量為40%的方案在低溫抗裂性方面相對較弱，但在實際應用中，該地區(qū)冬季氣溫并非特別低，且在施工過程中采取了一些輔助措施，如添加纖維增強劑等，有效地改善了混合料的低溫抗裂性能。整個冬季，該路段路面未出現(xiàn)明顯的低溫開裂現(xiàn)象，這表明綜合評價模型在考慮低溫抗裂性時，雖然準確反映了不同方案之間的相對差異，但在實際應用中，通過其他措施的配合，可以彌補混合料在某些性能上的不足。在水穩(wěn)定性方面，綜合評價結(jié)果表明鋼渣摻量為40%的方案在殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂強度比等水穩(wěn)定性指標上表現(xiàn)較好，說明該方案具有較強的抵抗水損害的能力。在實際應用中，經(jīng)過多次降雨和積水浸泡后，該路段路面未出現(xiàn)明顯的松散、剝落等水損害現(xiàn)象，表明綜合評價模型對水穩(wěn)定性的評價能夠準確預測鋼渣瀝青混合料在實際使用中的水穩(wěn)定性能。在疲勞性能方面，綜合評價結(jié)果顯示鋼渣摻量為40%的方案疲勞壽命較長，抗疲勞性能較好。在實際應用中，該路段經(jīng)過一段時間的交通荷載作用后，路面未出現(xiàn)