[发明专利]一种沥青混合料三维细观结构表征参数计算方法

权利要求书

1.一种沥青混合料三维细观结构表征参数计算方法，其特征在于：所述方法具体过程为：

步骤一、计算同档集料质心相互最短距离均值，得到沥青混合料三维细观结构表征参数：粒径大于4.75mm小于等于9.5mm的集料的质心相互最短距离均值D_4.75-9.5、粒径大于9.5mm小于等于13.2mm的集料的质心相互最短距离均值D_9.5-13.2、粒径大于13.2mm小于等于16mm的集料的质心相互最短距离均值D_13.2-16；具体过程为：

基于每颗集料的质心坐标，计算每颗集料距离其他同档集料质心的空间距离，将计算得到的空间距离排序，得到每颗集料的同档集料质心相互最短距离，并求其平均值，得到同档集料质心相互最短距离均值；

步骤二、基于步骤一得到的每颗集料的同档集料质心相互最短距离，计算不同档集料体积比值的加权均值，得到沥青混合料三维细观结构表征参数：粒径大于4.75mm，小于等于9.5mm集料的不同档集料体积比值的加权均值V_4.75-9.5、粒径大于9.5mm小于等于13.2mm集料的不同档集料体积比值的加权均值V_9.5-13.2、粒径大于13.2mm小于等于16mm集料的不同档集料体积比值的加权均值V_13.2-16；具体过程为：

基于步骤一得到的每颗集料的同档集料质心相互最短距离d_nmin，以每颗集料的同档集料质心相互最短距离为半径，以每颗集料的质心为球心，画球形，将质心在球内的比所求集料料档低的所有集料的体积求和，并与所求集料的体积相除，得到每颗集料的不同档集料体积比值，最后用每颗集料的体积加权，求得不同档集料体积比值的加权均值；

所述步骤一中基于每颗集料的质心坐标，计算每颗集料距离其他同档集料质心的空间距离，将计算得到的空间距离排序，得到每颗集料与同档集料质心的最短距离，并求其平均值，得到同档集料质心相互最短距离均值；具体过程为：

提取大于等于4.75mm粒径集料的质心坐标及体积，对于公称最大粒径为13mm的沥青混合料，提取粒径大于4.75mm小于等于9.5mm集料的质心相互最短距离均值、粒径大于9.5mm小于等于13.2mm集料的质心相互最短距离均值、粒径大于13.2mm小于等于16mm集料的质心相互最短距离均值；

所述粒径大于13.2mm小于等于16mm集料的质心相互最短距离均值的具体求解过程为：

(1)随机选定粒径大于13.2mm小于等于16mm的集料中的一颗作为1号集料，分别计算1号集料质心距离其他同档集料质心的距离d_1n并记录；

式中，d_1n为粒径大于13.2mm小于等于16mm的1号集料质心距离粒径大于13.2mm小于等于16mm的第n号集料质心的距离，单位为mm；

x₁,y₁,z₁为粒径大于13.2mm小于等于16mm的1号集料质心坐标；x_n,y_n,z_n为粒径大于13.2mm小于等于16mm的第n号集料质心坐标；

(2)对各个距离值进行排序，找出最短距离为1号集料的同档集料质心相互最短距离d_1min；

(3)对粒径大于13.2mm小于等于16mm的每颗集料重复执行(1)、(2)，直至得到粒径大于13.2mm小于等于16mm的每颗集料的同档集料质心相互最短距离d_nmin，每颗集料的同档集料质心相互最短距离平均值即为同档集料质心相互最短距离均值D_13.2-16；表达式为：

式中，D_13.2-16为粒径大于13.2mm小于等于16mm的集料的质心相互最短距离均值，单位为mm；d_nmin为第n号集料的同档集料质心相互最短距离，单位为mm；N为集料总数；

所述步骤二中基于步骤一得到的每颗集料的同档集料质心相互最短距离d_nmin，以每颗集料的同档集料质心相互最短距离为半径，以每颗集料的质心为球心，画球形，将质心在球内的比所求集料料档低的所有集料的体积求和，并与所求集料的体积相除，得到每颗集料的不同档集料体积比值，最后用每颗集料的体积加权，求得不同档集料体积比值的加权均值；具体过程为：

对于公称最大粒径为13mm的沥青混合料，提取粒径大于9.5mm小于等于13.2mm集料的不同档集料体积比值的加权均值V_9.5-13.2、粒径大于13.2mm小于等于16mm集料的不同档集料体积比值的加权均值V_13.2-16；

所述粒径大于9.5mm小于等于13.2mm集料的不同档集料体积比值的加权均值V_9.5-13.2的具体求解过程为：

(a)基于步骤一得到的1号集料的同档集料质心相互最短距离d_1min，以1号集料质心为球心，以d_1min为半径画球；

(b)将质心在球体内的比1号集料料档低的集料的体积求和，并与1号集料的体积做比，得到1号集料的不同档集料体积比值；

(c)对粒径大于9.5mm小于等于13.2mm的每颗集料重复执行(a)、(b)，直至得到每颗集料的不同档集料体积比值，对粒径大于9.5mm小于等于13.2mm的每颗集料进行体积加权，求取粒径大于9.5mm小于等于13.2mm每颗集料的不同档集料体积比值的加权均值V_13.2-16；表达式为：

式中，V_1n为粒径大于9.5mm小于等于13.2mm的第n号集料球体内比该集料档低的集料的体积总和，单位为mm³；V_2n为粒径大于9.5mm小于等于13.2mm的第n号集料的体积，单位为mm³；V_13.2-16为粒径大于9.5mm小于等于13.2mm集料的不同档集料体积比值的加权均值。