(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211006155.7 (22)申请日 2022.08.22 (71)申请人 河北工业大 学 地址 300000 天津市北辰区双口镇西平 道 5340号 (72)发明人 马士宾　李冀粤　吴嫣然　庄昊　 闫伟阳　张永利　刘永烽　吕振强　 杨小宾　李云华　李伟　岳峰　 (74)专利代理 机构 金华市婺实专利代理事务所 (普通合伙) 33340 专利代理师 胡恩晗 (51)Int.Cl. G01N 33/42(2006.01) G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 一种基于田口设计的水泥稳定碎石配合比 优选方法 (57)摘要 本发明涉及一种基于田口设计的水泥稳定 碎石配合比的优选方法， 属于土木工程技术领 域， 包括以下步骤： 步骤一： 进行田口设计； 步骤 二： 进行室内疲劳实验并记录数据填写设计外 表； 步骤三： 分析田口设计； 步骤四： 找到最合适 的水泥稳定碎石配合比。 此方法的优点在于可以 根据设计目标疲劳寿命来确定水泥稳定碎石配 合比， 确定在配合比设计过程中的集料岩性、 级 配类型和水泥剂量， 从而为准确快速的找到最符 合要求的水泥稳定碎石配合比提供一种新思路。 权利要求书1页 说明书6页 附图10页 CN 115453098 A 2022.12.09 CN 115453098 A 1.一种基于田口设计的水泥稳定碎石配合比的优选方法， 包括以下步骤： 步骤一： 进行田口设计： 将集料岩性、 级配类型和水泥剂量作为控制因子， 作为设计内 表， 不同应力水平作为噪声因子与水泥 稳定碎石在不同应力水平作为设计外表， 用Minitab 软件进行设计内表的生 成， 后输入设计外表表头为室内疲劳实验和之后田口设计分析准备 条件； 步骤二： 进行室内疲劳实验 并记录数据填写设计外表： 以设计 内表为依据， 利用集料岩 性、 级配类型、 水泥剂量为变量设计的配合比制成水泥稳定碎石实验试件， 进行疲劳实验， 记录水泥稳定碎石在不同应力水平下对应的疲劳寿命， 将记录好的数据输入到 设计外表中 为田口设计 计算提供数据基础； 步骤三： 分析田口设计： 将建立好的表格在Minitab软件中， 利用噪声因子和控制因子 的关系进行田口设计的望目型分析， 响应数据选择设计外表的全部应力水平， 所选项为A： 集料岩性、 B： 级配类型、 C： 水泥剂量、 AB、 AC和BC； 在分析输出的集料岩性、 级配类型、 水泥剂 量的信噪比响应表和均值相应表中， 找到对应的散度因子、 调节因子和位置因子， 之后根据 集料岩性、 级配类型、 水泥剂量的信噪比主效应图和均值主效应图选择散度 因子的最佳位 置； 步骤四： 找到最合适的水泥稳定碎石配合比： 用Minitab软件预测田口设计结果功能， 输入各控制因子的位置组合进行计算， 散度 因子位置不变， 位置因子改变一次计算一次设 计结果， 找出均值符合要求且信噪比最大的组合即为 最合适的水泥稳定碎石配合比。 2.根据权利要求1所述的一种基于田口设计的水泥稳定碎石配合比优选方法， 其特征 在于： 所述步骤一中， 以集料岩性、 级配类型和水泥剂量为变量确定田口设计的设计内表， 以不同应力水平设计作为设计外表表头， 进而确定水泥稳定碎石的配合比组合和实验过 程。 3.根据权利要求1或2所述的一种基于田口设计的水泥稳定碎石配合比优选方法， 其特 征在于： 所述步骤二中， 根据步骤一所确定的配合比组合， 在实验室进 行不同应力水平的疲 劳实验， 进 而获得不同配合比组合的疲劳寿命次数， 输入到设计外表。 4.