[发明专利]一种应用增材技术制备标准人造集料的方法和系统

权利要求书

1.一种应用增材技术制备标准人造集料的方法，其特征在于，包括：

获取天然集料的评价指标；所述评价指标包括：粒径指标、粒型指标和棱角性指标；所述粒径指标为：其中，L为粒径指标，a为集料的外接矩形长，b为集料的外接矩形宽，c为集料的外接矩形高，且a≥b≥c；

根据所述评价指标确定天然集料的三维形态；

基于所述天然集料的三维形态，采用统计学方法获取所述天然集料的形态参数的分布规律；所述天然集料的形态参数包括：扁平率和椭球度；

基于所述分布规律确定集料的标准形态参数；

基于所述集料的标准形态参数，通过反向搜索定位得到标准模型；

基于所述标准模型对所述天然集料进行3D打印制备得到标准集料；

所述基于所述天然集料的三维形态，采用统计学方法获取所述天然集料的形态参数的分布规律，具体包括：

采用三维扫描技术基于所述天然集料的三维形态采集天然集料的三维点云信息；

根据所述三维点云信息确定天然集料的扁平率和椭球度，并基于所述扁平率和所述椭球度绘制概率分布图；

所述基于所述分布规律确定集料的标准形态参数，具体包括：

获取所述概率分布图中扁平率的概率分布数据和椭球度的概率分布数据；

对所述扁平率的概率分布数据和所述椭球度的概率分布数据进行高斯分布拟合，得到集料的标准形态参数；所述集料的标准形态参数包括：扁平率的数学期望值和椭球度的数学期望值。

2.根据权利要求1所述的应用增材技术制备标准人造集料的方法，其特征在于，所述基于所述标准模型对所述天然集料进行3D打印制备得到标准集料，具体包括：

根据所述标准模型确定最小粒径；

以所述最小粒径为基准确定缩放系数；

基于所述缩放系数，对所述标准模型的粒径按比例缩小或放大得到不同粒径范围内的三维模型；

获取打印条件；所述打印条件包括：天然集料的硬度、抗压强度、泊松比参数，打印精度要求以及标准集料所应用的沥青路面层位的力学性能需求；

根据所述打印条件选择3D打印工艺和原材料；

基于所述三维模型，根据选择的所述3D打印工艺和所述原材料制备得到标准集料。

3.一种应用增材技术制备标准人造集料的系统，其特征在于，包括：

评价指标获取模块，用于获取天然集料的评价指标；所述评价指标包括：粒径指标、粒型指标和棱角性指标；所述粒径指标为：其中，L为粒径指标，a为集料的外接矩形长，b为集料的外接矩形宽，c为集料的外接矩形高，且a≥b≥c；

三维形态确定模块，用于根据所述评价指标确定天然集料的三维形态；

分布规律获取模块，用于基于所述天然集料的三维形态，采用统计学方法获取所述天然集料的形态参数的分布规律；所述天然集料的形态参数包括：扁平率和椭球度；

形态参数确定模块，用于基于所述分布规律确定集料的标准形态参数；

标准模型确定模块，用于基于所述集料的标准形态参数，通过反向搜索定位得到标准模型；

标准集料制备模块，用于基于所述标准模型对所述天然集料进行3D打印制备得到标准集料；

所述分布规律获取模块具体包括：

三维点云信息采集单元，用于采用三维扫描技术基于所述天然集料的三维形态采集天然集料的三维点云信息；

概率分布图绘制单元，用于根据所述三维点云信息确定天然集料的扁平率和椭球度，并基于所述扁平率和所述椭球度绘制概率分布图；

所述形态参数确定模块具体包括：

概率分布数据获取单元，用于获取所述概率分布图中扁平率的概率分布数据和椭球度的概率分布数据；

形态参数确定单元，用于对所述扁平率的概率分布数据和所述椭球度的概率分布数据进行高斯分布拟合，得到集料的标准形态参数；所述集料的标准形态参数包括：扁平率的数学期望值和椭球度的数学期望值。

4.根据权利要求3所述的应用增材技术制备标准人造集料的系统，其特征在于，所述标准集料制备模块具体包括：

最小粒径确定单元，用于根据所述标准模型确定最小粒径；

缩放系数确定单元，用于以所述最小粒径为基准确定缩放系数；

三维模型确定单元，用于基于所述缩放系数，对所述标准模型的粒径按比例缩小或放大得到不同粒径范围内的三维模型；

打印条件获取单元，用于获取打印条件；所述打印条件包括：天然集料的硬度、抗压强度、泊松比参数，打印精度要求以及标准集料所应用的沥青路面层位的力学性能需求；

选择单元，用于根据所述打印条件选择3D打印工艺和原材料；

标准集料制备单元，用于基于所述三维模型，根据选择的所述3D打印工艺和所述原材料制备得到标准集料。