[发明专利]一种沥青混合料抗剪切强度现场检测系统及检测方法

摘要

本发明属于抗剪切强度检测技术领域，公开了一种沥青混合料抗剪切强度现场检测系统及检测方法，检测系统包括加压装置、活塞丝网式沥青混合料样品膨体测试装置；加压装置与活塞丝网式沥青混合料样品膨体测试装置相交并位于活塞丝网式水膨体测试装置下端；加压装置设置有圆柱状的活塞等；检测方法为将浸泡的沥青混合料样品25±1克，装入圆筒状的活塞筒中，插入活塞，活塞的中心对准测力计压力杆的中心，转动伺服电机带动把柄缓慢加压，将圆筒状的活塞筒中三分之二的沥青混合料样品自下部的不锈钢丝网挤出。本发明经多次试验证明该仪器操作方便、数据准确并且重复性强；能较准确地评判出不同沥青混合料样品的抗剪切性能差异。

主权项

一种沥青混合料抗剪切强度现场检测系统，其特征在于，所述沥青混合料抗剪切强度现场检测系统包括：加压装置、活塞丝网式沥青混合料样品膨体测试装置；所述加压装置与活塞丝网式沥青混合料样品膨体测试装置相交并位于活塞丝网式沥青混合料样品膨体测试装置下端；所述加压装置设置有圆柱状的活塞，所述圆柱状的活塞外部包裹有圆筒状的活塞筒；所述圆筒状活塞筒下部螺纹连接由下压盖；所述下压盖通过螺栓固定在底座上；所述圆筒状的活塞筒内填充有沥青混合料样品；所述圆筒状的活塞筒与下压盖之间镶嵌有内压环和外压杯；所述内压环和外压环采用相互配合的锥型环；所述内压环和外压环之间镶嵌有不锈钢丝网；所述不锈钢丝网通过管道连通开在圆筒状的活塞筒上的电磁阀门；所述管道上镶嵌有沥青混合料样品流量感应器；所述沥青混合料样品流量感应器通过导线连接控制单元；所述控制单元通过螺栓固定在沥青混合料抗剪切强度现场检测系统的支架上；所述圆筒状的活塞筒内镶嵌有沥青混合料样品压力感应器；所述沥青混合料样品压力感应器通过导线连接控制单元；所述活塞丝网式沥青混合料样品膨体测试装置设置有测力计；所述测力计下部通过压力杆与圆柱状的活塞相交；所述测力计上部连接有螺杆，所述螺杆穿过所述支架上的横梁的螺母与把柄连接；所述把柄的上端通过螺栓连接有伺服电机；所述伺服电机、测力计均通过导线连接控制单元；所述沥青混合料样品压力感应器的数字调制信号x(t)的分数低阶模糊函数表示为：其中，τ为时延偏移，f为多普勒频移，0＜a,b＜α/2，x*(t)表示x(t)的共轭，当x(t)为实信号时，x(t)＜p＞＝|x(t)|＜p＞sgn(x(t))；当x(t)为复信号时，[x(t)]＜p＞＝|x(t)|p‑1x*(t)；所述沥青混合料样品流量感应器设置有沥青混合料样品流量感应器A、沥青混合料样品流量感应器B、沥青混合料样品流量感应器C；所述沥青混合料样品流量感应器A、沥青混合料样品流量感应器B、沥青混合料样品流量感应器C的量测模型相同，所述沥青混合料样品流量感应器A量测模型为：YA(tk‑1)、YA(tk)、YA(tk+1)分别为沥青混合料样品流量感应器对目标在tk‑1,tk,tk+1时刻的本地笛卡尔坐标系下的量测值，分别为：其中，Y'A(tk‑1)、Y'A(tk)、Y'A(tk+1)分别为沥青混合料样品流量感应器在tk‑1,tk,tk+1时刻的本地笛卡尔坐标系下的真实位置；CA(t)为误差的变换矩阵；ξA(t)为沥青混合料样品流量感应器的系统误差；为系统噪声；所述控制单元通过内置的分析评价模块对测力计的数值进行评价和校正；具体包括：建立综合信息评价系统，获得初始信息评价矩阵，通过矩阵运算和熵权法，计算得到信息熵值包括沥青混合料样品流量子信息熵、沥青混合料样品压力子信息熵；建立沥青混合料样品信息熵模型，将沥青混合料样品流量子信息熵、沥青混合料样品压力子信息熵作为输入因子，通过BP神经网络作用，输出沥青混合料样品信息熵值；根据信息熵理论与沥青混合料样品是否发生的关系，定义沥青混合料样品危险度等级标准，进而对沥青混合料样品进行最大抗剪切强度评价；计算沥青混合料样品流量子信息熵、沥青混合料样品压力子信息熵的具体方法为：首先，建立沥青混合料样品流量的综合信息评价体系，评价体系是由n个对象m个指标构成的系统，从而得到初始信息评价矩阵：其中，i＝1,2,…,n；j＝1,2,…,m；对A'中各指标归一化处理：归一化的指标：其中，i＝1,2,…,n；j＝1,2,…,m；—矩阵A'中第j列的最小值；—矩阵A'中第j列的最大值；aij—规范性信息矩阵中对应于第i行j列的元素，规范性信息矩阵A表示为：其中，i＝1,2,…,n；j＝1,2,…,m。然后，根据规范性信息矩阵，确定第i个对象下第j项指标的指标值的比重：其中，i＝1,2,…,n；j＝1,2,…,m；最后，由熵权法计算第i个对象的熵值其中，Ti—定义为第i个对象的沥青混合料样品流量子信息熵；pij—第i个对象下第j项指标的比重；i＝1,2,…,n；j＝1,2,…,m；同理，求得沥青混合料样品压力子信息熵，即：其中Si—定义为第i个对象的沥青混合料样品压力子信息熵；qij—第i个对象下第j项指标的比重；i＝1,2,…,n；j＝1,2,…,m；建立沥青混合料样品信息熵模型的具体方法为：将信息熵原理与BP神经网络算法相融合，建立沥青混合料样品信息熵模型，其模型的数学表达式：式中，H(X)—沥青混合料样品信息熵模型；X＝(x1,x2)—沥青混合料样品信息熵模型子集，x1为沥青混合料样品流量子信息熵，x2沥青混合料样品压力子信息熵，；p(xi)—因子集X＝(x1,x2)中xi因子的比重，且满足和对沥青混合料样品信息熵值进行归一化处理，归一化公式：根据信息熵理论与沥青混合料样品是否发生的关系，定义沥青混合料样品抗剪切强度等级标准，进而对沥青混合料样品进行最大抗剪切强度评价标准分为：0.8≤Hc≤1，极低；0.6≤Hc＜0.8，低度；0.4≤Hc＜0.6，中度；0.2≤Hc＜0.4，高度；0≤Hc＜0.2，极高。