CN115078062A - 一种沥青混合料压实质量智能评价方法、系统、终端及介质 - Google Patents

一种沥青混合料压实质量智能评价方法、系统、终端及介质 Download PDF

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CN115078062A CN202210740495.6A CN202210740495A CN115078062A CN 115078062 A CN115078062 A CN 115078062A CN 202210740495 A CN202210740495 A CN 202210740495A CN 115078062 A CN115078062 A CN 115078062A
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Abstract

本申请涉及道路压实领域，尤其是涉及一种沥青混合料压实质量智能评价方法、系统、终端及介质，其包括对混合料进行压实，获得多维度的动态响应值；计算所述动态响应值的动态响应值变化率；设定所述动态响应值变化率的阈值，将压实过程划为多个压实阶段；基于多个所述压实阶段，设定与压实阶段对应的压实指标，以定量化评价混合料各压实阶段的压实特性；基于所述动态响应值变化率确定混合料的临界互锁点；基于所述评价指标和所述临界互锁点，评价混合料的压实特性、固定架强度以及稳定性，并确定压实完成对应的压实次数。本申请从多个维度来评价混合料压实度，具有压实度评价较为准确的效果。

Description

一种沥青混合料压实质量智能评价方法、系统、终端及介质
技术领域
本发明涉及道路压实领域，尤其是涉及一种沥青混合料压实质量智能评价方法、系统、终端及介质。
背景技术
路面压实是沥青路面施工的关键步骤，压实过程是集料在外界载荷作用下发生一系列位移和转动的过程，使集料由初始输送状态变为致密状态。提高压实质量有利于提高沥青路面的路用性能和耐久性，集料在压实过程中的动态响应对与了解压实机理和优化沥青混合配合比设计具有重要意义。
相关技术中，通常通过室内压实方法以模拟现场压实状况，如旋转压实(SGC)方法，旋转压实成型方法可以模拟现场施工中的混合压实，并且时间中物料的分布特征接近实际压实路面，通过分析旋转压实曲线，可以研究沥青混合的压实机理。
Dessouk根据压实曲线的特点，定义了接触能量指数(CEI)和交通密度指数(TDI)，CEI反映了集料在剪切应力作用下形成致密骨架结构的能力，TDI可以很好地预测沥青混合料的高温稳定性能。
此外，有的研究学者也提出了压实曲线斜率和压实能量指数来定量评价沥青混合料对交通荷载的施工压实度和抗变形能力，压实过程中骨料间存在临界接触状态，在这个临界状态出现之前，压实能量可以有效提高材料的压实度；临界接触状态出现后随着压实的进行，混合料压实度变化较小，这种临界状态也称为锁定点。
目前的研究大多根据混合料试样高度的变化来确定锁定点，如阿拉巴马州交通部将连续压实之间小于0.1毫米的试样高度变化视为锁定点。
针对上述的相关技术，发明人认为存在有以下缺陷，目前沥青混合料的压实度评价指标(如CEI、TDI、锁定点)都是根据试件高度一个维度的变化来确定的，准确性不高。
发明内容
为了提高压实度质量评价的准确性，本申请提供一种沥青混合料压实质量智能评价、系统、终端及介质。
第一方面，本申请提供的一种沥青混合料压实质量智能评价方法，采用如下的技术方案：
一种沥青混合料压实质量智能评价方法，包括
对混合料进行压实，获得多维度的动态响应值；
计算所述动态响应值的动态响应值变化率；
设定所述动态响应值变化率的阈值，将压实过程划为多个压实阶段；
基于多个所述压实阶段，设定与压实阶段对应的压实指标，以定量化评价混合料各压实阶段的压实特性；
基于所述动态响应值变化率确定混合料的临界互锁点；
基于所述评价指标和所述临界互锁点，评价混合料的压实特性、固定架强度以及稳定性，并确定压实完成对应的压实次数。
