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原文传递基于集料特性与级配的沥青路面抗滑性能预测研究

论文题名：	基于集料特性与级配的沥青路面抗滑性能预测研究
关键词：	沥青路面;抗滑性能;衰减规律;预测模型;集料特性
摘要：	抗滑性能是路面表面的主要特性之一，其性能越好，对行车安全越有利。沥青路面的表面特性主要受集料特性和级配组成的影响。为了能够在已知集料特性与级配组成的条件下，实现对沥青路面抗滑表层抗滑性能的定量评价与预测，本文将依托于《石灰岩在河南省高速公路沥青路面抗滑表层中使用效果评价体系研究》，基于集料与级配，通过理论分析和室内试验，在对新建沥青抗滑表层抗滑性能定量评价及抗滑性能衰减规律试验研究的基础上，提出基于集料与级配的沥青抗滑表层抗滑性能预测模型，以便于为沥青抗滑表层抗滑性能的施工控制和预防性养护提供参考。　　本文引入基于分形理论的路表集料外露尺寸函数，以实现对新建沥青抗滑表层抗滑性能的定量评价;选择不同产地的石灰岩、玄武岩、花岗岩，通过对其集料特性（压碎值、磨光值、磨耗值）的试验检测，评价料源对集料抗滑特性的影响，并就原因进行分析;分别从粗集料类型和矿料级配的角度，对一定条件下的沥青混合料的抗滑性能进行检测，并通过加速加载磨耗试验，对不同粗集料类型和不同矿料级配这两种条件下的沥青抗滑表层的抗滑性能衰减规律进行试验研究，以系统地研究粗集料类型与级配对沥青抗滑表层抗滑性能衰减规律的影响;在得出影响抗滑性能衰减规律的关键因素的基础上，利用能够理想化模拟轮胎与路面的实际接触状态的加速加载设备MMLS3，对沥青抗滑表层抗滑性能的衰减过程进行模拟试验，并提出基于集料种类与级配类型的抗滑性能预测模型。　　通过研究，主要结论如下: 　　①利用基于分形理论的路表集料外露尺寸函数，可以计算出不同级配条件下的沥青抗滑表层外露集料尺寸的分维数。基于该分维数，可以对不同级配组成的新建沥青抗滑表层的抗滑性能进行定量评价:集料外露尺寸的分维数越大，相应的抗滑表层的抗滑性能越好;分维数越小，相应的抗滑表层的抗滑性能越差。　　②不同粗集料在同种级配条件下的新建抗滑表层的抗滑性能差异不大，而不同级配在同种粗集料条件下的新建抗滑表层的抗滑性能差异显著。对新建抗滑表层抗滑性能的影响主要来自于级配，粗集料类型带来的影响可以忽略。　　③沥青抗滑表层抗滑性能的衰减规律可以用衰减初值、衰减速度、衰减幅度、衰减终值来表征。不同粗集料在同种级配条件下相应的抗滑表层抗滑性能的衰减速度、衰减幅度、衰减终值差异显著;而不同级配类型在同一粗集料条件下相应的抗滑表层抗滑性能的衰减初值、衰减速度在数值上差异明显，但衰减幅度与衰减终值差异不大，衰减曲线较为接近。其中，衰减速度与集料外露尺寸分维数正相关，即:分维数越大，衰减速度越大。　　④沥青路面抗滑性能衰减的关键阶段可概括为四个稳定期（初稳期、第一稳定期、第二稳定期、终稳期）、三个衰减期（第一衰减期、第二衰减期、第三衰减期）、一个回升期。各个阶段持续的时间与集料的磨耗值与磨光值关系密切。　　⑤基于模拟实验提出的抗滑性能预测模型y=-Aln(x)+C，可在掌握集料特性和一定级配条件下路面的初始抗滑指标的情况下，获取一定次数的累计当量轴载作用后的抗滑性能。其中:衰减速率A=0.103a（磨耗值）-0.065b（磨光值）+6.754或衰减速率A=0.1768s（压碎值）+1.9054;C为与沥青混合料的级配密切相关的衰减初值;x为累计轴载作用次数（单位:万次）。
作者：	田强春
专业：	交通运输工程
导师：	朱洪洲;孔令云
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文