路基施工质量均匀性综合评价法 5页

路基施工质量均匀性综合评价法　　摘要：通过建模并且进行求解的方式来针对路基施工质量进行了简要的分析，针对路基施工质量采用合理的评价方法进行评价，并采用模拟的方式进行评价验证，同时应用工程实例，来对均匀性综合评价法在路基施工质量中的应用效果进行详尽的探究，以指导路基施工的正常开展。希望通过本文的分析，能够为相关的人员提供一定的参考和借鉴。为了进一步完善我国公路建设中的路基施工质量均匀性评价方法，提高对公路路基施工质量的监管水平，本文首次将曲面拟合的方法引入路基评价领域，通过对实测数据进行光顺化处理，减弱因测量所引起的随机误差对评价结果的影响，并在此基础上，提出了伪方差-均值综合评价法。随后的随机模拟及工程实证表明：对于特定填料的路基及事先给定的模量设计值，所提评价方法能够对路基的实际情况做出客观评价，并得到一总体评价值GD。　　关键词：路基施工；质量；均匀性综合评价法　　前言：近年来，我国公路事业发展迅速，公路施工质量成为公路建设的当务之重，而路基施工质量是公路整体质量的重要影响因素之一，关乎整个公路使用寿命的长短，但由于国家大规模公路建设起步较晚，路基质量的监测和评价方法仍处在一个需要进一步完善的阶段。因此，如何建立一套高效可靠的路基施工质量均匀性检测及评价方法已成为当前众多学者争相研究的热点。　　1.建模及求解5n　　1.1模型的建立　　在实际生产中，公路路基上的每一点都对应一唯一模量值Y，因此可以在路基的点P与模量Y间建立一个相应的函数Y=f（P）。注意到函数Y=f（P）中的P点实际上是一曲面上的点，如果直接采用它所处的空间坐标，则会给后续数据处理带来极大的不便。因此为了处理的方便，还需对其进行所示的拓扑变换。当然，在实际应用中，由于事先无法知道路基模量曲面的真实表达形式，而只能得到一组实测数据，因此在进行评价之前，必须先利用曲面拟合方法，拟合出路基模量曲面，然后再利用伪方差-均值综合评价模型对拟合曲面做出评价　　1.2模型的分析　　由于在实际应用中运用较多的薄片样条具有如下几个特点：首先，薄片样条实质上是二次谐波方程的一个解。因此它是非常平滑的二次曲面，能够提供平滑的高维空间多变量的插值或拟合结果。其次，薄片样条通常附加一个线性项，而求解之后所得到相应线性项恰好对应标志点之间变换的仿射成分。因此，薄片样条能够描述标志点分布的形状特征，具有仿射不变性。另外，薄片样条使得积分挠度范数最小化，由此可以定义两个不同测量点集之间变形的能量，以此作为两者形状差异的度量。薄片样条的以上特点，使得它适合作为路基模量曲面形状分析的工具。由统计学知识可知，当采用薄片样条时，满足式（3）的f具有如下形式：f（X）=1N∑Nj=1cjG（X-Xj）+d0+d1x2+d2x2，　　2.加权伪方差―均值评价法　　2.1评价方法的建立5n　　从公路监管部门的角度来讲，一般希望所使用的评价方法能对受测公路的施工质量进行整体、客观的评价。而我们知道，公路的路面一般都由多个路面结构层组成，因此路面的整体施工质量主要取决于各单个结构层的施工质量。对于特定结构层而言，其施工质量的好坏又主要体现在：①其强度是否具有较好的均匀性。通常情况下，这种均匀性主要通过观测不同位置上模量取值是否具有一致性来衡量。最理想的状况是，各测量点处的模量值完成一致，此时均匀性最好。②所建公路是否存在偷工减料或者铺张浪费的现象。因此还希望评价方法能对所建路面的结构层模量与指定设计模量之间的差别进行有效反映。　　2.2模拟验证　　当然，在实际应用中，由于事先无法知道路基模量曲面的真实表达形式，而只能得到一组实测数据，因此在进行评价之前，必须先利用曲面拟合方法，拟合出路基模量曲面，然后再利用伪方差-均值综合评价模型对拟合曲面做出评价。