通过采用上述技术方案，在对混合料进行压实的过程中，获得多维度的动态响应值，并通过分析动态响应值的变化率，以设定动态响应值的变化阈值，并将压实过程分为多个压实阶段，设定每个阶段的压实指标，再集合临界互锁点，多维度评价混合料的压实特性、固定架强度以及稳定性，相较于单一高度维度，准确性较高；且提出了动力相应变化率分析指标，可定量化分析不同骨料级配、不同沥青种类、相对含量等变化对压实过程的影响规律。
优选的，所述对混合料进行压实，获得动态响应值中，所述动态响应值包括x轴的转角、y轴的转角以及z轴方向的应力；
所述计算所述动态响应值的动态响应值变化率中，通过获得x轴转角计算x轴转角的变化率，通过获得y轴转角计算y轴转角的变化率，通过获得的z轴方向的应力计算z轴方向应力的变化率；
所述x轴转角的变化率、所述y轴转角的变化率以及所述z轴方向应力的变化率为压实质量的评价指标。
通过采用上述技术方案，x轴转角表示了混合料在x轴方向上的旋转特性，y轴转角表示了混合料在y轴上的旋转特性，Z轴上的应力变化体现了混合料的接触特性，即混合料颗粒之间接触力的大小，以达到多维度评价混合料的压实特性的目的。
优选的，所述设定动态响应值变化率的阈值，将压实过程划为多个压实阶段中，
动态响应值变化率的阈值设置为t1和t2，其中t1>t2；
划分压实阶段为初始压实阶段、中期压实阶段以及最终压实阶段，t1是初始压实阶段和中期压实阶段的阈值，t2是中期压实阶段和最终压实阶段的阈值；
设定t1对应的旋转压实次数为初始压实次数Nini，Nini是t1对应下初始压实阶段的压实次数阈值，t1对应中期压实阶段的压实度阈值为C1；
设定t2对应的旋转压实次数为预设压实次数Ndes，Ndes是t2对应下中期压实阶段的压实次数阈值，t2对应中期压实阶段的压实度阈值为C2。
通过采用上述技术方案，设置动态响应值变化率的阈值设置为t1和t2，并将压实过程划分为多个维度，以对每个过程进行分析，相对于直接分析整个混合料压实过程，进一步提高混合料压实度评价的准确性。
优选的，所述基于多个所述压实阶段，设定与压实阶段对应的压实指标，以定量化评价混合料各压实阶段的压实特性中，
设定三个压实指标以定量化评价沥青混合料各压实阶段的压实特性，得到初始压实阶段的曲线与x轴、y轴平行线的包络面积；
所述初始压实阶段的压实指标为骨架形成指标FSFI，FSFI与x轴、y轴平行线的包络面积为，
Figure BDA0003717764360000031
其中,Ki为第i次压实时动态响应值变化率。
通过采用上述技术方案，FSFI表征了骨料旋转和移动的变化率，FSFI越大表明了骨料易于移动和旋转，即混合料具有较好的施工和易性。
优选的，所述基于多个所述压实阶段，设定与压实阶段对应的压实指标，以定量化评价混合料各压实阶段的压实特性中，
设定三个压实指标以定量化评价沥青混合料各压实阶段的压实特性，得到中期压实阶段的曲线与x轴、y轴平行线的包络面积；
所述中期压实阶段的压实指标为骨架强化指标SSFI，SSFI与x轴、y轴平行线的包络面积为，
Figure BDA0003717764360000032
其中,Ki为第i次压实时动态响应值变化率，Kmin为第二压实阶段的动力响应变化率最小值，
Figure BDA0003717764360000033
为第三压实阶段的动力响应变化率最小值。
通过采用上述技术方案，SSFI表征了混合料在压实过程中骨架的强度，TSSI征了混合料在压实过程中的稳定性，SSFI的值越小，表明了骨料位置在外力作用下不易改变。
优选的，所述基于多个所述压实阶段，设定与压实阶段对应的压实指标，以定量化评价混合料各压实阶段的压实特性中，
设定三个压实指标以定量化评价沥青混合料各压实阶段的压实特性，得到最终压实阶段的曲线与x轴、y轴平行线的包络面积；
所述最终压实阶段的压实指标为骨架稳定指标TSSI，TSSI与x轴、y轴平行线的包络面积为，
Figure BDA0003717764360000041
其中,Ki为第i次压实时动态响应值变化率，
Figure BDA0003717764360000042
为第三压实阶段的动力响应变化率最小值。
通过采用上述技术方案，TSSI的值越小，表明了骨料位置在外力作用下不易改变。
优选的，所述基于所述动态响应值变化率确定混合料的临界互锁点中，
