Enhancing asphalt mix design with transfer learning and hybrid artificial intelligence

沥青 学习迁移 人工智能 工程类 计算机科学 材料科学 复合材料
作者
Ming‐Der Yang,Yared Bitew Kebede,Henok Desalegn Shikur
出处
期刊:Case Studies in Construction Materials [Elsevier BV]
卷期号:23: e05258-e05258 被引量:8
标识
DOI:10.1016/j.cscm.2025.e05258
摘要

Asphalt content (AC) in hot mix asphalt is a critical factor influencing pavement durability and performance. Traditional determination methods are labor-intensive, costly, and prone to human error, limiting scalability. Artificial intelligence (AI) and machine learning (ML) offer efficient alternatives that improve accuracy and reduce manual effort, but they typically require large training datasets. This study addresses that challenge by proposing a hybrid transfer learning model (RF-DNN-T) that leverages a comprehensive literature-based dataset of 848 mix designs for pre-training, followed by fine-tuning with only 96 target-specific samples. The framework combines the feature-selection capabilities of Random Forest (RF) with the nonlinear pattern recognition strength of Deep Neural Networks (DNN) to enhance predictive efficiency and reliability. By transferring knowledge from multiple laboratories, the model minimizes experimental effort while maintaining high accuracy. The RF-DNN-T model is benchmarked against conventional ML approaches using SHapley Additive exPlanations (SHAP) for interpretability. Results show the model achieves the lowest testing errors (MAE = 0.08, MSE = 0.02, MAPE = 1.61) and the highest R² (0.97), indicating excellent accuracy, generalization, and a strong correlation between predictions and experimental data. SHAP analysis identifies voids as the most influential feature, contributing 32 % to prediction impact. This work demonstrates that the RF-DNN-T model can accurately predict AC with minimal laboratory data, significantly reducing experimental workload while preserving precision in asphalt mix design.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Ava的应助被孙快乐采纳,获得10
1秒前
1秒前
张译尹发布了新的文献求助10
2秒前
科研通AI6.2的应助被congjia采纳,获得10
2秒前
3秒前
HY完成签到 ,获得积分0
4秒前
赘婿的应助被简单以冬采纳,获得10
5秒前
5秒前
郑三金完成签到,获得积分10
6秒前
oli发布了新的文献求助30
6秒前
王一鸣完成签到 ,获得积分10
6秒前
xxx发布了新的文献求助10
6秒前
科研牛马完成签到,获得积分10
6秒前
吗喽大人完成签到,获得积分10
7秒前
GIK尘发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
v0id的应助被Free采纳,获得10
8秒前
8秒前
MOMO的应助被Free采纳,获得10
8秒前
七听的应助被煜寅采纳,获得30
8秒前
科研通AI6.4的应助被Free采纳,获得10
8秒前
老实凝蕊完成签到,获得积分10
9秒前
昏睡的衬衫完成签到,获得积分10
9秒前
hela完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
稻草人发布了新的文献求助10
9秒前
英姑的应助被Stefan采纳,获得20
10秒前
11秒前
MOLLY完成签到 ,获得积分10
11秒前
完美世界的应助被123采纳,获得10
11秒前
mrecb完成签到,获得积分10
13秒前
寻梦发布了新的文献求助10
13秒前
孙快乐发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
lllchulin完成签到,获得积分10
14秒前
田様的应助被Q一样采纳,获得30
14秒前
妙木仙发布了新的文献求助10
15秒前
Pan完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
SuperPeace完成签到,获得积分10
15秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
拉伸高分子熔体中缠结行为的模拟和小角中子散射研究 1080
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Das Matthäusevangelium: Kapitel 1:1–17 1000
Analyses de reconnaissances de dettes passées devant les échevins d'Ypres (1249-1291) 600
Cellulose and Cellulose Derivatives: Synthesis, Modification and Applications 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8143613
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9542991
关于积分的说明 21655250
捐赠科研通 7729061
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3422108
关于科研通互助平台的介绍 2547421
邀请新用户注册赠送积分活动 2464908