通过上述的方法所模拟验证的结果来看，用伪方差-均值综合评价法去评价所得拟合曲面，并将评价结果估计路基施工质量的真实评价结果是可靠的。　　2.3路基路面施工质量的综合评价　　从所得结果来看，本文所提综合评价方法能够反映出路面施工质量的实际情况，尽管该路面的路基建设均匀性相对较差，但由于该路面的其他结构层的施工较好，尤其是面层结构，均匀性较好，因此总的评价结果较好。5n当然，在这里值得一体的是，本文所用于评价的数据时通过模量反算所得到的数据，这其中又不可避免的存在数据不准确的问题。主要原因在于，在得到FWD相关的实测数据时，会不可避免的引入部分误差，而后面的反算中，又将进一步的引入一部分计算误差，因此采用模量反算数据对评价会给评价结果带来一定的影响。但由于本文在评价之先对数据进行的一定的光顺滑处理（或去噪），因此更能反映路基施工质量的实际情况。事实上，实测数据的波动性σ2可以做如下分解：σ2=σ2func+σ2error，即实测数据的波动性实际上来源于两部分，一是路基模量本身所具有的波动性σ2func，还有就是在进行数据测量时由于存在测量误差所引起的那部分σ2error，因此，若直接采用σ2进行评价则所得到的结果不能完全反映路基施工质量的真实状况。而本文之所以引入的曲面拟合法，也正是想通过曲面光顺处理，减弱测量误差引起σ2error部分的影响，因此能更好的反映出路基施工质量的实际状况。　　3.工程实例分析　　本文就针对某省公路上安置的实时监测系统所收集到的数据进行探究，利用伪方差-均值评价法来对公路上所收集到的数据进行处理，并将这些数据投射到直角坐标中，在直角坐标中将具体的数据标注在相应的位置上，然后再合理的采用相应的曲面拟合的方法进行数据的预处理，所得到的结果中，系数分别为1、2、3这些系数在直角坐标中，主要通过实时转化所得的坐标值来进行表示，在每一个坐标点上均对应一个模型量值。在对数据预处理完成后，再利用方差-均值评价法来针对路基施工的整体质量进行均匀性的综合评价，而评价的进行，需要先应用相应的公式来计算得出相应的拟合函数所代表的均值以及标准差这两个等量的具体值，再将这两个等量带入到原来的公式中，并且将设计值设定为5n45，然后得出具体的实例评价结果。就上述实例评价的结果可以看出，该省的这一段公路上，所测得的数据具有较大的波动性，在评价上，分值较低。造成这一情况出现的主要原因就是在这一路段的中间位置处，模量值相对较低，但是在道路两旁的肩值却相对来说较高。合理的利用综合评价方法，能够全面的反应出该路段的具体施工情况，可以有效的保障路基施工的顺利开展。　　4.结果　　本文建立了能够用于路面施工质量均匀性评价的评价体系，提出的加权伪方差平均值综合评价法并进行相应的工程实例分析。从评价所能反映的内容来看，新方法既能结合各路面结构层建设的实际状况，又能合理发挥专家的评审意见，达到主客观相结合的效果。此外，由于评价方法中，只需通过调节其中权重系数的赋值，即可将其用于单个路面结果层来进行评价。因此，相较于现有其他方法，新方法评价功能更加强大，且所得到的评价结果直观易懂，有利于给相关监管部门提供合理的参考意见。　　参考文献　　[1]刘建华，乐金朝，王复明，等.落锤式弯沉仪在道路施工质量控制中的应用[J].郑州大学学报（工学版），2002，23（2）：47-50.　　[2]张键强，梁伟东，陈瑜.落锤式弯沉仪在开阳高速公路路基施工质量检测中的应用[J].公路.2003，（8）.　　[3]王瑞宜，黄耕，朱一鸣.手持式落锤弯沉仪用于路基强度评价的尝试[J].公路，2002，47（9）：108-110.5