[发明专利]一种基于贝雷法的砂石骨料级配优化方法

说明书

本发明公开了一种基于贝雷法的砂石骨料级配优化方法，从逆向求解的角度(假设所得级配是最优级配)出发考虑级配求解，通过多次求解特征参数在最优级配下的取值，最终绘制出级配参数取值与最优级配的图像，并得出所设计级配所有最优特征参数表，存入骨料级配库，如此以来，在以后的级配求解过程中，只需查询相应类型的最优级配特征参数值对设计级配进行约束即可得到骨料最优级配，从而得到更为精确的骨料级配。

技术领域

本发明涉及骨料级配技术领域，更具体的说是涉及一种基于贝雷法的砂石骨料级配优化方法。

背景技术

传统的沥青混合料和水泥混凝土骨料级配设计方法在长期的使用过程中，逐渐暴露出其缺陷和不足，并且不能适用于沥青混合料和混凝土骨料级配设计。骨料级配不良会导致骨料颗粒出现不同程度的破碎，影响工程施工质量。目前国内大多学者采用Excel规划求解来完成级配设计的工作，其过程繁杂，易出错。也有部分学者采用VBA编制程序来解决这一问题，但不能与第三方软件进行交互式操作，降低了工作效率。为提高骨料的密实度，也有学者采用贝雷级配法在规划求解的过程中进行约束，得出最优骨料用量，但没有考虑参数约束的具体过程，即该约束并未有效产生作用。不同地区，混合料工程应用环境不同，对混合料设计中骨料级配要求也有所区别，需根据具体情况设计粗细搭配优良的骨料级配。通过体积率与面积的关系在指定大小的截面上投放相应数量的随机图形来模拟混合料的细观结构，进一步说明骨料颗粒的分布情况，但并不能直接得出骨料最优级配。

因此，如何提供一种能够获得骨料最优级配的基于贝雷法的砂石骨料级配优化方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于贝雷法的砂石骨料级配优化方法，从逆向求解的角度出发考虑级配求解，并将最优级配下所有最优特征参数存入骨料级配数据库，在以后的级配求解过程中，可直接查询相应类型的最优级配特征参数即可得到骨料的最优级配。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于贝雷法的砂石骨料级配优化方法，包括以下步骤：

步骤1、对待优化的骨料分别采用不同尺寸筛孔的标准筛进行筛分，得到骨料级配；

步骤2、从逆向求解的角度出发考虑级配求解，假设步骤1得到的级配为最优级配，采用特征参数粗骨料比CA和细骨料比FAC、FAF评价贝雷级配法的优良；

步骤3、将特征参数范围以中值为界限，分为粗骨料范围和细骨料范围；

步骤4、构建求解方程；

步骤5、利用求解方程对步骤3得到的粗骨料范围和细骨料范围内的骨料进行多次求解，大步幅取0.5，小步幅取0.1，得到合成级配随特征参数取值的变化情况，并确定特征参数范围及对应的骨料最优级配范围；

步骤6、继续对步骤5得到的特征参数范围进行循环求解，得到各特征参数在最优级配下的取值，并存入骨料级配数据库供后续调用。

进一步的，步骤1中，按照下式计算不同粒径范围骨料的质量百分率：

式一：其中，m_i为存留在某号筛i上的骨料质量，m为混合骨料风干的总质量；i按粒径递增的方式顺序编号；

式二：A_i＝a₁+a₂+...+a_i，其中，a₁、a₂、...、a_i为各筛的分级筛余百分率；

式三：p_i＝100-A_i，其中，A_i为各号筛累计筛余百分率；p_i为第i级分级骨料的分级筛余比例。