基于自适应神经模糊推理系统的沥青复数模量预测.pdf

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1、2015年4月石油沥青PETROLEUMASPHALT第29卷第2期基于自适应神经模糊推理系统的沥青复数模量预测管朝鹏(重庆交通大学，重庆400074)摘要：通过使用自适应网络模糊推理系统(ANFIS)旨在模拟基质沥青及EVA改性沥青复数模量。使用动态剪切流变仪(DSR)确定基质沥青及EVA改性沥青(PMB)的复数模量。通过在70号基质沥青中掺加5种掺量的EVA拌和制得PMB试样。在ANFIS建模中，沥青温度、频率及EVA掺量为输入层的参数，复数模量是输出层的参数。使用ANFIS中相关的混合学习算法。对所有输入的个体，研

2、究中使用的算法变量为2个输入关系函数和3个输入关系函数。输入关系函数为triangular，gbeu，gauss2和gauss。结果表明，EVA改性沥青比基质沥青的温度敏感性较小。自适应网络模糊推理系统和统计方法可以用来模拟沥青在不同温度及频率下的复数模量。分析表明，通过减少输入关系函数的数量改善了训练精度和利用两种gauss输入关系函数为最优拓扑。此外，预测的复数模量与实测的复数模量相关度较高。关键词：沥青EVA复数模量神经网络预测目前模糊逻辑系统已用于热拌沥青混合料的型国内外鲜有报道。该研究提出了一个经验模型建模及预

3、测其力学特性。Ozgan使用模糊逻辑系用来预测基质沥青和EVA改性沥青在不同温度、统在不同温度及击实次数下模拟了沥青混合料的频率及EVA掺量下的复数模量。马歇尔稳定度⋯。Kaur和Tekkedil开发了基于1试样制备及试验模糊逻辑的专家系统以预测车辙深度】。Tig．根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规demir，Karasahin，和Sen基于模糊逻辑算法通过程》JTGE20-2011中相关方法对基质沥青及变形测量评估了沥青混凝土的疲劳寿命¨3】。而EVA改性沥青的相关特性进行试验，试验结果关于沥青在不同温度及频率下的复

4、数模量预测模如表1。表1基质和EVA改性沥青的特性使用高速剪切仪制备EVA改性沥青，转速使用BohlinDSRII流变仪对EVA改性沥青为125r／min。在制备中将基质沥青加热到液体状态(180～185oC)，且倒人2000mL的球形收稿日期：2014—08—31。作者简介：管朝鹏(1988一)，男，汉族，重庆交通大学博瓶中。将EVA聚合物缓慢地加入到基质沥青中，士研究生，研究方向：沥青路面结构与材料。EVA为沥青质量的3％、4％、5％、6％及7％，基金项目：重庆交通大学山区公路工程开放基金项目最后将温度恒定在185c

5、【=下搅拌2h。(54782300)第2期管朝鹏．基于自适应神经模糊推理系统的沥青复数模量预测59进行DSR试验。在应力控制加载模式下，频率^l()，成一3(Y)扫描范围在0．O1—10．00Hz之间，温度范围为=exp((一(l—c)／(口)))(3)lO～8O℃。在1O一30℃之间采用8mm试验板，式中，，c￡为参数集。该层的这些参数被板间隙调整为2mm。在3O一80cI=之间采用称为提前参数。25mm试验板，板间隙调整为lmm。所有试验层一2：该层的每个节点是圆形节点，标记中的应力振幅都是在沥青线性粘弹性响应范围为

6、玎，与输人值相乘且将结果输出，如：内。O2．f==()·一3(Y)，2自适应网络模糊推理系统i=1，2，3，⋯，9(4)在ANFIS体系中使用人工神经网络和模糊每个节点的输出代表规则的发射强度。逻辑】。ANFIS使用神经网络的学习算法，由如层一3：该层的每个节点是圆形节点，标记果一那么规则与成对的输人一输出组成。该研究为J7v。第i个节点计算第i个规则发射强度与所中，模糊推理包括两个输入(和Y)和一个输有规则发射强度的总和之比：O3f=f=Wl／(W1+W2+⋯+W9)，出()。对于一阶Sugeno模糊模型，基本模糊．的

7、如果一那么可以表示为下式：i=1，2，3，⋯9(5)层一4：该层的每个节点i是方形节点，节如果为A】和Y为1，点函数如下：男么／l=pl+qlY+r1(1)04式中，P，r和q为线性输出参数。ANFIS包．。=wi·=Wf·(PiX+qiY+r)，i=1，2，3，⋯9(6)括两个输入和一个输出的结构，如图1所示。式中，W为3层的输出，{P，q，rf}为一4参数集合。该层的参数被称为后置。层一2层-3x层一5：该层的单节点是圆形节点，标记为R，计算所有输人信号的综合的总体输出：0=全部输出=∑．∑Wf(7)f2．1通过AN

8、FIS系统建模系统建模的目的是其与物理系统相比可以在电脑上模拟使用，应用于实际的应用程序。通过这种方式，可以实现简单的实际应用。2．2基质沥青及EVA改性沥青的ANFIS建模图1两个输入和9个规则的ANFIS结构该研究中，沥青的温度()，频率(F)及EVA掺量为选择的作为输入层的参数，沥青通过使用5层和9个如果一那么