本期导读

正采用数字图像处理技术获取沥青道路表面构造分布图像,分析表面构造分布的多重分形特性,探索快速、准确的沥青路面表面构造分布的多特征参数表征方法……沥青道路表面构造分布的多重分形特性(肖神清等,P1)针对江西省芦溪县产含炭硅质岩矿石,从微观和宏观角度对其化学成分、微观形态、酸碱性、集料技术指标、混合料路用性能进行系统分析……含炭硅质岩在高速公路沥青路面表面层适用性研究(俞喜兰等,P7)     

橡胶沥青对路面抗滑性能的影响研究

在柔性路面设计、养护和修复中,抗滑性和构造是应当考虑的重要的安全特征。主旨是优化橡胶沥青路面的表面构造特性,宏观上减少溅水、喷射及滑水现象;微观方面增强低、高速行驶时的摩擦力。采用英式摆式仪法和体积法来测量摩擦表面特性,取试验室制备的试件代表实际道路表面。研究采用两种级配和三种沥青结合料:常规沥青;湿法橡胶沥青;干法橡胶沥青。在相同的混合料配比基础上,以增加1%的橡胶沥青来测试其含量对路面质量的影响。研究结果用来评价橡胶沥青的生产工艺和混合料级配对路表面特性的影响。结果表明间断级配橡胶沥青混合料比密级配具有更大的构造深度。与常规混合料相比,橡胶沥青混合料能提高路面抗滑性。该研究表明,用不同工艺生产的橡胶沥青对路表面特性的影响不同。     

采用数字图像处理技术和内聚力模型模拟沥青混合料裂缝扩展

裂缝是沥青混凝土路面的主要病害之一。通常,对沥青混合料的裂缝研究没有考虑沥青混合料细观结构的各向异性,对于裂缝尖端的塑性特征也研究不足。采用数字图像处理技术,实现沥青混合料细观结构的有限元二维建模,采用内聚力模型对单调加载情况下半圆弯拉试验裂缝的动态扩展进行数值模拟,此研究可以进一步发展到疲劳特性研究。     

基于分段变维的沥青路表纹理磨光行为分析（双语出版）

为了多尺度表征沥青路表纹理磨光行为，揭示其表面纹理磨光演化机理，首先基于沥青表面纹理的自仿相似特性，引入高差自相关函数，将常维分形扩展至分段变维分形，建立了表面纹理分段变维评价模型。其次，分别选取高磨光值的玄武岩和低磨光值的石灰岩成型沥青混合料试件，对其进行岩相鉴定，借助平板磨光机进行室内加速磨光试验，测量了不同磨光状态下的动摩擦因数，同时采用三维激光扫描仪获取了表面纹理信息。最后分析了断面轮廓分段变维高差自相关特性，并与摩擦因数进行了对比分析。结果表明：路面在大尺度范围内有明显的分段变维特征，高差自相关函数可以多尺度量化沥青混合料表面微观至宏观纹理特征，2种路表宏微观纹理界限波长为0.4 mm左右；截止波长可以作为评价普通磨光和差异磨光的指标，其中水平截止波长表示路面平均微凸体尺寸，垂直截止波长表示骨料平均高度；随着磨光转数的增加，受2种磨光机制影响的试件（玄武岩）表面纹理的水平截止波长变化甚微，而受普通磨光机制作用的试件（石灰岩）表面纹理的水平与垂直截止波长均下降明显；在道路设计和施工过程中，选取矿物组成成分更多、粒径分布更广、矿物质间硬度相差较大的集料，更容易受到2种磨光机制的影响，从而有助于沥青路表保持足够的表面纹理水平，延缓路面抗滑性能衰减速率。     

粗集料对沥青混合料路用性能的影响研究

集料是混合料结构形成的决定性成分,其岩性性质、物理力学指标以及外观形状的差异,对于混合料抗滑特性的影响,体现在路面微观结构和宏观构造深度的形成和保持方面,同时也将导致混合料的水稳定性和疲劳耐久性方面的性能发生很大的变化.文中对粗集料对沥青混合料的抗滑性能、水稳性能及疲劳性能的影响进行了系统试验研究,得出了相应结论.     

沥青路面抗滑性能衰减特性研究

采用沥青混合料加速加载试验机研究沥青路面抗滑性能衰减特性,经研究表明:抗滑指标衰减符合指数模型,压密和迁移变形是抗滑水平前期快速衰减的主要原因,而磨损和磨耗是后期稳定衰减主要原因;矿料、级配和最大粒径等材料因素通过微观构造和宏观构造影响着抗滑水平及其衰减特性.     

