(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111598664.9 (22)申请日 2021.12.24 (71)申请人 中国矿业大 学 地址 221116 江苏省徐州市铜山区大 学路1 号 (72)发明人 刘国强　刘焕娇　韩东东　马占国　 柳志军　刘书奎　 (74)专利代理 机构 南京经纬专利商标代理有限 公司 32200 代理人 陆烨 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06K 9/62(2022.01) G06F 17/11(2006.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种基于主力链的沥青混合料骨架结构评 价方法 (57)摘要 本发明公布了一种基于主力链的沥青混合 料骨架结构评价方法， 具体为： 步骤1： 根据沥青 混合料的组成， 装配沥青混合料数字试件； 步骤 2： 对沥青混合料数字试件进行虚拟实验， 得到接 触信息和集料信息； 步骤3： 根据集料间接触信息 对集料进行分类， 得到集合TAM中， 集合BAM和集 合MAAAM； 步骤 4： 根据集料间接触信息， 设置力链 成链准则； 步骤5： 在生成的力链中选择主力链； 步骤6： 根据主力链中第i档集料的骨架度， 并判 定第i档集料在沥青混合料骨架结构中的作用。 本发明实现从力学角度对骨架结构进行精确评 价。 权利要求书4页 说明书9页 附图5页 CN 114372353 A 2022.04.19 CN 114372353 A 1.一种基于主力链的沥青混合料骨架结构评价方法， 其特 征在于， 具体包括如下步骤： 步骤1： 根据沥青混合料的组成， 装配沥青混合料 数字试件； 步骤2： 将虚拟承载板设置在沥青混合料数字试件上， 对沥青混合料数字试件进行虚拟 实验， 得到接触信息和集料信息； 所述接触信息为集料间接触信息或集料与外部物体间的 接触信息， 所述接触信息包括： 集料之 间或者集料与外部物体之间的法向接触力值， 以及每 个集料的坐标； 所述外部物体包括虚拟承载板和下部承载层， 所述下部承载层为虚拟实验 中放置沥青混合料虚拟试件的虚拟台； 步骤3： 根据集料间接触信息对集料进行分类： 将直接承受虚拟承载板荷载， 且与虚拟 承载板之间的法向接触力大于等于法向接触力阈值的集料存储在集合TAM中； 将与下部承 载层接触， 且与下部承载层之间法向接触力大于等于法向接触力阈值的集料存储在集合 BAM中； 将沥青混合料数字试件中除直接承受虚拟承载板荷载的集料以及与下部承载层接 触的集料以外的集料作为其他集料， 在其他集料中选择满足集料间的法向接触力大于等于 法向接触力阈值的集料存 储在集合MAAM中； 步骤4： 根据接触信息， 设置力链成链准则； 步骤5： 根据力链成链准则和力链中起始集料所在集合进行力链搜索， 得到若干条力 链； 所述该若干条力链中包括主力链， 所述主力链包括 Ⅰ型力链和 Ⅱ型力链；Ⅰ型力链为起始 集料在集合TAM中， 且能够将外部荷载传递至下部承载层中的力链； Ⅱ型力链为起始集料在 集合MAAM中， 且能够将沥青混合料 数字试件的内部荷载传递至下部承载层的力链； 步骤6： 根据主力链中第i档集料的数量和沥青混合料数字试件中第 i档集料的数量， 计 算第i档集料的骨架度， 并根据第i档集料的骨架度判定第i档集料在沥青混合料骨架结构 中的作用。 2.根据权利要求1所述的一种基于主力链的沥青混合料骨架结构评价方法， 其特征在 于， 所述步骤3中的法向接触力阈值 为沥青混合料 数字试件中法向接触力平均值。 3.