沥青混合料含水率预测方法、系统、设备及存储介质技术方案

本发明专利技术涉及一种沥青混合料含水率预测方法、系统、设备及存储介质，其方法包括基于预设的复合材料介电模型，构建沥青混合料介电模型以及含水沥青混合料介电模型；基于含水沥青混合料介电模型，并利用含水的沥青混合料中各组分的体积关系，构建沥青混合料中水分体积与各组分介电常数的关系模型；基于含水的沥青混合料中水分体积与各组分介电常数的关系模型，构建基于介电特性的沥青混合料含水率预测模型；获取待测沥青混合料的测定参数，并利用沥青混合料含水率预测模型预测待测沥青混合料的含水率。本发明专利技术对实现沥青路面中含水率的检测提供了理论依据，有助于评价沥青路面中的含水状态，避免沥青路面发生严重的水损害。避免沥青路面发生严重的水损害。避免沥青路面发生严重的水损害。

【技术实现步骤摘要】
沥青混合料含水率预测方法、系统、设备及存储介质


[0001]本申请涉及道路材料检测
，尤其是涉及一种沥青混合料含水率预测方法、系统、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]随着交通领域的基建发展，高速公路由于其覆盖范围广，一直被作为重点建设的项目。沥青作为高速公路的主要铺路材料，沥青路面在使用过程中会暴露于自然环境中，而水分的存在将对沥青路面造成水分破坏。因此，检测和控制沥青路面中的水分含量对提升沥青路面的使用性能和延长使用寿命具有重要的现实意义。
[0003]沥青路面水损坏是目前沥青路面早期最常见、破坏力最大的病害形式，它可能导致沥青路面出现网状裂缝、唧浆和沟槽等病害问题出现。这些病害的出现会严重影响沥青路面的使用性能。
[0004]目前仅存在几种不准确的沥青路面含水量检测方法。一般情况下，可以钻芯取样的方法来检查沥青路面内部的积水情况。以探地雷达(GPR)为代表的无损检测方法具有快速，无损的优点，已广泛用于沥青路面各结构层的质量检测。无损检测方法是基于沥青路面不同位置处的介电常数的差异来进行质量检查和病害识别，该方法实现的基础是建立沥青混合料介电特性和工程指标之间的理论联系。在现有的研究中，部分专家和学者通过构建沥青混合料介电特性与压实度、沥青含量等指标之间的理论联系，取得了一定的实践验证和应用，但是很少有关于沥青路面含水量检测的研究，因此在沥青路面含水量检测方面还有待进一步研究。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本申请提供一种沥青混合料含水率预测方法、系统、设备及存储介质，用以解决如何对沥青混合料的含水率进行预测的技术问题，从而有助于评价沥青路面中的含水状态，避免沥青路面发生严重的水损害。
[0006]为了解决上述问题，第一方面，本专利技术提供一种沥青混合料含水率预测方法，所述方法包括：
[0007]基于预设的复合材料介电模型，构建沥青混合料介电模型以及含水沥青混合料介电模型；
[0008]基于所述含水沥青混合料介电模型，并利用含水的沥青混合料中各组分的体积关系，构建沥青混合料中水分体积与各组分介电常数的关系模型；
[0009]获取所述水分重量与沥青混合料重量的占比关系，并基于含水的沥青混合料中水分体积与各组分介电常数的关系模型，构建基于介电特性的沥青混合料含水率预测模型；
[0010]获取待测沥青混合料的测定参数，并利用所述沥青混合料含水率预测模型预测所述待测沥青混合料的含水率。
[0011]可选的，所述预设的复合材料介电模型采用瑞利模型；则基于瑞利模型所述构建
沥青混合料介电模型，其表达式如下：
[0012][0013]构建含水沥青混合料介电模型，其表达式如下：
[0014][0015]其中，ε
as
为沥青混合料的介电常数，ε
a
为空气的介电常数，ε
b
为沥青的介电常数，ε
s
为集料的介电常数，v
a
为空气的体积百分比，v
b
为沥青的体积百分比，v
s
为集料的体积百分比，v
m
为水分的体积百分比，ε
m
为水的介电常数。
[0016]可选的，基于所述含水沥青混合料介电模型，并利用含水的沥青混合料中各组分的体积关系，构建沥青混合料中水分体积与各组分介电常数的关系模型，包括：
[0017]所述含水的沥青混合料中各组分的体积关系，满足以下条件：
[0018]v
s
＝1
‑
v
a
‑
v
b
‑
v
m
ꢀꢀꢀ
(3)
[0019]将式(3)代入式(2)，得到含水的沥青混合料中水分体积与各组分介电常数的关系模型，具体如下：
[0020][0021]可选的，获取所述水分重量与沥青混合料重量的占比关系，并基于含水的沥青混合料中水分体积与各组分介电常数的关系模型，构建基于介电特性的沥青混合料含水率预测模型，包括：
[0022]基于所述水分重量与沥青混合料重量的占比关系，沥青混合料的含水率表示为：
[0023][0024]联立式(4)和式(5)，得到基于介电特性的沥青混合料含水率预测模型，具体如下：
[0025][0026]其中，S