基于分段变维的沥青路表纹理磨光行为分析

为了多尺度表征沥青路表纹理磨光行为,揭示其表面纹理磨光演化机理,首先基于沥青表面纹理的自仿相似特性,引入高差自相关函数,将常维分形扩展至分段变维分形,建立了表面纹理分段变维评价模型。其次,分别选取高磨光值的玄武岩和低磨光值的石灰岩成型沥青混合料试件,对其进行岩相鉴定,借助平板磨光机进行室内加速磨光试验,测量了不同磨光状态下的动摩擦因数,同时采用三维激光扫描仪获取了表面纹理信息。最后分析了断面轮廓分段变维高差自相关特性,并与摩擦因数进行了对比分析。结果表明:路面在大尺度范围内有明显的分段变维特征,高差自相关函数可以多尺度量化沥青混合料表面微观至宏观纹理特征,2种路表宏微观纹理界限波长为0.4 mm左右;截止波长可以作为评价普通磨光和差异磨光的指标,其中水平截止波长表示路面平均微凸体尺寸,垂直截止波长表示骨料平均高度;随着磨光转数的增加,受2种磨光机制影响的试件(玄武岩)表面纹理的水平截止波长变化甚微,而受普通磨光机制作用的试件(石灰岩)表面纹理的水平与垂直截止波长均下降明显;在道路设计和施工过程中,选取矿物组成成分更多、粒径分布更广、矿物质间硬度相差较大的集料,更容易受到2种磨光机制的影响,从而有助于沥青路表保持足够的表面纹理水平,延缓路面抗滑性能衰减速率。     

沥青路面的磨光研究:从宏观到微观尺度

沥青路面的磨光及其所导致的路面抗滑性能下降是与道路交通安全密切相关的世界性问题.该文结合室内加速磨光试验结果,对国内外沥青路面抗滑性能与路面磨光机理的研究进行了总结述评.回顾了轮胎-路面的摩擦机理,分析了路面抗滑性能的测试原理与指标分类,归纳了路面抗滑性能的演化规律与沥青路面的磨损机制及测试方法.结论认为进一步的研究可围绕基于滚动模式的加速磨光试验,采用更为精确的观测手段,综合宏观测试结果与微观分析手段,探明集料及其主要矿物成分在磨光进程中的行为,确定影响沥青混合料抗滑水平及其下降速率的关键材料因素,为材料选择与设计提供依据.     

应用数字图像处理技术研究沥青混合料微观结构方法综述

数字图像处理技术是实现沥青混合料内部组成结构快速、客观分析的有效技术手段.该文总结了当前国内外应用数字图像处理技术研究沥青混合料微观组成结构的进展情况.分别阐述了沥青混合料二维和三维图像处理方法的特点,重点分析了各研究提出的主要指标和结论,以及需要进一步研究的技术问题.     

沥青道路表面构造分布的多重分形特性

为了全面分析沥青路面表面构造的分布特性,探索快速、准确的沥青路面表面构造分布的多特征参数表征方法,利用MATLAB软件数字图像处理技术获取AC、SMA及OGFC等6种不同的沥青道路表面构造的二值图像,验证了表面构造分布的多重分形特性,描述了表面构造分布多重分形谱参数的物理意义,分析了不同类型沥青路面的谱参数的变化规律。研究结果表明:多重分形谱参数能从不同角度描述表面构造分布的多重特征;多重分形谱峰值f_(max)(α)为表面下凹构造的分形维数D0,峰值f_(max)(α)越大,表面也就越粗糙;谱宽Δα整体反映了表面构造分布的不均匀程度,沥青道路表面构造粒径越大、级配越粗,其表面构造分布往往越不均匀,Δα也越大;同时,最大、最小奇异性标度指数的分形维数之差Δf也从下凹区域集中角度局部反映了表面构造分布不均匀程度,受集料粒径尺寸是否连续影响较大。沥青道路表面构造分布的多重分形特性能为分析表面离析状况及抗滑性能等提供一种新的方法与思路。     

基于尺度方法的AC-13沥青混合料弹性力学特性研究

运用尺度方法预测随机复合材料沥青混合料弹性力学性能:弹性模量E及泊松比μ。通过CT扫描技术获取AC-13沥青混合料细观图像,统计不同粒径骨料随机分布特性。根据统计的随机骨料分布特性,在有限元软件内建立AC-13沥青混合料骨料特性的二维细观模型,选取70 mm×70 mm区域作为计算尺度。对集料及基体材料赋予参数,运用尺度算法程序计算沥青混合料模型;预测得出沥青混合料的弹性力学参数E、μ。     

沥青混合料泊松比测定研究介绍

沥青混合料泊松比是路面结构计算中一个重要的设计参数.由于其测试困难,国内外也一直没有提出相关的测试方法,只给出了一定范围内的推荐值.文中参照ASTM规范中水泥砼泊松比的测定,提出了一种沥青混合料泊松比测试方法:在回弹模量测试过程中,通过测试试件中部横向变形,在比较加载和回弹过程中泊松比变化规律之后,确定取0.5P下加载过程中μ值作为沥青混合料泊松比值.     

