System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 基于田口方法及主成分分析的沥青混合料配合比设计方法技术_技高网

基于田口方法及主成分分析的沥青混合料配合比设计方法技术

技术编号:40496927 阅读:7 留言:0更新日期:2024-02-26 19:25
本发明专利技术涉及基于田口方法及主成分分析的沥青混合料配合比设计方法,包括以下步骤:S1、进行田口设计;S2、制作马歇尔试件,进行力学性能试验并记录试验数据;S3、对试验数据进行线性归一化处理,输出特性指标矩阵;S4、并计算相关系数矩阵的特征值和特征向量,并按照特征值大小排序;S5、计算各个主成分的贡献率及累积贡献率,确定主成分个数;S6、利用马歇尔多响应设计参数(MMDP)确定最优配合比。本发明专利技术以沥青用量、级配类型、填料用量、固废取代矿粉百分比作为控制因子进行计算,以马歇尔试验的各项指标作为设计依据,利用田口方法及主成分分析找到最符合期望的沥青混合料配合比。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于田口方法及主成分分析的沥青混合料配合比设计方法,属于土木工程。


技术介绍

1、在土木工程领域,人们一直致力于优化沥青混合料的配合比以提高沥青混合料的性能。在沥青混合料配合比优化过程中设计人员大多是设计单因子实验来找到这一变量最优的选择,多种变量的情况下,就只能设置更多的试验,既费时又费力。本专利技术意在根据目的去优化原有沥青混合料配合比的设计,有目标驱使地择优选择原有设计中可以人为控制的各种变量,比以往的单因子试验要简单快捷高效。

2、目前,环境问题越来越受到重视,大量的固废对环境污染严重,因此需要对这些固废进行资源化利用,利用这些固废替代矿粉作为沥青混合料的填料是一种很好的方法,但确定固废取代矿粉的最优替代量时需要做大量的试验。

3、因此,本专利技术以简单快捷高效为配合比优化的目标,在保证沥青混合料性能符合规范的前提下,采用田口方法和主成分分析对沥青混合料的配合比进行优化,并确定固废替代矿粉的最佳替代量,对沥青混合料的配合比优化及固废在沥青混合料中的应用具有重要价值。


技术实现思路

1、为了克服现有研究的不足,本专利技术提供一种基于田口方法及主成分分析的沥青混合料配合比设计方法,以沥青用量、级配类型、填料用量、固废取代矿粉百分比作为控制因子进行计算,以马歇尔试验的各项指标作为设计依据,利用田口方法及主成分分析找到最符合期望的沥青混合料配合比。

2、基于田口方法及主成分分析的沥青混合料配合比设计方法,包括以下步骤:

<p>3、步骤一:用田口方法进行试验设计;将沥青用量、级配类型、填料用量、固废取代矿粉百分比作为控制因子,以马歇尔稳定度、流值、空隙率、矿料间隙率、沥青饱和度、毛体积密度为性能评价指标;

4、步骤二:进行试验并记录试验数据;利用沥青用量、级配类型、填料用量、其他填料取代矿粉百分比为变量设计的配合比制成马歇尔试件,进行试验,记录好试验数据:

5、步骤三:对试验得到的数据序列进行归一化的数据处理,输出特性指标矩阵;

6、步骤四:计算相关系数矩阵,算出相关系数矩阵的特征值和特征向量,并按照特征值大小排序;

7、步骤五:计算各个主成分的贡献率及累积贡献率,确定主成分个数;

8、步骤六:利用马歇尔多响应设计参数(mmdp)确定最优配合比。

9、所述步骤三对各响应数据序列线性归一化处理,公式如下:

10、xij=|lij-li*|  (1)

11、公式(1)为所有可测量响应的质量损失方程,lij为第j个试验的第i个响应,li*为第i个响应的目标值;

12、

13、

14、公式(2)和公式(3)为线性归一化公式;式中,maxxj、minxj分别是第i个响应的最大质量损失和最小质量损失,xij为第j个试验中第i个响应的质量损失。

15、所述步骤三中的特性指标矩阵为:

16、

17、所述步骤四中相关系数矩阵计算公式具体包括:

18、

19、式中,rkl为相关系数矩阵;为序列和的协方差;为序列的标准差;为序列的标准差;

20、所述步骤四中计算相关系数矩阵的特征值和特征向量计算公式如下:

21、(r-λjim)vij=0 (j=1,2,…,n)  (6)

22、其中,vij=[aj1,aj2…ajn]t;

23、式中,λj为特征值,vij为特征向量。

24、所述步骤五中主成分的贡献率及累积贡献率计算公式如下:

25、

26、式中,pi为第i个主成分的贡献率。

27、

28、式中,p∑m为前m个主成分的累积贡献率。

29、其中,取累计贡献率达到85%~95%的特征值所对应的前m个主成分进行分析。

30、所述步骤六中马歇尔多响应设计参数公式如下:

31、

32、与现有技术相比,本专利技术的有益效果在于:

33、本专利技术提出了一种基于田口方法及主成分分析的沥青混合料配合比设计方法,适合于多变量、多目标的配合比优化设计,在保证沥青混合料性能符合规范的前提下,可以有效减少配合比设计过程中的试验量,降低计算不同条件下适用配合比的经济和时间成本。

34、本专利技术可以在配合比设计过程中,在保证沥青混合料性能符合规范的前提下,确定固废取代矿粉的最优替代量。

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【技术保护点】

1.基于田口方法及主成分分析的沥青混合料配合比设计方法,其特征在于:包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于田口方法及主成分分析的沥青混合料配合比设计方法,其特征在于:所述步骤三具体包括:

3.根据权利要求1所述的基于田口方法及主成分分析的沥青混合料配合比设计方法,其特征在于:所述步骤三中的特性指标矩阵为:

4.根据权利要求1所述的基于田口方法及主成分分析的沥青混合料配合比设计方法,其特征在于:所述步骤四中相关系数矩阵及相关系数矩阵的特征值和特征向量计算公式为:

5.根据权利要求1所述的基于田口方法及主成分分析的沥青混合料配合比设计方法,其特征在于:所述步骤五中主成分的贡献率及累积贡献率计算公式如下:

6.根据权利要求1所述的基于田口方法及主成分分析的沥青混合料配合比设计方法,其特征在于:所述步骤六中马歇尔多响应设计参数公式如下:

【技术特征摘要】

1.基于田口方法及主成分分析的沥青混合料配合比设计方法,其特征在于:包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于田口方法及主成分分析的沥青混合料配合比设计方法,其特征在于:所述步骤三具体包括:

3.根据权利要求1所述的基于田口方法及主成分分析的沥青混合料配合比设计方法,其特征在于:所述步骤三中的特性指标矩阵为:

4.根据权利要求1所述的基于田口方法及主成分分析的沥...

【专利技术属性】
技术研发人员:马士宾袁琪杰王保忠蒋佳俊杨林森张宇侯立成
申请(专利权)人:河北工业大学
类型:发明
国别省市:

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