沥青路面抗滑性能研究

沥青混合料路用性能所表现的不规则性、不确定性、模糊性、非线性等特征是其微观结构复杂性的反映.而实验室简化的常规试验分析、评价方法不能很好地表征沥青混合料复杂微观结构的实际情况.针对沥青路面材料的试验参数与实际路用参数的相关性差的情况,计算了沥青路面表面微观凸凹分形维数对混合料抗滑性能的影响,提出了一种能定量评价沥青混合料宏观抗滑性能与其微观级配关系的方法.     

吹填土渗流固结过程微观结构的分形特征

为分析渗流作用下吹填土固结过程中微观结构的变化规律,应用分形理论,定量描述吹填土的微观结 构特征,探讨吹填土的固化机理.通过吹填过程的室内模拟试验,对天津滨海新区最终沉降的吹填土进行了颗粒 分析试验和易溶盐试验,以评价吹填土的工程地质性质;基于分形理论,采用WD-5图像处理系统,对试样的微 观结构进行了定量分析,讨论了渗流固结作用下天津滨海新区吹填土在渗流固结过程中微观结构分形维数的变 化规律.研究表明:随渗流压力增大,天津滨海新区吹填土结构单元体的形态分形维数逐渐增大,而计盒分形维 数减小,结构单元体排列致密,形态复杂性增强;随固结荷载增大,天津滨海新区吹填土中孔隙的形态分形维数 增大,计盒分形维数减小,土中小孔隙的含量增加,孔隙体积减小,复杂性增加.      

超大粒径沥青混合料级配分形特性与力学指标

为了定量评价超大粒径沥青混合料(SLSM)的级配特性,运用分形理论提出了SLSM集料质量分形分布函数的计算方法,得到了不同级配SLSM-40的质量分形维数,建立了集料质量分布与分形维数的关联模型,分析了分形维数与SLSM-40体积指标的关系,并通过强度试验和简单性能试验研究了SLSM-40的力学指标.分析结果表明:分形维数在2.60左右时,SLSM-40的体积指标均符合技术要求;分形维数在2.55～2.60之间时,SLSM-40的级配均匀性良好;随着粒径增大,粘聚力增大,SLSM-40中粘聚力对整体强度贡献率约为50％,比普通沥青混合料提高了1～2倍,而内摩擦角减小5°～10°;20℃试验条件下,SLSM-40抗压回弹模量比AC-25提高了1 869 MPa,为AC-25的2.6倍;不同试验温度条件下,随着加载频率的增大,SLSM-40的动态模量逐渐增大,相位角随温度和加载频率的变化规律与动态模量相比差异较大,并且温度越高,动态模量指标越小,SLSM-40的抗永久变形能力下降.     

基于分形理论评价沥青路面微观构造

鉴于路面微观构造对抗滑性能有着重要的影响,选取4种不同材质的石料分别成型试样,借助散射法-激光纹理仪测量各试样在不同磨损状况下的微观构造,运用分形理论的盒子计数法,通过MATLAB编程实现对试样在不同磨损状况下分维数的计算.试验结果表明:花岗岩的分维数水平和耐磨光性能均较优,石灰岩的耐磨光性能差,该评价方法可以准确评价路面的微观纹理复杂程度,并能有效预测路面的长期抗滑性能.     

排水沥青路面抗滑性能评价指标研究

为准确评价排水沥青路面的抗滑性能,对摆式摩擦系数、动态旋转式摩擦系数、横向力系数、构造深度和刹车距离等评价指标进行了试验对比分析,优选适用于排水沥青路面的抗滑性能评价标准。结果表明:动态摩擦系数和刹车距离具有较好的关联性,动态摩擦系数和横向力系数能够较好地反映排水沥青路面抗滑性能。推荐动态摩擦系数(DF60)为抗滑性能的首选评价指标;横向摩擦系数(SFC50)和动态摩擦系数(DF60)为工程验收的主要指标。     

基于分形理论的沥青混合料导热系数研究

沥青混合料的导热系数是沥青路面温度场研究的重要参数。简要介绍了级配分形维数的定义和计算方法,计算了所选用级配的分形维数。根据瞬变平面热源法,采用Hot disk导热系数测试仪,测试了各级配在不同沥青用量时的导热系数。根据试验结果,分析了导热系数的影响因素,分别建立了沥青混合料的导热系数与空隙率和级配分形维数的回归关系。空隙率越大,材料的导热系数越小;在用油量相同的情况下,级配的分形维数越大,材料的导热系数越大。分形维数与导热系数之间的相关性较好,可以用来表征级配对材料导热系数的影响。     