设置动态响应变化率的临界值为δ：
Figure BDA0003717764360000043
其中,Ki为第i次压实时动态响应值变化率，m小于总压实次数；其中，当δ<β时，认为混合料很难进一步压实，即第i次旋转压实为混合的互锁点；β为正值且趋近于0；所述临界互锁点是沥青混合料压实程度达到临界压实状态，即动态响应值变化率趋近于零，压实过程完成。
通过采用上述技术方案，临界互锁点是沥青混合料压实程度达到临界压实状态，即动态响应值变化率趋近于零，以用于确定压实过程完成。
优选的，所述计算所述动态响应值的动态响应值变化率中，
设定采集频率f(Hz)以及旋转速度p(r·min-1)；
计算旋转压实每旋转一圈所记录的数据频次n，以该数据频次n作为数据处理间距，将di+n-di作为旋转压实过程中各动态响应值的变化率；
其中，di+n为采集的数据中第i+n个动态响应值，di为采集的数据中第i个动态响应值；
数据处理间距频次的计算公式为：
Figure BDA0003717764360000044
其中，60f是一分钟采集的次数。
第二方面，本申请提供一种沥青混合料压实质量智能评价系统，使用了上述沥青混合料压实质量智能评价方法，采用如下的技术方案：包括
动态响应值采样模块，用于获取x轴的转角、y轴的转角以及z轴方向的应力三个维度的数值；
动态响应值变化率计算模块，用于计算x轴的转角变化率、y轴的转角变化率以及z轴方向的应力变化率，x轴转角的变化率、y轴转角的变化率以及z轴方向应力的变化率为压实质量的评价指标；
压实过程划分模块，预设有所述动态响应值变化率的阈值设置为t1和t2，用于将压实过程划分为三个阶段，即初始压实阶段、中期压实阶段以及最终压实阶段，t1是初始压实阶段和中期压实阶段的阈值，t2是中期压实阶段和最终压实阶段的阈值；
临界互锁点计算模块，用于沥青混合料压实过程中的临界互锁点。
评价模块，基于所述评价指标、所述临界互锁点，评价混合料的压实特性、固定架强度以及稳定性，并确定压实完成对应的压实次数
通过采用上述技术方案，通过动态响应值采样模块获得x轴的转角、y轴的转角以及z轴方向的应力三个维度的数值，根据动态响应值采样模块获取的x轴的转角用于计算x轴的转角变化率、y轴的转角变化率以及z轴方向的应力变化率来作为压实质量的评价指标，将压实过程划分三个阶段，并设定与压实阶段对应的压实指标，以定量化评价混合料各压实阶段的压实特性以及压实压实最终完成的次数；通过临界互锁点计算模块获得临界互锁点；通过评价模块，基于评价指标、临界互锁点，评价混合料的压实特性、固定架强度以及稳定性，并确定压实完成对应的压实次数。相较于单个高度维度对沥青压实度进行评价，提高了沥青压实质量评价的准确性。
优选的，所述动态响应值采样模块设置为智能颗粒，混合料压实选用压实装置进行，所述智能颗粒放置在压实装置上，且处于水平方向以及竖直方向上的中间位置。
通过采用上述技术方案，以提高智能颗粒检测试件在压实过程中，多维度数据变化的准确性。
第三方面，本申请提供一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并能够在处理器上运行的计算机程序，所述处理器加载并执行计算机程序时，采用了上述的沥青混合料压实质量智能评价方法。
通过采用上述技术方案，通过上述的沥青混合料压实质量智能评价方法生成计算机程序，并存储于存储器中，以被处理器加载并执行，从而根据存储器及处理器制作终端设备，方便用户使用。
第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器加载并执行时，采用了上述的沥青混合料压实质量智能评价方法。
通过采用上述技术方案，通过上述的沥青混合料压实质量智能评价方法生成计算机程序，并存储于计算机可读存储介质中，以被处理器加载并执行，通过计算机可读存储介质，方便计算机程序的可读及存储。
附图说明：
图1是本申请一种沥青混合料压实质量智能评价方法中智能颗粒位于旋转压实装置内的俯视图。
图2是本申请一种沥青混合料压实质量智能评价方法中智能颗粒位于旋转压实装置的整体结构示意图。
图3是本申请一种沥青混合料压实质量智能评价方法中智能颗粒动态响应变化率与压实度变化率的趋势对比示意图。
