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原文传递粗集料棱角性对骨架嵌挤作用及混合料性能影响研究

论文题名：	粗集料棱角性对骨架嵌挤作用及混合料性能影响研究
关键词：	粗集料棱角性;图像分析;嵌挤作用;路用性能;形态特征
摘要：	沥青路面在车轮反复碾压作用下，内部集料的形态特征和级配会发生变化，而岩性的不同会使得集料变化情况出现差异，最终导致沥青路面路用性能发生不同程度的改变。为探究这一现象，本文选取花岗岩、石灰岩及玄武岩三种不同的粗集料，通过数字图像处理技术对粗集料棱角性进行测定量化，在此基础上对比分析不同种类粗集料在磨耗作用下的棱角性变化规律，并研究粗集料棱角性对骨架嵌挤作用和混合料性能的影响，主要研究内容如下：　　首先，利用XRD和SEM从矿物组成、微观结构以及物理力学性能三个角度对选取的三种粗集料进行对比分析，发现玄武岩宏观力学性质最好，花岗岩次之，石灰岩最差。并在此基础上探究了影响石料棱角性的因素，包括破碎设备、破碎工艺流程及石料本身的性质三个方面，为分析不同粗集料棱角性变化规律提供依据。　　其次，通过数字图像处理技术对粗集料棱角性进行测定量化，利用洛杉矶磨耗仪将4.75mm~16mm粒径的三种粗集料磨耗不同次数以形成不同的棱角性，选取合理的粗集料棱角性量化指标，采集粗集料的二维图像，利用IPP软件对图像进行处理并提取特征值，计算其量化指标，利用未压实空隙率试验对量化指标的合理性进行验证，分析三种粗集料在磨耗作用下的棱角性变化规律。研究发现三种粗集料的棱角性均随着磨耗次数的增加而逐渐减小，其中玄武岩和花岗岩的棱角性在磨耗过程中保持较好，经过1080r磨耗后的平均下降幅度较小，分别为4.13%和4.22%，而石灰岩经过1080r磨耗后棱角性下降幅度相对较大，为4.92%。　　再次，选用锥入试验作为骨架嵌挤作用的评价方法，以锥入能作为评价指标，通过捣实法成型不同棱角性的松散粗集料试件，利用MTS810万能试验机对试件进行锥入试验，分析粗集料棱角性对骨架嵌挤作用的影响。得出随着粗集料棱角性的减小，单一粒径粗集料试样的嵌挤能力逐渐减弱，而在棱角性相差不大的情况下，嵌挤能力随着粗集料粒径的增大而增大；此外，三种粗集料级配试样的骨架嵌挤作用都随着棱角性的减小而减小，当级配试样的棱角性相差不大时，其骨架嵌挤作用却有很大差异，玄武岩的嵌挤作用要远大于花岗岩和石灰岩。　　最后，利用磨耗试验得到的不同棱角性的花岗岩、石灰岩和玄武岩粗集料成型SMA-13型混合料，通过对其进行高温、低温、水稳定性及抗滑性能试验研究，分析粗集料类型和棱角性对混合料性能影响。结果表明：随着粗集料棱角性的增大，混合料的高温性能、低温性能、抗滑性能均有不同程度的增强，而水稳定性能则逐渐降低。综合分析三种不同粗集料的混合料路用性能，发现玄武岩SMA混合料的性能最佳，受棱角性变化的影响较小。
作者：	杜昊
专业：	交通运输工程
导师：	张宜洛
授予学位：	硕士
授予学位单位：	长安大学
学位年度：	2022