m
为沥青混合料的含水率，m
m
为水的重量，m
as
为沥青混合料的重量，ρ
m
为水的密度。
[0027]可选的，将空气的体积百分比ν
a
设置为零；沥青的体积百分比ν
b
满足以下条件：
[0028][0029]式中，P
a
为油石比，G
mb
为沥青混合料的毛体积密度，ρ
b
为沥青的密度；
[0030]联立式(6)和式(7)后，将所述沥青混合料含水率预测模型表示为：
[0031][0032]可选的，所述获取待测沥青混合料的测定参数，包括：
[0033]从预设的参数数据库中获取待测沥青混合料中沥青密度、沥青的介电常数、集料的介电常数、油石比、水的密度以及水的介电常数；
[0034]获取所述待测沥青混合料的重量；
[0035]基于所述待测沥青混合料的重量，并利用预设的水中重法，计算所述待测沥青混合料的毛体积密度。
[0036]可选的，所述利用所述沥青混合料含水率预测模型预测所述待测沥青混合料的含水率，包括：
[0037]根据所述待测沥青混合料中沥青密度、沥青的介电常数、集料的介电常数、油石比、水的密度以及水的介电常数，以及待测沥青混合料的重量和毛体积密度，并利用所述沥青混合料含水率预测模型，计算所述待测沥青混合料的含水率。
[0038]第二方面，本专利技术提供一种沥青混合料含水率预测系统，所述系统包括：
[0039]构建介电模型模块，用于基于预设的复合材料介电模型，构建沥青混合料介电模型以及含水沥青混合料介电模型；
[0040]构建含水关系模块，用于基于所述含水沥青混合料介电模型，并利用含水的沥青混合料中各组分的体积关系，构建沥青混合料中水分体积与各组分介电常数的关系模型；
[0041]构建预测模型模块，用于获取所述水分重量与沥青混合料重量的占比关系，并基于含水的沥青混合料中水分体积与各组分介电常数的关系模型，构建基于介电特性的沥青混合料含水率预测模型；
[0042]含水预测模块，用于获取待测沥青混合料的测定参数，并利用所述沥青混合料含水率预测模型预测所述待测沥青混合料的含水率。
[0043]第三方面，本申请提供的一种计算机设备，采用如下的技术方案：
[0044]一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述沥青混合料含水率预测方法的步骤。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种沥青混合料含水率预测方法，其特征在于，所述方法包括：基于预设的复合材料介电模型，构建沥青混合料介电模型以及含水沥青混合料介电模型；基于所述含水沥青混合料介电模型，并利用含水的沥青混合料中各组分的体积关系，构建沥青混合料中水分体积与各组分介电常数的关系模型；获取所述水分重量与沥青混合料重量的占比关系，并基于含水的沥青混合料中水分体积与各组分介电常数的关系模型，构建基于介电特性的沥青混合料含水率预测模型；获取待测沥青混合料的测定参数，并利用所述沥青混合料含水率预测模型预测所述待测沥青混合料的含水率。2.根据权利要求1所述的沥青混合料含水率预测方法，其特征在于，所述预设的复合材料介电模型采用瑞利模型；则基于瑞利模型所述构建沥青混合料介电模型，其表达式如下：构建含水沥青混合料介电模型，其表达式如下：其中，ε
as
为沥青混合料的介电常数，ε
a
为空气的介电常数，ε
b
为沥青的介电常数，ε
s
为集料的介电常数，v
a
为空气的体积百分比，v
b
为沥青的体积百分比，v
s
为集料的体积百分比，v
m
为水分的体积百分比，ε
m
为水的介电常数。3.根据权利要求2所述的沥青混合料含水率预测方法，其特征在于，基于所述含水沥青混合料介电模型，并利用含水的沥青混合料中各组分的体积关系，构建沥青混合料中水分体积与各组分介电常数的关系模型，包括：所述含水的沥青混合料中各组分的体积关系，满足以下条件：v
s
＝1
‑
v
a
‑
v
b
‑
v
m
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)将式(3)代入式(2)，得到含水的沥青混合料中水分体积与各组分介电常数的关系模型，具体如下：4.根据权利要求3所述的沥青混合料含水率预测方法，其特征在于，获取所述水分重量与沥青混合料重量的占比关系，并基于含水的沥青混合料中水分体积与各组分介电常数的关系模型，构建基于介电特性的沥青混合料含水率预测模型，包括：基于所述水分重量与沥青混合料重量的占比关系，沥青混合料的含水率表示为：联立式(4)和式(5)，得到基于介电特性的沥青混合料含水率预测模型，具体如下：
其中，S
m
为沥青混合料的含水率...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗蓉，于晓贺，汪亮，肖满哲，束裕，汪彪，袁春丽，刘文超，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：