图4为本申请一种沥青混合料压实质量智能评价方法中旋转压实三阶段划分示意图。
附图标记：
1、智能颗粒；2、旋转压实装置；20、置物腔；21、置物台。
具体实施方式
以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。
第一方面，本申请实施例公开一种沥青混合料压实质量智能评价方法，沥青混合料压实质量智能评价方法包括
S1；参照图1和图2，将智能颗粒1放置于旋转压实装置2上，基于预设定的压实次数和压实应力对沥青混合料试件进行压实；
其中，智能颗粒1是集成无线传感器设备，智能颗粒1的内部集成有三轴加速度计、三轴陀螺仪、三轴磁强计，用于测量和记录传感器的局部动态响应，如转角、加速度和应力，最大数据采集频率为100Hz。且为了提高传感精度，通过引入蓝牙低能量技术和卡尔曼滤波方法，有以解决二次加速度集成中出现的测量漂移问题。
具体的，智能颗粒1可为立方体等的规则形状的多面体，也可以为不规则的多面体，本申请智能颗粒1采用立方体形状。
本申请中，压实装置为道路行业中成熟的沥青混合料旋转压实装置，以地模拟现场施工中的沥青混合料的压实过程，并且试件中骨料的分布特征更接近于实际压实路面。
具体的，旋转压实装置2设置为圆筒型结构，旋转压实装置2设置有置物腔20，置物腔20的底部设置为置物台21，置物台21距离旋转压实装置2的底部等于距离旋转压实装置2顶部的距离，置物台21设置为圆形板，智能颗粒1体对角线的交点在置物台21的轴线上，以使智能颗粒1置于旋转压实装置2的中心位置。旋转压实试件填充在置物腔内，以使智能颗粒1埋设在沥青混合料中。
即智能颗粒1在竖向方向上位于旋转压实装置2的中间位置，在水平圆形平面内也处于旋转压实装置2的中间位置处，并使智能颗粒1保持水平。
在旋转压实装置中，所成型的旋转压实试件尺寸为Φ150×120mm，最大旋转压实次数为300次，垂直压力为200，400，600，700kPa，旋转速度固定为30r·min-1，内旋转角为1.16°，以达到目标压实次数作为试验结束条件，通过调整试件质量控制高度。
S2：对混合料进行压实，获得多维度的动态响应值，
在对旋转压实试件进行压实操作的过程中，进行通过智能颗粒1，采集动态响应值，动态响应值包括x轴的转角、y轴的转角以及z轴方向的应力三个维度的数值。
其中，x轴转角表示了混合料在x轴方向上的旋转特性，y轴转角表示了混合料在y轴上的旋转特性，Z轴上的应力变化体现了混合料的接触特性，即混合料颗粒之间接触力的大小。
S3：计算动态响应值的动态响应值变化率；
S30:设定采集频率f(Hz)以及旋转速度p(r·min-1)，本申请旋转速度p设置为30r·min-1；
S31:计算旋转压实每旋转一圈所记录的数据频次n，以该数据频次n作为数据处理间距，将di+n-di作为旋转压实过程中各动态响应值的变化率；
其中，di+n为采集的数据中第i+n个动态响应值，di为采集的数据中第i个动态响应值；
具体的，数据处理间距频次的计算公式为：
Figure BDA0003717764360000071
其中，60f是一分钟采集的次数。
通过获得的x轴转角计算x轴转角的变化率，通过获得的y轴转角计算y轴转角的变化率，通过获得的z轴方向的应力计算z轴方向应力的变化率，以x轴转角的变化率、y轴转角的变化率以及z轴方向应力的变化率为压实质量的评价指标。
根据行业中标准的试验方法测试得到压实度，并计算压实度的变化率，参照图3，得到压实度变化率的曲线。
由于x轴转角表示了混合料在x轴方向上的旋转特性，y轴转角表示了混合料在y轴上的旋转特性，Z轴上的应力变化体现了混合料的接触特性，即颗粒之间接触力的大小，结合参照图3，x轴转角的变化率、y轴转角的变化率以及z轴方向应力的变化率的变化趋势与压实度变化率的趋势趋于一致，具有极强的关联性。
所以x轴转角的变化率、y轴转角的变化率以及z轴方向应力的变化率为压实质量的评价指标，即以x轴转角的变化率、y轴转角的变化率以及z轴方向应力的变化率为压实度的评价指标。
S4：设定动态响应值变化率的阈值，将压实过程划为多个压实阶段；
