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基于集料表面纹理构造特征的沥青路面抗滑机理研究
| 论文题名： | 基于集料表面纹理构造特征的沥青路面抗滑机理研究 |
| 关键词： | 抗滑性能;集料表面纹理;几何构造特征;沥青路面;分形维数;衰减规律 |
| 摘要： | 沥青路面的抗滑性能，与集料本身的物理性能、路面的微观构造、路面的宏观构造、矿料级配及施工控制等直接相关。本文开展对不同集料特性的自身棱角性、轮廓形状等表面形貌特征研究，通过IPP数字图像处理技术进行粗集料的形态特征量化研究，提出集料几何形态特征的二维和三维指标:凸度(P)、轴度(AS)、圆度(ROUND)、针度、片度、球度(DS)和形状因子(SF)七个关键性指标。 评价各指标的相互间关系，得出玄武岩集料颗粒圆度和凸度都接近于1，针度介于1.07-2.31之间，而轴度介于1.09-2.08之间，表明细长比较小，扁平状和针片状颗粒含量较小，得到玄武岩9.5mm集料颗粒可以获得很好的车辙性能。 本文OGFC沥青混合料的组成设计借鉴日本设计方法，采用我国《公路沥青路面施工技术规范》推荐的配合比设计方法进行设计。首先对不同种类及不同粒径的集料技术指标测试，高粘度SBS改性沥青利用高速剪切仪来制备。通过掺量和粘度的关系确定HVA改性剂的添加量为SBS改性沥青总质量的12.5％。建立关键筛孔2.36mm不同通过率与空隙率的关系，调整确定出矿料级配。利用肯塔堡飞散试验和谢伦堡沥青析漏试验确定出最佳油石比为5.0％。 通过对石灰岩、破碎砾石、玄武岩三种不同集料特性组成的排水沥青混合料进行性能测试。得出结果:各混合料的残留稳定度都在85％以上，石灰岩集料和玄武岩集料特性的沥青混合料劈裂强度比破碎砾石成分沥青混合料大0.1MPa左右。破碎砾石成分的沥青混合料在轮载作用下其60min时的位移最大，动稳定度小，其抵抗变形能力较弱，而玄武岩沥青混合料动稳定度达到了7495次/mm。基于表面能理论来研究沥青与集料的粘附性，建立水损害理论模型。通过表面能测试结果得到:有水情况下，SBS改性沥青与石灰岩之间的抗剥落能力最强。 采用分形理论(Fractal Theory)下的维数算法为Minkowski-Bouligand维数，利用matlab编程计算出混合料表观形貌分形维数，得出结果:玄武岩特性的混合料像素占有率最高，对应的分形维数最大，说明其表面形貌复杂程度最高。采用标准车辙试验仪在不同轮载和不同温度20℃和40℃条件下行车模拟试验，测定其摆值，对不同集料特性混合料的抗滑性能衰减规律进行分析，最后对结果进行数学模型拟合研究得出条件为20℃时，摆值Y与轮载次数X之间的关系为线性衰减规律，40℃条件下抗滑衰减变化规律为双曲线。 |
| 作者： | 张毓 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 梅迎军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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