根据权利要求3所述的一种基于田口设计的水泥稳定碎石配合比优选方法， 其特征 在于： 所述步骤三中， 根据设计表进行田口设计的望目型分析， 分析集料岩性、 级配类型和 水泥剂量的信噪比和均值之间的关系， 将三个控制因子进行分类找出散度因子和位置因 子， 散度因子为信噪比大的因子， 位置因子为均值影响大的因子， 其中均值影响大但是信噪 比影响不大的因子为调节因子， 之后找到 散度因子的最佳位置 。 5.根据权利要求4所述的一种基于田口设计的水泥稳定碎石配合比优选方法， 其特征 在于： 所述步骤四中， 在选取好散度因子的基础上利用Minitab软件对位置因子的最佳位置 进行寻找， 每选取一个位置计算一次配合比结果， 寻找几次结果中符合要求的均值， 之后在 筛选之后的组合中找到信噪比最大的配合比组合。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115453098 A 2一种基于田口 设计的水泥稳定碎石配合比优选方 法 技术领域 [0001]本发明属于土木工程技术领域， 是一种考虑多种可人为控制的因素的水泥稳定碎 石配合比优选方法， 尤其涉及一种以Minit ab软件利用田口方法模拟设计水泥稳定碎石最 优配合比的方法。 背景技术 [0002]在土木工程领域， 人们一直致力于优化水泥稳定碎石的配合比以提高水泥稳定碎 石的性能比如增高强度、 降低干缩系数与温缩系数、 降低产生裂缝的发生概率、 降低离析现 象产生的可能性等。 在水泥稳定碎石配合比优化过程中设计人员大多 是设计单 因子实验来 找到这一变量最优的选择， 多种变量的情况下， 就只能设置更多的实验， 既费时又费力。 本 发明意在根据目的去优化原有 水泥稳定碎石配合比的设计， 有目标驱使地择优选择原有设 计中可以人为控制的各种变量， 比以往的单因子实验要简单快捷高效。 并且本发明利用 Minitab软件进行田口设计 计算也可以省去传统实验中绘制级配曲线等繁琐的步骤。 发明内容 [0003]本文提出了一种利用田口设计的水泥稳定碎石配合比的方法， 适用于各种水泥配 合比设计， 以集料岩性、 级配类型、 水泥剂量作为控制因子进行计算， 不同应力水平下 的疲 劳寿命作为设计依据， 利用田口方法找到最符合期望的水泥稳定碎石配合比。 [0004]为实现上述目的， 本发明的技 术方案是： [0005]一种水泥稳定碎石配合比设计的优选方法， 包括以下步骤： [0006]步骤一： 进行田口设计。 将集料岩性、 级配类型和水泥剂量作为控制因子， 作为设 计内表， 不同应力水平作为噪声因子与水泥稳定碎石在不同应力水平作为设计外表， 用 Minitab软件进行设计内表的生成， 之后输入设计外表表头为室内疲劳实验和之后田口设 计分析准备 条件。 [0007]步骤二： 进行室 内疲劳实验并记录数据填写设计外表。 以设计内表为依据， 利用集 料岩性、 级配类型、 水泥剂量为变量设计的配合比制成水泥稳定碎石实验试件， 进 行疲劳实 验。 记录水泥稳定碎石在不同应力水平下对应的疲劳寿命， 将记录好的数据输入到设计外 表中为田口设计 计算提供数据基础。 [0008]步骤三： 分析田口设计。 将建立好 的表格在Minitab软件中， 利用噪声因子和控制 因子的关系进行田口设计的望目型分析， 响应数据选择设计外表的全部应力水平， 所选项 为A： 集料岩性、 B： 级配类型、 C： 水泥剂量、 AB、 AC和BC。 在分析输出的集料岩性、 级配类型、 水 泥剂量的信噪比响应表和均值相应表中， 找到对应的散度因子、 调节因子和位置因子， 之后 根据集料岩性、 级配类型、 水泥剂量的信噪比主效应图和均值主效应图选择控制因子的最 佳位置。 [0009]步骤四： 找到最合适的水泥稳定碎石配合比。 用Minitab软件预测田口设计结果功 能， 输入各控制因子的位置组合进行计算， 散度因子位置不变， 位置因子改变一次计算一次说　明　书 1/6 页 3 CN 115453098 A 3