S40:动态响应值变化率的阈值设置为t1和t2，其中t1>t2,划分压实阶段为初始压实阶段、中期压实阶段以及最终压实阶段。
在智能颗粒1动态响应分析的基础上，基于个动态响应值变化率的分布规律，设定两个变化率阈值t1和t2，其中，t1是初始压实阶段和中期压实阶段的阈值，t2是中期压实阶段和最终压实阶段的阈值。将压实过程分为三个阶段，即初始压实阶段、中期压实阶段和最终压实阶段。
S41:设定t1对应的旋转压实次数为初始压实次数Nini，且Nini是t1对应初始压实阶段的压实次数阈值，t1对应中期压实阶段的压实度阈值为C1；
设定t2对应的旋转压实次数为预设压实次数Ndes，且Ndes是t2对应下中期压实阶段的压实次数阈值，t2对应中期压实阶段的压实度阈值为C2；
初期压实阶段，骨料在外部压力作用下快速转动和移动，混合料从松散状态逐渐变为致密状态。智能颗粒1的各动态响应变化率迅速降低，形成混合料初始骨架结构。
中期压实阶段，骨料之间的联锁作用增强，骨料运动逐渐受到抑制，压实程度继续提高，智能颗粒1的各动态响应变化率进一步降低。
最终压实阶段，骨料间已形成较强的连锁效应，多余的压实功作用下对智能颗粒1的动态响应值影响较小，即形成稳定的混合物料骨架结构。
S5：基于多个压实阶段，设定与压实阶段对应的压实指标，以定量化评价混合料各压实阶段的压实特性；
参照图4，设定三个压实指标以定量化评价沥青混合料各压实阶段的压实特性，得到初始压实阶段、中期压实阶段以及最终压实阶段的曲线与x轴、y轴平行线的包络面积；
初始压实阶段的压实指标为骨架形成指标FSFI，FSFI与x轴、y轴平行线的包络面积为，
Figure BDA0003717764360000081
Figure BDA0003717764360000091
中期压实阶段的压实指标为骨架强化指标SSFI，SSFI与x轴、y轴平行线的包络面积为，
Figure BDA0003717764360000092
最终压实阶段的压实指标为骨架稳定指标TSSI，TSSI与x轴、y轴平行线的包络面积为，
Figure BDA0003717764360000093
其中,Ki为第i次压实时动态响应值变化率，Kmin为第二压实阶段的动力响应变化率最小值，
Figure BDA0003717764360000094
为第三压实阶段的动力响应变化率最小值，Nmax是压实最终完成的次数。
FSFI表征了骨料旋转和移动的变化率，FSFI越大表明了骨料易于移动和旋转，即混合料具有较好的施工和易性。
SSFI表征了混合料在压实过程中骨架的强度，TSSI征了混合料在压实过程中的稳定性，SSFI的值越小，表明了骨料位置在外力作用下不易改变；
TSSI的值越小，表明了骨料位置在外力作用下不易改变，即SSFI的值以及TSSI的值越小，表明混合料形成了嵌入良好的骨架结构，混合料具有较高的强度和稳定性。
S6：基于动态响应值变化率确定混合料的临界互锁点；
设置动态响应变化率的临界值为δ：
Figure BDA0003717764360000095
临界互锁点是沥青混合料压实程度达到临界压实状态，即动态响应值变化率趋近于零，压实过程完成。
具体的，m根据总压实次数进行设定，m小于总压实次数；其中，当δ<β时，认为混合料很难进一步压实，即第i次旋转压实为混合料的互锁点；β为正值且趋近于0。
S7:基于评价指标和临界互锁点，评价混合料的压实特性、固定架强度以及稳定性，并确定压实完成对应的压实次数；
基于FSFI、FSFI、TSSI和临界互锁点评价沥青混合料的压实特性以及骨架强度及稳定性，并确定压实完成对应的压实次数，当达到临界互锁点时，表明沥青混合料已经完成压实过程。FSFI表征了骨料旋转和移动的变化率，FSFI越大表明了骨料易于移动和旋转，即混合料具有较好的施工和易性。SSFI表征了混合料在压实过程中骨架的强度，TSSI征了混合料在压实过程中的稳定性，SSFI的值越小，表明了骨料位置在外力作用下不易改变；TSSI的值越小，表明了骨料位置在外力作用下不易改变，即SSFI的值以及TSSI的值越小，表明混合料形成了嵌入良好的骨架结构，混合料具有较高的强度和稳定性。
