[發明專利]一種基于貝雷法的砂石骨料級配優化方法

在審

• 申請號: 202211649568.7
• 申請日: 2022-12-21
• 公開（公告）號: CN115816645A
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 李宏波;劉鋒;康鑫睿;華樹東;段軍庫
• 申請（專利權）人: 寧夏大學;寧夏華晟節能環保科技有限公司
• 主分類號: B28C5/00
• 分類號: B28C5/00;G06F30/25;G06F17/12;G06F16/22;G06F111/04
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 符繼超

本發明公開了一種基于貝雷法的砂石骨料級配優化方法，從逆向求解的角度(假設所得級配是最優級配)出發考慮級配求解，通過多次求解特征參數在最優級配下的取值，最終繪制出級配參數取值與最優級配的圖像，并得出所設計級配所有最優特征參數表，存入骨料級配庫，如此以來，在以后的級配求解過程中，只需查詢相應類型的最優級配特征參數值對設計級配進行約束即可得到骨料最優級配，從而得到更為精確的骨料級配。

技術領域

本發明涉及骨料級配技術領域，更具體的說是涉及一種基于貝雷法的砂石骨料級配優化方法。

背景技術

傳統的瀝青混合料和水泥混凝土骨料級配設計方法在長期的使用過程中，逐漸暴露出其缺陷和不足，并且不能適用于瀝青混合料和混凝土骨料級配設計。骨料級配不良會導致骨料顆粒出現不同程度的破碎，影響工程施工質量。目前國內大多學者采用Excel規劃求解來完成級配設計的工作，其過程繁雜，易出錯。也有部分學者采用VBA編制程序來解決這一問題，但不能與第三方軟件進行交互式操作，降低了工作效率。為提高骨料的密實度，也有學者采用貝雷級配法在規劃求解的過程中進行約束，得出最優骨料用量，但沒有考慮參數約束的具體過程，即該約束并未有效產生作用。不同地區，混合料工程應用環境不同，對混合料設計中骨料級配要求也有所區別，需根據具體情況設計粗細搭配優良的骨料級配。通過體積率與面積的關系在指定大小的截面上投放相應數量的隨機圖形來模擬混合料的細觀結構，進一步說明骨料顆粒的分布情況，但并不能直接得出骨料最優級配。

因此，如何提供一種能夠獲得骨料最優級配的基于貝雷法的砂石骨料級配優化方法是本領域技術人員亟需解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種基于貝雷法的砂石骨料級配優化方法，從逆向求解的角度出發考慮級配求解，并將最優級配下所有最優特征參數存入骨料級配數據庫，在以后的級配求解過程中，可直接查詢相應類型的最優級配特征參數即可得到骨料的最優級配。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于貝雷法的砂石骨料級配優化方法，包括以下步驟：

步驟1、對待優化的骨料分別采用不同尺寸篩孔的標準篩進行篩分，得到骨料級配；

步驟2、從逆向求解的角度出發考慮級配求解，假設步驟1得到的級配為最優級配，采用特征參數粗骨料比CA和細骨料比FAC、FAF評價貝雷級配法的優良；

步驟3、將特征參數范圍以中值為界限，分為粗骨料范圍和細骨料范圍；

步驟4、構建求解方程；

步驟5、利用求解方程對步驟3得到的粗骨料范圍和細骨料范圍內的骨料進行多次求解，大步幅取0.5，小步幅取0.1，得到合成級配隨特征參數取值的變化情況，并確定特征參數范圍及對應的骨料最優級配范圍；

步驟6、繼續對步驟5得到的特征參數范圍進行循環求解，得到各特征參數在最優級配下的取值，并存入骨料級配數據庫供后續調用。

進一步的，步驟1中，按照下式計算不同粒徑范圍骨料的質量百分率：

式一：其中，m_i為存留在某號篩i上的骨料質量，m為混合骨料風干的總質量；i按粒徑遞增的方式順序編號；

式二：A_i＝a₁+a₂+...+a_i，其中，a₁、a₂、...、a_i為各篩的分級篩余百分率；

式三：p_i＝100-A_i，其中，A_i為各號篩累計篩余百分率；p_i為第i級分級骨料的分級篩余比例。