根据权利要求1所述的一种基于主力链的沥青混合料骨架结构评价方法， 其特征在 于， 所述步骤4中的力链成链准则包括如下 条件： 准则1， 一次搜索一条力链； 准则2， 下一级集料为与本条力链中当前集料相互接触， 且高度小于等于当前集料高度 的集料； 准则3： 力链中法向接触力个数大于等于N， N为正整数； 所述法向接触力为集料与集料 之间的法向接触力， 集料与 虚拟承载板之 间的法向接触力或者集料与下部承载层之 间的法 向接触力； 准则4： 根据法 向接触力 饱和度选择下一级集料， 所述法向接触力 饱和度的表达 式如下 所示： 其中， fAB表示本条力链中上一级集料A与当前集料B之间的法向接触力， 表示集料B 与第j个下一级集料Cj间的初始法向接 触力； cosθj为fAB与 之间的夹角； fAB·cosθj为第j权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 114372353 A 2个下一级集料Cj的法向接触力分量； 准则5： 法向接触力更新原则： 得到确定的下一级集料C之后， 如果本条力链中当前集料 B与集料C之间的法 向接触力饱和度 ηBC小于1， 则根据当前集料B与集料C之间初始法 向接触 力 以及fAB， 计算集料B， C之间剩余的法向接触力 并对 进行更新， 将更新后的集料 B， C之间的初始法 向接触力作为本条力链中集料B与集料C之间的法向接触力fBC， 用于对集 料C的下一级集料进行搜索； 如果在后续搜索中存在其他力链包括集料B和集料C， 则将 作为该其他力链上集料B， C之间的初始法向接触力； 所述其他力链为本次搜索之后再次搜 索到的第一条包括集料B， C的力链； 如果本次力链搜索中， 集料B与集料C第一次构成力链的 一部分， 则集料B与集料C之间的初始法向接触力为对沥青混合料数字试件进 行虚拟实验时 得到的集料B， C之间的法向接触力； 如果 ηBC≥1， 则认定本次力链搜索之后， 集料B与集料C不再构成其他力链， 将 集料B， C之 间的初始法向接触力 作为本条力链中集料B与集料C之间的法向接触力。 4.根据权利要求3所述一种基于主力链的沥青混合料骨架结构评价方法， 其特征在于， 所述准则4根据法向接触力饱和度选择 下一集集料， 具体为： 如果每个下一级集料与当前集料B 之间的法向接触力饱和度均小于1， 则选择法 向接触 力饱和度大的集料； 如果每个下一级集料与当前集料B 之间的法向接触力饱和度均大于等于1， 则 选与当前 集料B之间法向接触力最大的集料； 如果既存在与当前集料B 之间的法向接触力 饱和度小于1的下一级集料， 也存在与集料 B之间的法向接触力饱和度大于等于1的下一级集料， 则在法向接触力饱和度小于1的下一 级集料中选择法向接触力分量最大的集料， 记 为集料C1， 在法向接触力饱和度大于等于1的 下一级集料中选择选与集料B初始法向接触力最大的集料， 记 为集料C2， 比较集料C1的法向 接触力分量fAB·cosθ1和集料C2， B之间的初始法向接触力 选择数值大的集料作为下 一级集料。 5.根据权利要求3所述一种基于主力链的沥青混合料骨架结构评价方法， 其特征在于， 所述步骤5中的若干条力链中还包括 非主力链， 所述 非主力链包括 Ⅲ型力链和 Ⅳ型力链；Ⅲ 型力链为起始集料在集合TAM中， 且能够将外部荷载传递至沥青混合料数字试件内部的力 链；Ⅳ型力链为起始集料在集合MAAM中， 且只 将在沥青 混合料数字试件内部传递荷载， 不 予 外界发生应力关系的力链。 6.根据权利要求5所述一种基于主力链的沥青混合料骨架结构评价方法， 其特征在于， 所述准则5中， 根据如下公式更新 fBC＝fAB·cosθC 其中θC为集料A， B的法向接触力 与集料B， C的初始法向接触力之间的夹角； 对于 Ⅰ型力链 和Ⅲ型力链， 如果集 料B为力链中的第一个 集料， 则将虚拟承载板作为集 料A， fAB为虚拟承载 板与集料B之间的法向接触力， 对于 Ⅱ型力链和 Ⅳ型力链， 如果集料A为力链中的第一个集 料， 则fAB为力链中集料A与集料B之间的法向接触力； 根据如下公式计算 集料B， C之间剩余的法向接触力 权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 114372353 A 3