本申请实施例一种沥青混合料压实质量智能评价方法的实施原理为：通过室内压实过程的模拟和分析，可充分理解和掌握沥青混合料的压实机理，相对于单个高度维度对压实质量进行评价，从x轴、y轴以及z轴三个维度上的指标，得到颗粒的旋转性以及颗粒的接触特性，来表征沥青混合料现场压实质量，提高了沥青压实质量评价的准确性。
第二方面，本申请实施例还公开一种沥青混合料压实质量智能评价系统，使用了上述沥青混合料压实质量智能评价方法，包括
动态响应值采样模块，用于获取x轴的转角、y轴的转角以及z轴方向的应力三个维度的数值，动态响应值采样模块为上述智能颗粒1；
动态响应值变化率计算模块，根据动态响应值采样模块获取的x轴的转角用于计算x轴的转角变化率、y轴的转角变化率以及z轴方向的应力变化率，x轴转角的变化率、y轴转角的变化率以及z轴方向应力的变化率为压实质量的评价指标；
压实过程划分模块，预设有上述动态响应值变化率的阈值设置为t1和t2，用于将压实过程划分为三个阶段，即初始压实阶段、中期压实阶段以及最终压实阶段，t1是初始压实阶段和中期压实阶段的阈值，t2是中期压实阶段和最终压实阶段的阈值。
还设定有与压实阶段对应的压实指标，以定量化评价混合料各压实阶段的压实特性，通过三个阶段分别与x轴、y轴平行线的包络面积以得到表征了骨料旋转和移动的变化率的骨架形成指标FSFI、表征了混合料在压实过程中骨架的强度的骨架强化指标SSF以及表征TSSI征了混合料在压实过程中的稳定性骨架稳定指标TSSI。
临界互锁点计算模块，用于沥青混合料压实过程中的临界互锁点。
评价模块，基于评价指标、临界互锁点，评价混合料的压实特性、固定架强度以及稳定性，并确定压实完成对应的压实次数。
本申请实施例一种沥青混合料压实质量智能评价系统的实施原理为：通过动态响应值采样模块获得x轴的转角、y轴的转角以及z轴方向的应力三个维度的数值，根据动态响应值采样模块获取的x轴的转角用于计算x轴的转角变化率、y轴的转角变化率以及z轴方向的应力变化率来作为压实质量的评价指标，将压实过程划分三个阶段，并设定与压实阶段对应的压实指标，以定量化评价混合料各压实阶段的压实特性以及压实压实最终完成的次数；通过临界互锁点计算模块获得临界互锁点；通过评价模块，基于评价指标、临界互锁点，评价混合料的压实特性、固定架强度以及稳定性，并确定压实完成对应的压实次数。相较于单个高度维度对沥青压实度进行评价，提高了沥青压实质量评价的准确性。
第三方面，本申请实施例还公开一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并能够在处理器上运行的计算机程序，其中，处理器执行计算机程序时采用了上述实施例的基于沥青混合料压实质量智能评价方法。
其中，终端设备可以采用台式电脑、笔记本电脑或者云端服务器等计算机设备，并且，终端设备包括但不限于处理器以及存储器，例如，终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备以及总线等。
其中，处理器可以采用中央处理单元(CPU)，当然，根据实际的使用情况，也可以采用其他通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等，通用处理器可以采用微处理器或者任何常规的处理器等，本申请对此不做限制。
其中，存储器可以为终端设备的内部存储单元，例如，终端设备的硬盘或者内存，也可以为终端设备的外部存储设备，例如，终端设备上配备的插接式硬盘、智能存储卡(SMC)、安全数字卡(SD)或者闪存卡(FC)等，并且，存储器还可以为终端设备的内部存储单元与外部存储设备的组合，存储器用于存储计算机程序以及终端设备所需的其他程序和数据，存储器还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据，本申请对此不做限制。
其中，通过本终端设备，将上述实施例的沥青混合料压实质量智能评价方法存储于终端设备的存储器中，并且，被加载并执行于终端设备的处理器上，以方便用户使用。
第四方面，本申请实施例还公开一种计算机可读存储介质，并且，计算机可读存储介质存储有计算机程序，其中，计算机程序被处理器执行时，采用了上述实施例的沥青混合料压实质量智能评价方法。