凝冰沥青路面抗滑性能衰减规律研究

利用自行改制的车辙试验仪,通过室内模拟法,从不同路面类型、不同轮压等条件着手,研究路面的抗滑性能随轮载作用次数的增加而变化的规律,研究结果表明:虽然各项试验项目和指标都存在差异,但是抗滑性能衰变过程中的分布趋势大体一致,即在轮载作用初期,抗滑指标值迅速降低,随着轮载作用次数的进一步增加,各指标值又在一定程度上逐渐上升并最终趋于稳定.并且还通过建立合适的数学模型拟合出了凝冰条件下沥青路面抗滑性能衰变的内在规律性,反映出了各种因素对凝冰条件下沥青路面抗滑性能衰变规律的差异性.     

纤维沥青混凝土低温开裂的分形研究

纤维对沥青混凝土裂缝具有抑制作用,同时,纤维沥青混凝土开裂具有分形特征,为此,通过观察在温度、荷载作用下不同纤维含量的沥青混凝土的开裂情况并提取相应的裂缝分布,应用分形维数来研究纤维沥青混凝土在低温时裂缝的生长情况,建立温度、荷载与分形维数之间的关系,从而通过分形维数的变化规律,描述纤维沥青混凝土裂缝生成及扩展过程,为纤维沥青混凝土的开裂研究提供了一种新的思路。     

纤维沥青混凝土低温开裂的分形研究

纤维对沥青混凝土裂缝具有抑制作用,同时,纤维沥青混凝土开裂具有分形特征,为此,通过观察在温度、荷载作用下不同纤维含量的沥青混凝土的开裂情况并提取相应的裂缝分布,应用分形维数来研究纤维沥青混凝土在低温时裂缝的生长情况,建立温度、荷载与分形维数之间的关系,从而通过分形维数的变化规律,描述纤维沥青混凝土裂缝生成及扩展过程,为纤维沥青混凝土的开裂研究提供了一种新的思路。     

沥青混合料抗车辙性能的分形描述方法

为了准确模拟沥青混合料抗车辙性能,采用分形理论分析了沥青混合料微观结构,研究了粗细集料不同级配分形维数对沥青混合料抗车辙性能的影响,并根据级配分形维数公式计算了沥青混合料的分形值,进行了沥青混合料车辙试验和微观结构的电子扫描。分析结果表明:4.75 mm通过率是集料尺度的分界点,集料分形维数与抗车辙性能有一致相关性,分形值越大,抗车辙能力越高;根据路用性能设计集料级配可以定量地分析沥青混合料的级配差异和路面性能,及路面微观结构与宏观路用性能的关系。     

沥青路面粗集料微观纹理评价方法研究

选取5种不同材质石料,借助自主开发的激光纹理仪,测量集料微观纹理曲线;运用分形分维理论中的盒子计数法,通过MATLAB编程实现对不同粗集料分维数的快速计算。研究表明:该评价方法可以准确的评价粗集料的微观纹理,进而为抗滑层路面选材提供更为丰富的手段和科学依据。     

新型抗滑薄层胶结材料试验研究

文中以在沥青路面施工薄层铺装的方式对路面进行抗滑安全性处理,重点研究了该薄层铺装胶结材料的各项性能,包括材料基本性能及其对路面附着能力、耐磨性、抗滑能力的影响作用,结果表明该胶结料粘结性能、抗腐蚀性及防水性能较好,由其制备的抗滑薄层能较好抵抗行车荷载的磨耗及环境老化作用,从而增强了沥青路面的耐磨耗性能,延长了路面抗滑构造的耐久性。     

粗集料表面纹理曲线图形分形维数MATLAB算法研究

对粗集料表面纹理曲线采用MATLAB平台编程计算备轮廓线的分形维数，根据实测结果确认采用计盒维数法可靠并可行。粗集料表面纹理维数越大，则粗糙程度越复杂，因此为面层石料的优选提供了新的方法和指标。     

