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沥青混合料多尺度参数数据库及跨尺度关联方法研究
| 论文题名： | 沥青混合料多尺度参数数据库及跨尺度关联方法研究 |
| 关键词： | 沥青混合料;细观结构;体积参数;数据库;跨尺度关联模型 |
| 摘要： | 沥青混合料是由集料、沥青、矿粉等组成的多相复合材料，其中组成材料的尺寸和物理力学性质差异较大，搅拌成型后的结构也呈一定随机性，材料的复杂性与随机性，导致细观结构的多样性与力学行为的复杂性。而现阶段的混合料设计方法中混合料模型相较于真实结构过于简化，无法真实反映沥青混合料的复杂性与随机性，进而无法通过理论模型准确预测混合料的细观结构与宏观体积参数。因此有必要基于真实细观结构及大量试验数据对沥青混合料级配、细观结构和宏观体积参数之间的联系展开深入研究，建立三者之间的跨尺度关联模型以揭示三者间的量化关系。现阶段的研究还存在研究样本少、研究角度传统、研究手段不够先进等问题。 基于以上问题，本研究首先建立沥青混合料细观结构数据池，基于自适应的图像预处理与深度学习模型，提高CT图像的分割能力，以提取沥青混合料的真实细观结构，并构建区分度好、代表性强的细观结构指标群，对空隙和集料的分布、形貌特性进行表征，对数据库中所有图像计算上述指标，进行数据预处理，级配合并，以完成细观结构数据库的建立；其次基于沥青混合料体积参数的搜集，建立沥青混合料宏观体积参数数据池，通过指标筛选、缺失值填充、错误数据筛选及离群点筛选提高数据质量，以完成宏观体积参数数据库的建立；再者基于逐步回归、特征工程，建立级配-细观结构模型，并对模型做假设检验以验证模型显著性，以算例介绍模型的应用背景及方法；最后基于集成学习模型及贝叶斯优化，建立级配-宏观体积参数模型，并对模型进行评价、误差分析，以算例介绍模型的应用背景及方法。研究成果为揭示沥青混合料性能形成机理，优化沥青混合料设计方法提供理论依据。 |
| 作者： | 张凯 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 谭忆秋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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