其中，计算机程序可以存储于计算机可读介质中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间件形式等，计算机可读介质包括能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等，需要说明的是，计算机可读介质包括但不限于上述元器件。
其中，通过本计算机可读存储介质，将上述实施例的沥青混合料压实质量智能评价方法存储于计算机可读存储介质中，并且，被加载并执行于处理器上，以方便基于沥青混合料压实质量智能评价方法的存储及应用。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，本说明书(包括摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或者具有类似目的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

Claims (12)

1.一种沥青混合料压实质量智能评价方法，其特征在于：包括
对混合料进行压实，获得多维度的动态响应值；
计算所述动态响应值的动态响应值变化率；
设定所述动态响应值变化率的阈值，将压实过程划为多个压实阶段；
基于多个所述压实阶段，设定与压实阶段对应的压实指标，以定量化评价混合料各压实阶段的压实特性；
基于所述动态响应值变化率确定混合料的临界互锁点；
基于所述评价指标和所述临界互锁点，评价混合料的压实特性、固定架强度以及稳定性，并确定压实完成对应的压实次数。
2.根据权利要求1所述的沥青混合料压实质量智能评价方法，其特征在于：所述对混合料进行压实，获得动态响应值中，所述动态响应值包括x轴的转角、y轴的转角以及z轴方向的应力；
所述计算所述动态响应值的动态响应值变化率中，通过获得x轴转角计算x轴转角的变化率，通过获得y轴转角计算y轴转角的变化率，通过获得的z轴方向的应力计算z轴方向应力的变化率；
所述x轴转角的变化率、所述y轴转角的变化率以及所述z轴方向应力的变化率为压实质量的评价指标。
3.根据权利要求2所述的沥青混合料压实质量智能评价方法，其特征在于：所述设定动态响应值变化率的阈值，将压实过程划为多个压实阶段中，
动态响应值变化率的阈值设置为t1和t2，其中t1>t2；
划分压实阶段为初始压实阶段、中期压实阶段以及最终压实阶段，t1是初始压实阶段和中期压实阶段的阈值，t2是中期压实阶段和最终压实阶段的阈值；
设定t1对应的旋转压实次数为初始压实次数Nini，Nini是t1对应下初始压实阶段的压实次数阈值，t1对应中期压实阶段的压实度阈值为C1；
设定t2对应的旋转压实次数为预设压实次数Ndes，Ndes是t2对应下中期压实阶段的压实次数阈值，t2对应中期压实阶段的压实度阈值为C2。
4.根据权利要求3所述的沥青混合料压实质量智能评价方法，其特征在于：所述基于多个所述压实阶段，设定与压实阶段对应的压实指标，以定量化评价混合料各压实阶段的压实特性中，
设定三个压实指标以定量化评价沥青混合料各压实阶段的压实特性，得到初始压实阶段的曲线与x轴、y轴平行线的包络面积；
所述初始压实阶段的压实指标为骨架形成指标FSFI，FSFI与x轴、y轴平行线的包络面积为，
Figure FDA0003717764350000021
其中,Ki为第i次压实时动态响应值变化率。
5.根据权利要求3所述的沥青混合料压实质量智能评价方法，其特征在于：所述基于多个所述压实阶段，设定与压实阶段对应的压实指标，以定量化评价混合料各压实阶段的压实特性中，
设定三个压实指标以定量化评价沥青混合料各压实阶段的压实特性，得到中期压实阶段的曲线与x轴、y轴平行线的包络面积；
所述中期压实阶段的压实指标为骨架强化指标SSFI，SSFI与x轴、y轴平行线的包络面积为，
Figure FDA0003717764350000022
其中,Ki为第i次压实时动态响应值变化率，Kmin为第二压实阶段的动力响应变化率最小值。
6.根据权利要求3-5中任一项所述的沥青混合料压实质量智能评价方法，其特征在于：所述基于多个所述压实阶段，设定与压实阶段对应的压实指标，以定量化评价混合料各压实阶段的压实特性中，
