[發明專利]一種應用增材技術制備標準人造集料的方法和系統

有效

• 申請號: 202110684702.6
• 申請日: 2021-06-21
• 公開（公告）號: CN113386358B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 馮寶平;何小剛;李偉雄;王凱;劉波;吳迪;陳搏;胡凱
• 申請（專利權）人: 中交二公局東萌工程有限公司;廣州肖寧道路工程技術研究事務所有限公司
• 主分類號: B29C64/386
• 分類號: B29C64/386;B33Y50/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王愛濤

1.一種應用增材技術制備標準人造集料的方法，其特征在于，包括：

獲取天然集料的評價指標；所述評價指標包括：粒徑指標、粒型指標和棱角性指標；所述粒徑指標為：其中，L為粒徑指標，a為集料的外接矩形長，b為集料的外接矩形寬，c為集料的外接矩形高，且a≥b≥c；

根據所述評價指標確定天然集料的三維形態；

基于所述天然集料的三維形態，采用統計學方法獲取所述天然集料的形態參數的分布規律；所述天然集料的形態參數包括：扁平率和橢球度；

基于所述分布規律確定集料的標準形態參數；

基于所述集料的標準形態參數，通過反向搜索定位得到標準模型；

基于所述標準模型對所述天然集料進行3D打印制備得到標準集料；

所述基于所述天然集料的三維形態，采用統計學方法獲取所述天然集料的形態參數的分布規律，具體包括：

采用三維掃描技術基于所述天然集料的三維形態采集天然集料的三維點云信息；

根據所述三維點云信息確定天然集料的扁平率和橢球度，并基于所述扁平率和所述橢球度繪制概率分布圖；

所述基于所述分布規律確定集料的標準形態參數，具體包括：

獲取所述概率分布圖中扁平率的概率分布數據和橢球度的概率分布數據；

對所述扁平率的概率分布數據和所述橢球度的概率分布數據進行高斯分布擬合，得到集料的標準形態參數；所述集料的標準形態參數包括：扁平率的數學期望值和橢球度的數學期望值。

2.根據權利要求1所述的應用增材技術制備標準人造集料的方法，其特征在于，所述基于所述標準模型對所述天然集料進行3D打印制備得到標準集料，具體包括：

根據所述標準模型確定最小粒徑；

以所述最小粒徑為基準確定縮放系數；

基于所述縮放系數，對所述標準模型的粒徑按比例縮小或放大得到不同粒徑范圍內的三維模型；

獲取打印條件；所述打印條件包括：天然集料的硬度、抗壓強度、泊松比參數，打印精度要求以及標準集料所應用的瀝青路面層位的力學性能需求；

根據所述打印條件選擇3D打印工藝和原材料；

基于所述三維模型，根據選擇的所述3D打印工藝和所述原材料制備得到標準集料。

3.一種應用增材技術制備標準人造集料的系統，其特征在于，包括：

評價指標獲取模塊，用于獲取天然集料的評價指標；所述評價指標包括：粒徑指標、粒型指標和棱角性指標；所述粒徑指標為：其中，L為粒徑指標，a為集料的外接矩形長，b為集料的外接矩形寬，c為集料的外接矩形高，且a≥b≥c；

三維形態確定模塊，用于根據所述評價指標確定天然集料的三維形態；

分布規律獲取模塊，用于基于所述天然集料的三維形態，采用統計學方法獲取所述天然集料的形態參數的分布規律；所述天然集料的形態參數包括：扁平率和橢球度；

形態參數確定模塊，用于基于所述分布規律確定集料的標準形態參數；

標準模型確定模塊，用于基于所述集料的標準形態參數，通過反向搜索定位得到標準模型；

標準集料制備模塊，用于基于所述標準模型對所述天然集料進行3D打印制備得到標準集料；

所述分布規律獲取模塊具體包括：

三維點云信息采集單元，用于采用三維掃描技術基于所述天然集料的三維形態采集天然集料的三維點云信息；

概率分布圖繪制單元，用于根據所述三維點云信息確定天然集料的扁平率和橢球度，并基于所述扁平率和所述橢球度繪制概率分布圖；

所述形態參數確定模塊具體包括：

概率分布數據獲取單元，用于獲取所述概率分布圖中扁平率的概率分布數據和橢球度的概率分布數據；

形態參數確定單元，用于對所述扁平率的概率分布數據和所述橢球度的概率分布數據進行高斯分布擬合，得到集料的標準形態參數；所述集料的標準形態參數包括：扁平率的數學期望值和橢球度的數學期望值。

4.根據權利要求3所述的應用增材技術制備標準人造集料的系統，其特征在于，所述標準集料制備模塊具體包括：

最小粒徑確定單元，用于根據所述標準模型確定最小粒徑；

縮放系數確定單元，用于以所述最小粒徑為基準確定縮放系數；

三維模型確定單元，用于基于所述縮放系數，對所述標準模型的粒徑按比例縮小或放大得到不同粒徑范圍內的三維模型；

打印條件獲取單元，用于獲取打印條件；所述打印條件包括：天然集料的硬度、抗壓強度、泊松比參數，打印精度要求以及標準集料所應用的瀝青路面層位的力學性能需求；

選擇單元，用于根據所述打印條件選擇3D打印工藝和原材料；

標準集料制備單元，用于基于所述三維模型，根據選擇的所述3D打印工藝和所述原材料制備得到標準集料。