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基于3D路表纹理的沥青路面抗滑性能评估
| 论文题名： | 基于3D路表纹理的沥青路面抗滑性能评估 |
| 关键词： | 沥青路面;抗滑性能;纹理特性;预测模型 |
| 摘要： | 路面抗滑性能的不足是直接导致行车交通事故的主要原因之一，保障路面良好的抗滑性能是保证行车安全的前提。选择合理的抗滑性能指标既是项目工程质量自身的需要，也是项目管理人员决策的需要。常用的路面抗滑性能的评价方法主要以摩擦系数指标为对象，而摩擦系数的测试容易受到测试环境、测试方法以及测试人员的影响，其条件限制性较强。因此研究沥青路面的纹理特性，建立纹理特性同抗滑性能之间的关系，对正确选择路面原材料，合理决策路面养护时机，设计满足抗滑性能要求的沥青路面，减少交通事故率等方面具有指导意义。本文通过高精度激光扫描技术，提取路表纹理形貌信息，分析纹理粗糙特性对抗滑性能的影响，并进一步建立了基于纹理形貌粗糙特性的抗滑性能的评价体系。论文开展了如下工作： 首先，本次研究对照试验设置为5种不同级配的沥青混合料，分别为AC-13、AC-16、SMA-13、SMA-16与OGFC-13。采用摆式摩擦仪法测得不同级配沥青车辙试件的BPN值，并记录对应的坐标，研究其不同级配的BPN分布特征，后采用3D高精度激光扫描仪采集沥青车辙试件路表纹理，导入Matlab进行均一化处理后得到，0.25mm分辨率下的采样点高程信息。 其次，通过小波变换理论与多尺度分析方法，将沥青路表纹理进行小波变换处理，将其分为LL、HL、LH与HH四个频带，并通过变换分辨率得到九阶小波分解，每个频带分别上计算Mean、Entropy、Energy与StandardDeviation特征值。研究了不同阶小波分解下的特征值与沥青混合料级配与纹理构造的关系。 然后，根据沥青车辙试件BPN值分布特征，运用随机场理论计算其试件BPN试验的相关距离，采用递推空间法与函数极限法分别确定不同级配下的相关距离，给出采用3次平行于行车方向相邻中心间隔为70mm的BPN试验表征一块沥青车辙试件抗滑性能的建议。 最后通过Matlab对所得的小波特征参数进行回归学习，得到基于小波变换理论的沥青路表抗滑性能预测模型，虽然得到的模型其线性相关性较差，但其预测结果与实际值偏差在3.5%左右，相较于传统的基于宏观纹理参数的预测模型，小波变换理论模型预测更为准确，相关性更好。 |
| 作者： | 孙明皓 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 潘宝峰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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