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专利号: 2019100276211
申请人: 长安大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于颗粒堆积理论的沥青混合料级配设计方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:步骤一、确定粗集料颗粒掺配:将颗粒粒径不小于4.75mm的颗粒视为粗集料颗粒,根据颗粒堆积理论确定粗集料颗粒掺配,过程如下:步骤101、计算沥青混合料粗集料颗粒的当量球体半径:根据颗粒堆积理论,粗集料颗粒掺配中粗集料颗粒混合球体总质量与粗集料颗粒当量球体总质量相同,粗集料颗粒混合球体总表面积与粗集料颗粒当量球体总表面积相同,则 得出粗集料颗粒当量球体半径 其中,m粗为粗集料颗粒当量球体个数,ρ粗为粗集料颗粒密度,M粗为粗集料颗粒混合球体总质量,α粗为粗集料颗粒混合球体总表面积且n为粗集料颗粒中球体颗粒种数,i为粗集料颗粒中球体颗粒编号,ri为粗集料颗粒中第i种球体颗粒的粒径,xi为粒径ri的球体颗粒的个数;

步骤102、计算在约束条件下粗集料颗粒的当量球配位数:根据公式 计算在约束条件下粗集料颗粒当量球配位数N粗当,其中,粗集料颗粒的当量球配位数的约束条件为 S粗为粗集料颗粒当量包裹球面积且为粗集料颗粒当量球的平均球冠投影面积且 N粗为粗集料颗粒中

各球体颗粒自然堆积状态下配位数;

步骤103、获取在约束条件下粗集料颗粒混合球体总表面积α粗的极大值:粗集料颗粒混合球体总表面积的约束条件为 max(·)为极大值函数,η粗为粗集料骨架退化系数;

步骤104、获取粗集料颗粒的最大配位数优化模型:对粗集料颗粒的当量球配位数N粗当进行非线性优化求解,获取粗集料颗粒的最大配位数优化模型为F1(xi)且其中,Di=2ri,l为xi的下界约束,u为xi的上界约束;

步骤105、获取粗集料颗粒的最大表面积优化模型:对粗集料颗粒的混合球体总表面积α粗进行非线性优化求解,获取粗集料颗粒的最大表面积优化模型为F2(xi)且步骤二、确定细集料颗粒掺配:将颗粒粒径小于4.75mm的颗粒视为细集料颗粒,根据颗粒堆积理论确定细集料颗粒掺配,过程如下:步骤201、计算沥青混合料细集料颗粒的当量球体半径:根据颗粒堆积理论,细集料颗粒掺配中细集料颗粒混合球体总质量与细集料颗粒当量球体总质量相同,细集料颗粒混合球体总表面积与细集料颗粒当量球体总表面积相同,则 得出细集料颗粒当量球体半径 其中,m细为细集料颗粒当量球体个数,ρ细为细集料颗粒密度,M细为细集料颗粒混合球体总质量,α细为细集料颗粒混合球体总表面积且t为细集料颗粒中球体颗粒种数,j为细集料颗粒中球体颗粒编号,Rj为细集料颗粒中第j种球体颗粒的粒径,yj为粒径Rj的球体颗粒的个数;

步骤202、计算在约束条件下细集料颗粒的当量球配位数:根据公式 计算在约束条件下细集料颗粒当量球配位数N细当,其中,细集料颗粒的当量球配位数的约束条件为 S细为细集料颗粒当量包裹球面积且为细集料颗粒当量球的平均球冠投影面积且 N细为细集料颗粒

中各球体颗粒自然堆积状态下配位数;

步骤203、获取在约束条件下细集料颗粒混合球体总表面积α细的极大值:细集料颗粒混合球体总表面积的约束条件为 η细为细集料骨架退化系数;

步骤204、获取细集料颗粒的最大配位数优化模型:对细集料颗粒的当量球配位数N细当进行非线性优化求解,获取细集料颗粒的最大配位数优化模型为f1(yj)且其中,Kj=2Rj,L为yj的下界约束,U为yj的上界约束;

步骤205、获取细集料颗粒的最大表面积优化模型:对细集料颗粒的混合球体总表面积α细进行非线性优化求解,获取细集料颗粒的最大表面积优化模型为f2(yj)且步骤三、确定沥青混合料级配:结合粗集料颗粒的最大配位数优化模型为F1(xi)和细集料颗粒的最大配位数优化模型为f1(yj),确定沥青混合料级配模型为f(xi,yj)且其中,PNMPS为最大公称粒径通过率,Pf为矿料含量,P4.75为粒径4.75mm的颗粒的通过率,Dimax为粗集料颗粒的i种球体颗粒直径的最大值,ximax为直径为Dimax的球体颗粒的个数。

2.按照权利要求1所述的基于颗粒堆积理论的沥青混合料级配设计方法,其特征在于:所述粗集料骨架退化系数满足:0<η粗≤1;所述细集料骨架退化系数满足:0<η细≤1。

3.按照权利要求1所述的基于颗粒堆积理论的沥青混合料级配设计方法,其特征在于:所述细集料颗粒的颗粒粒径包括2.36mm、1.18mm、0.6mm、0.3mm、0.15mm和0.075mm。

4.按照权利要求1所述的基于颗粒堆积理论的沥青混合料级配设计方法,其特征在于:所述 为粗集料颗粒中第i种球体颗粒的参配质量; 为细集料颗粒中第j种球体颗粒的参配质量。

5.按照权利要求4所述的基于颗粒堆积理论的沥青混合料级配设计方法,其特征在于:根据粗集料颗粒中第i种球体颗粒的参配质量计算粗集料颗粒中第i种球体颗粒的参配质量筛余百分率δi且 其中,根据细集料颗粒中第j种球体颗粒的参配质量计算细集料颗粒中第j种球体颗粒的参配质量筛余百分率δj'且 其中,