设定三个压实指标以定量化评价沥青混合料各压实阶段的压实特性，得到最终压实阶段的曲线与x轴、y轴平行线的包络面积；
所述最终压实阶段的压实指标为骨架稳定指标x，x与x轴、y轴平行线的包络面积为，
Figure FDA0003717764350000023
其中,Ki为第i次压实时动态响应值变化率，
Figure FDA0003717764350000024
为第三压实阶段的动力响应变化率最小值，Nmax是压实最终完成的次数。
7.根据权利要求6所述的沥青混合料压实质量智能评价方法，其特征在于：所述基于所述动态响应值变化率确定混合料的临界互锁点中，
设置动态响应变化率的临界值为δ：
Figure FDA0003717764350000031
其中,Ki为第i次压实时动态响应值变化率，m小于总压实次数；其中，当δ<β时，认为混合料很难进一步压实，即第i次旋转压实为混合的互锁点；β为正值且趋近于0；所述临界互锁点是沥青混合料压实程度达到临界压实状态，即动态响应值变化率趋近于零，压实过程完成。
8.根据权利要求2所述的沥青混合料压实质量智能评价方法，其特征在于：所述计算所述动态响应值的动态响应值变化率中，
设定采集频率f(Hz)以及旋转速度p(r·min-1)；
计算旋转压实每旋转一圈所记录的数据频次n，以该数据频次n作为数据处理间距，将di+n-di作为旋转压实过程中各动态响应值的变化率；
其中，di+n为采集的数据中第i+n个动态响应值，di为采集的数据中第i个动态响应值；
数据处理间距频次的计算公式为：
Figure FDA0003717764350000032
其中，60f是一分钟采集的次数。
9.一种沥青混合料压实质量智能评价系统，使用了权利要求7所述的沥青混合料压实质量智能评价方法，其特征在于：包括
动态响应值采样模块，用于获取x轴的转角、y轴的转角以及z轴方向的应力三个维度的数值；
动态响应值变化率计算模块，用于计算x轴的转角变化率、y轴的转角变化率以及z轴方向的应力变化率，x轴转角的变化率、y轴转角的变化率以及z轴方向应力的变化率为压实质量的评价指标；
压实过程划分模块，预设有所述动态响应值变化率的阈值设置为t1和t2，用于将压实过程划分为三个阶段，即初始压实阶段、中期压实阶段以及最终压实阶段，t1是初始压实阶段和中期压实阶段的阈值，t2是中期压实阶段和最终压实阶段的阈值；
临界互锁点计算模块，用于沥青混合料压实过程中的临界互锁点；
评价模块，基于所述评价指标、所述临界互锁点，评价混合料的压实特性、固定架强度以及稳定性，并确定压实完成对应的压实次数。
10.根据权利要求9所述的沥青混合料压实质量智能评价系统，其特征在于：所述动态响应值采样模块设置为智能颗粒(1)，混合料压实选用压实装置(2)进行，所述智能颗粒(1)放置在压实装置(2)上，且处于水平方向以及竖直方向上的中间位置。
11.一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并能够在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器加载并执行计算机程序时，采用了权利要求7所述的沥青混合料压实质量智能评价方法。
12.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器加载并执行时，采用了权利要求7所述的沥青混合料压实质量智能评价方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116008516A (zh) * 2023-02-21 2023-04-25 哈尔滨工业大学 一种基于智能集料的沥青路面压实临界阈值确定方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN116008516A (zh) * 2023-02-21 2023-04-25 哈尔滨工业大学 一种基于智能集料的沥青路面压实临界阈值确定方法

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