基于室内加速磨耗试验的SMA-13抗滑衰变规律研究

为研究SMA-13沥青混合料的抗滑衰变规律,对比分析了路面摩擦系数以及宏观构造这两个表征,并且对于沥青路面抗滑性能的检测方法以及指标进行了观察,在此基础上,采用自研的路面材料加速磨耗测试仪,对SMA-13混合料进行加速磨耗试验,通过摆式摩擦仪和人工铺砂法,分别测试了不同程度加速磨耗试验后的SMA-13混合料试件的摩擦系数和构造深度,进而研究SMA-13的抗滑衰变规律,结果表明:SMA-13混合料的构造深度与摩擦系数具有良好的相关性,在荷载作用初期,构造深度和摩擦系数衰减较快,后期趋于稳定。表明SMA路面的抗滑性能衰减主要发生在路面通车1~2 a的早期阶段,后期趋于稳定。采用对数法进行拟合,建立了摩擦系数和构造深度的相关性模型,将室内试验结果与工程实践进行对比,进一步验证了SMA-13沥青混合料及其路面抗滑性能的衰变规律。     

沥青路面抗滑性能定量评价的分形方法

采用离散型外露尺寸函数研究了沥青混合料表面微观凸凹的随机分布特征,并根据统计自相似性原理推导了路面微观凸凹的外露尺寸函数的计算公式和级配分维数值的计算方法.利用该方法计算了AK-16A和开级配抗滑磨耗层(OGFC)不同级配路面的外露尺寸函数值;并用摆式摩擦仪对相应级配的车辙板进行试验,确定了混合料表面纹理对应的抗滑系数.结果表明:沥青混合料级配不同,其路面微观凸凹的分维数值也不同;分维数值越大,外露尺寸函数的指数值越大,抗滑性能越高;外露尺寸函数的指数值越小,抗滑性能越低;微观凸凹分维数值与路面抗滑性能具有单调递增的一致相关性.     

聚氨酯稳定橡胶颗粒新型路面材料除冰雪机理分析

聚氨酯稳定橡胶颗粒混合料是一种新型路面材料,与普通沥青混合料相比具有高强、高弹、耐久等特点,因而可以作为具有抑制冻结/自应力破冰功能路面材料使用。该材料具有复杂的物理组成,其表面冰层在荷载作用下的应力应变响应与材料的微观结构密切相关。该文结合混合料的除冰试验现象进行仿真分析:基于数字图像处理技术结合有限元软件构建混合料的微观结构模型,模拟不同温度和配比条件下混合料表面冰层在轮载作用下的力学响应。计算结果表明:冰层在荷载作用下产生的局部弯拉变形破坏是路面自应力破冰的主要原因,除冰能力随温度的降低略有下降,同时增加混合料中橡胶颗粒含量对提高路面破冰能力效果显著。室内试验及理论分析证明聚氨酯稳定橡胶颗粒混合料具有良好的路用性能、除冰/抑制冻结性能、耐久性能。     

基于数字图像处理技术的沥青混合料均匀性评价方法

提出一种基于数字图像处理技术的沥青混合料芯样水平切片均匀性评价方法及相应的评价指标,该方法利用数字图像处理技术对沥青混合料芯样水平切片进行处理,通过分析芯样图片中集料颗粒的转动惯量可以定量地评价沥青混合料的离析情况。     

一种基于数字图像处理技术的沥青混合料均匀性评价方法

提出一种基于数字图像处理技术的沥青混合料芯样水平切片均匀性评价方法及相应的评价指标,该方法利用数字图像处理技术对沥青混合料芯样水平切片进行处理,通过分析芯样图片中集料颗粒的转动惯量可以定量的评价沥青混合料离析情况。     

沥青混凝土路面的纹理构造与抗滑性检测方法

针对沥青混凝土路面的抗滑问题,分析了路表宏观构造、微观构造对沥青混凝土路面抗滑性的影响;在综述沥青混凝土路面抗滑性检测方法的基础上,探讨了各种方法的测试原理、适用对象和优缺点.结果表明:沥青混凝土路面宏观构造主要影响路面排水,对潮湿条件下中、高速行车的抗滑性具有重要影响,可用体积法、断面法和流出法检测;粗集料最大粒径较...     

沥青混凝土路面宏观纹理的多重分形特征

为深入分析沥青混凝土路面表面宏观纹理特征,在12条不同等级的道路上,选取了包含沥青混凝土(AC)、沥青玛蹄脂碎石(SMA)、开级配抗滑磨耗层(OGFC)、微表处(MS)和稀浆封层(SS)等路面类型的35个测试点,利用激光断面仪开展了路面表面宏观纹理断面的现场测试.分析表明,沥青混凝土路面表面宏观纹理断面具有典型的多重分形特征,多重分形谱呈向右的钩形,多重分形谱的分布宽度(△a)反映了路面断面起伏幅度的变化范围,与路面表面平均断面深度(MPD)之间有较为显著的相关性.最小概率子集与最大概率子集的分形维数差(△f(a))表征了路面表面纹理不同起伏幅度的分布情况,从一个新的角度描述了路面表面断面的特征,丰富了对路面表面宏观纹理特征的描述.     

沥青混合料集料均匀性评价方法研究

基于数字图像处理,从水平和竖直方向对沥青混合料集料均匀性进行研究。研究结果表明:基于数字图像处理,选取沥青混合料中各档集料的位置、数量和长轴方位角等三个集料分布状态参数,可以定量评价混合料截面上集料均匀性;集料均匀性可以通过集料均匀性指标来评价;随着公称最大集料粒径的增大,沥青混合料集料均匀性变差。