沥青路面纹理特征细观结构数值分析

为了研究沥青路面纹理特征对路表细观结构力学稳定性的影响,应用有限元软件建立沥青路面路表细观结构有限元模型,分析了骨料出露高度、骨料出露形状、骨料表面粗糙度对沥青路表细观结构应力状态的影响作用。研究结果表明,骨料出露高度是影响沥青路表细观结构受力状态的主要因素,在满足抗滑性能的前提下将骨料出露高度控制在2mm范围内对于减小沥青路表因强度不足而产生的破坏具有重要作用;骨料出露形状越对称,对于沥青路表结构受力越有利,采用形状对称的面层骨料可以增强路面结构使用性能;通过增大骨料表面粗糙度的方式提高路面抗滑性能不会降低沥青路面细观结构力学稳定性。路表纹理特征细观结构数值分析结果对于沥青路面表面纹理设计提供了一定的理论基础。     

改性乳化沥青稀浆封层在沥青路面养护中的应用

介绍了改性沥青稀浆封层施工工艺,为评价改性乳化沥青稀浆封层在沥青路面养护中的应用效果,对应用该技术前后沥青路面的横向力系数、渗水系数和平整度进行了检测分析,结果表明,改性乳化沥青稀浆封层能有效提高沥青路面的抗滑性能、抗渗性能和平整度。     

高速公路隧道路面抗滑措施比较研究

隧道路面抗滑能力与隧道事故发生率有直接的相关性,而且不同的路面铺装形式,其抗滑能力也不同。采用横向力系数检测车对纵向刻槽的水泥路面、沥青路面和横向刻槽水泥路面三种不同路面结构的隧道横向力系数进行检测,结果表明,具有纵向刻槽形式的水泥路面具有较好的抗滑性能,这说明对隧道内路面铺装水泥路面时采用纵向刻槽措施可以有效提高路面抗滑性能,减少隧道内交通事故的发生。     

多孔沥青混合料空隙特征与路用性能关系

以3种级配的OGFC-13马歇尔试件作为载体,运用X-CT技术和数字图像处理技术获取了不同类型混合料试件的内部空隙分布图像,采用分形理论研究了多孔沥青混合料的空隙分维特征,分析了空隙分维特征与混合料路用性能的关系。分析结果表明:多孔沥青混合料的劈裂强度随着空隙率的增加而减少,随着空隙轮廓分形维数的增大而增大;多孔沥青混合料的渗透系数随着空隙率的增加而增加,随着空隙轮廓分形维数的增大而减小。采用空隙轮廓分形维数可以很好地解释多孔沥青混合料孔隙率基本一致但路用性能差异较大的原因,可以用于分析多孔排水沥青混合料的空隙分布及其路用性能变化趋势。     

粗集料表面纹理的分形评定及沥青混合料性能试验

采用激光轮廓仪测量了7种不同粗集料的表面纹理曲线,应用结构函数法分析了粗集料表面纹理的分形特性,采用特征粗糙度综合表征了粗集料表面纹理的粗糙度、形状和坡度特性,并考察了特征粗糙度对沥青混合料性能的影响。分析结果表明:粗集料表面纹理在一定范围内具有分形特性,其特征粗糙度与沥青混合料动稳定度和冻融劈裂强度比具有显著的线性相关性;随粗集料表面纹理特征粗糙度的增加,沥青混合料高温抗变形能力、抗水损害能力和低温抗裂性能逐渐增强。     

沥青路面抗滑恢复技术研究

针对沥青路面抗滑性能的影响因素,从沥青混合料设计的角度,分析了不同类型的集料和混合料级配对路面抗滑性能指标BPN和DF₆₀的影响,分析了OGFC-13沥青混合料的抗滑性能及其衰减规律。研究结果表明：(1)沥青混合料的纹理特征、干湿状态对其抗滑性能影响显著;(2)为保证沥青路面的抗滑性能,应优先选取耐磨性较好的集料,沥青混合料级配类型选取骨架密实结构;(3)OGFC-13沥青混合料类型路表抗滑性能表现良好,能够有效提高行车的安全性能。     

基于分形方法的沥青混合料抗剪性能研究

分形是研究自然界中大量存在的统计自相似特征的新的理论工具,在描述和评价一些具有层次连续性、不规则性或随机性等特征的现象方面表现出很强的功能。不同级配曲线走向决定沥青混合料具有不同的抗剪性能。以AC-16Ⅰ混合料为例,在规范级配范围选取10种代表性走向,根据分形理论定量计算这10种级配的分形维数,通过三轴试验研究了集料不同分形维数对沥青混合料抗剪性能的影响规律,从抗剪强度的角度给出了丘陵区公路和平原区公路沥青混合料合理的分维值范围。