纳米碳酸钙沥青混合料断裂性能的实验研究及多目标优化( Experimental investigation and multi-objective optimization of fracture properties of asphalt mixtures containing nano-calcium carbonate )

AG Mahani P Bazoobandi SM Hosseinian H Ziari

沥青混合料的低温断裂是沥青混合料面临的最大挑战之一，如果不进行维修，将导致高昂的维修成本。因此，研究人员正在寻找不同的材料来增强混合物的断裂行为。由于沥青表面在其使用寿命期间受到不同类型载荷的影响，本研究探讨了纳米碳酸钙(NCC)在不同断裂模式下对混合料断裂行为的影响。为此，采用半圆弯曲(SCB)试验确定断裂韧性。用1%、3%、5%和7%的NCC对PG 64-22和PG 58-28两种沥青进行改性。最后，在10°C下研究了纯Ⅰ型、纯Ⅱ型和I/Ⅱ型混合型试样的断裂韧性。在此基础上,提出了多元回归(MVR)、分组数据处理(GMDH)和遗传规划(GP)三种预测模型,以KIf和KIf（Ⅰ型和Ⅱ型断裂韧度）为目标,提出了获得最佳NCC含量的精度较高的预测模型。结果表明,NCC对断裂韧性有显著影响。然而，在每种模式和沥青中，与最高断裂韧性相关的添加剂百分比是不同的。通过断裂试验,确定了PG 64-22和PG 58-28沥青混合料中NCC的最佳掺量分别为3%~7%和3%~5%。GMDH对KIf和KIf的R值分别为98.68%和99.02%。双目标优化结果表明,4.17%、3.62%和6.29%的NCC是所有混合料和用PG64-22和PG58-28沥青制成的混合料同时最大KIf和KIf的最佳最优用量。

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