[發(fā)明專利]一種瀝青混合料三維細(xì)觀結(jié)構(gòu)表征參數(shù)計(jì)算方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910899422.X
• 申請(qǐng)日: 2019-09-23
• 公開（公告）號(hào): CN110619181B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚憶秋;張凱;邢超;梁尊東;鄒晶晶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;G06T17/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 時(shí)起磊

一種瀝青混合料三維細(xì)觀結(jié)構(gòu)表征參數(shù)計(jì)算方法，本發(fā)明涉及瀝青混合料三維細(xì)觀結(jié)構(gòu)表征參數(shù)計(jì)算方法。本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有對(duì)顆粒在瀝青混合料中細(xì)觀結(jié)構(gòu)表征不充分且混合料設(shè)計(jì)時(shí)缺乏細(xì)觀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指標(biāo)的問題。一、計(jì)算同檔集料質(zhì)心相互最短距離均值，得到瀝青混合料三維細(xì)觀結(jié)構(gòu)表征參數(shù)：粒徑大于4.75mm小于等于9.5mm、粒徑大于9.5mm小于等于13.2mm、粒徑大于13.2mm小于等于16mm的集料的質(zhì)心相互最短距離均值；二、基于一得到的每顆集料的同檔集料質(zhì)心相互最短距離，計(jì)算不同檔集料體積比值的加權(quán)均值，得到瀝青混合料三維細(xì)觀結(jié)構(gòu)表征參數(shù)。本發(fā)明用于瀝青混合料三維細(xì)觀結(jié)構(gòu)領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及瀝青混合料三維細(xì)觀結(jié)構(gòu)表征參數(shù)計(jì)算方法。

背景技術(shù)

瀝青混合料是一種多相復(fù)合材料，其主要組成成分為集料、瀝青和礦粉，而集料按顆粒粒徑可劃分為粗集料與細(xì)集料，不同組分在瀝青混合料中具有不同的功能。由粗集料互相嵌擠形成的骨架作為瀝青混合料的主要受力體系，由細(xì)集料、礦粉和瀝青組成的瀝青砂漿作為瀝青混合料的主要填充體系，填充粗集料骨架內(nèi)部的空隙使瀝青混合料密實(shí)。兩種體系共同構(gòu)成性能完備的瀝青混合料以滿足實(shí)際路用條件，同時(shí)二者之間也存在著顯著的制約關(guān)系，骨架受力體系與密實(shí)填充體系的占比呈反比例關(guān)系，當(dāng)瀝青混合料中密實(shí)填充體系占比較高，瀝青砂漿便會(huì)將粗集料形成的骨架撐開，此時(shí)粗集料懸浮于瀝青砂漿中，稱這種結(jié)構(gòu)為懸浮-密實(shí)結(jié)構(gòu)，密實(shí)型瀝青混合料(AC)即為這種結(jié)構(gòu)；當(dāng)瀝青混合料中骨架受力體系占比較高，瀝青砂漿不足以將粗集料間空隙填充密實(shí)，此時(shí)瀝青混合料空隙率較大，稱這種結(jié)構(gòu)為骨架-空隙結(jié)構(gòu)，多孔瀝青混合料(OGFC)即為這種結(jié)構(gòu)；當(dāng)瀝青混合料中的瀝青砂漿剛好將粗集料間的空隙填充密實(shí)，并且不破壞粗集料的骨架結(jié)構(gòu)時(shí)，稱這種結(jié)構(gòu)為骨架-密實(shí)結(jié)構(gòu)，瀝青瑪蹄脂碎石(SMA)即為這種結(jié)構(gòu)。

兩種體系的占比不同會(huì)導(dǎo)致瀝青混合料的路用性能產(chǎn)生較大差異，而現(xiàn)階段對(duì)于兩種體系占比的控制是通過調(diào)節(jié)瀝青混合料的級(jí)配曲線間接的影響其細(xì)觀結(jié)構(gòu)，雖然可以指導(dǎo)實(shí)際施工，但對(duì)于了解混合料內(nèi)部細(xì)觀結(jié)構(gòu)的構(gòu)成意義不大。隨著無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的飛速發(fā)展，近年來(lái)先進(jìn)的檢測(cè)設(shè)備在材料研究中廣泛應(yīng)用，其中工業(yè)CT技術(shù)的快速發(fā)展及應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)瀝青混合料三維重構(gòu)模型的建立。但基于CT的研究多聚焦于混合料中空隙的空間分布，關(guān)于集料顆粒的研究較少，且缺乏有代表性的相關(guān)參數(shù)表征瀝青混合料內(nèi)部的細(xì)觀結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有對(duì)顆粒在瀝青混合料中細(xì)觀結(jié)構(gòu)表征不充分且混合料設(shè)計(jì)時(shí)缺乏細(xì)觀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)指標(biāo)的問題，而提出一種瀝青混合料三維細(xì)觀結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算方法。

步驟一、計(jì)算同檔集料質(zhì)心相互最短距離均值，得到瀝青混合料三維細(xì)觀結(jié)構(gòu)表征參數(shù)：粒徑大于4.75mm小于等于9.5mm的集料的質(zhì)心相互最短距離均值D_4.75-9.5(mm)、粒徑大于9.5mm小于等于13.2mm的集料的質(zhì)心相互最短距離均值D_9.5-13.2(mm)、粒徑大于 13.2mm小于等于16mm的集料的質(zhì)心相互最短距離均值D_13.2-16(mm)；具體過程為：

基于每顆集料的質(zhì)心坐標(biāo)，計(jì)算每顆集料距離其他同檔集料質(zhì)心的空間距離，將計(jì)算得到的空間距離排序，得到每顆集料的同檔集料質(zhì)心相互最短距離，并求其平均值，得到同檔集料質(zhì)心相互最短距離均值；

步驟二、基于步驟一得到的每顆集料的同檔集料質(zhì)心相互最短距離，計(jì)算不同檔集料體積比值的加權(quán)均值，得到瀝青混合料三維細(xì)觀結(jié)構(gòu)表征參數(shù)：粒徑大于4.75mm，小于等于9.5mm集料的不同檔集料體積比值的加權(quán)均值V_4.75-9.5、粒徑大于9.5mm小于等于13.2mm集料的不同檔集料體積比值的加權(quán)均值V_9.5-13.2、粒徑大于13.2mm小于等于16mm 集料的不同檔集料體積比值的加權(quán)均值V_13.2-16；具體過程為：