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。     

含炭硅质岩在高速公路沥青路面表面层适用性研究

高速公路沥青路面表面层建设对石料的需求量巨大,对其性能要求也较为苛刻。含炭硅质岩尚无应用于高速公路沥青路面表面层的先例。文章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。研究结果表明含炭硅质岩虽然主要成分为二氧化硅,呈酸性,但与沥青具有良好的黏附性能,集料各项技术指标均能满足规范要求,且混合料各项路用性能(包括水稳定性)良好。因此含炭硅质岩应可作为高速公路沥青路面表面层用集料,而集料酸碱性并不成为适用性的决定性条件。文章研究成果为扩展高速公路沥青路面集料选取范围做了有益的探索,为相关道路工程的就近取材提供了理论依据。     

沥青混合料表面构造水平及分布特性测试方法

为了弥补现有沥青混合料表面构造测试方法的不足,运用数字图像处理技术及频谱分析理论,提出了新型沥青混合料表面构造水平及分布特性测试方法。首先,运用二维数字图像处理技术从沥青混合料断面扫描数字图像中识取出混合料二维表面构造线;然后依据频谱分析理论,提出了表征沥青混合料表面宏观、微观构造水平评价指标L_(TX,0.5-31.5)和L_(TX,0.13-0.5)及表面构造分布特性评价指标L_(TX,m)。同时基于MATLAB,Visual Studio及Install Shield编程平台,开发了沥青混合料二维表面构造水平及分布特性测试分析软件。最后,分别将该方法与传统路面表面宏观、微观构造水平及其分布特性测试方法进行了室内对比测试试验。研究结果表明:该新型沥青混合料表面构造水平及分布特性测试方法,与传统路面表面宏观、微观构造水平及其分布特性测试方法所测结果之间具有良好的相关性,可准确测得沥青混合料表面宏观、微观构造水平及其表面构造分布特性。     

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.     

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。     

橡胶沥青路面抗滑性能研究

通过铺砂法和摆式摩擦仪对两种用量的连续式混合的橡胶沥青、间歇式混合的橡胶沥青、基质沥青与间断级配、密级配组合得到的10种沥青混合料板的宏观纹理和微观纹理进行测量,研究了不同生产方式的橡胶沥青和矿料级配对沥青路面抗滑性的影响。结果表明:间断级配的沥青路面表面纹理比密级配沥青路面表面纹理构造要好;橡胶沥青路面比普通沥青路面的抗滑性好;橡胶沥青的加工方式对橡胶沥青路面的宏观纹理影响显著,对微观纹理影响不大。     

《中国公路学报》2004年(第17卷)总目次

·道路工程·软土地基上含反射裂缝沥青道路的动力响应分析王金昌 ,朱向荣 (1— 1)………………………………………多孔混凝土疲劳性能的研究郑木莲 ,王秉纲 ,胡长顺 (1— 7)……………………………………………………路基不均匀沉降对沥青路面受力变形影响的有限元分析邓卫东     

沥青混凝土路面表面形貌及抗滑性能的分形表达研究

为描述沥青混凝土路面的表面形貌及抗滑性能,通过图像处理技术提取沥青混凝土路面数字图像的灰度等值线进行分形分析,获得分形参数.结果表明:沥青混凝土路面具有显著的分形特性,分形维数越大沥青混凝土路面形貌越复杂;尺度参数越大,沥青混凝土路面构造纹理越粗大.提出一个结合了分形维数和尺度系数的粗糙度函数来描述沥青混凝土路面的表面形貌,可以同时描述沥青混凝土路面表面形貌的复杂程度和纹理构造.试验结果表明,沥青混凝土路面的抗滑性能与粗糙度函数值有良好的相关性,粗糙度函数值越大,抗滑性能越好.     

基于纹理分形特性的沥青路面抗滑性能研究综述

沥青路面纹理形貌是影响道路抗滑性能的重要因素,而路面纹理具有自相似分形特性,因此借助分形特性实现路面纹理量化,对研究路面纹理与抗滑性能之间的联系具有重要意义。从宏观和微观这2个层面总结了沥青混合料纹理和集料纹理的单重、多重分形特性相关研究;分析了分形理论在路面抗滑级配设计和抗滑集料筛选中的应用,总结了基于分形理论的多种抗滑级配设计模型,提出了基于分形理论的集料优选新思路;对比分析了分形理论与参数统计法、力学解析法及有限元模拟法在路面抗滑性能预测中的结合应用。研究结果表明:分形分析为路面纹理描述提供了新思路,但其分析方法仍未突破关键瓶颈,在模型精确性、标准化、系统性方面仍有一定限制;分形理论与抗滑级配设计和抗滑集料筛选的结合应用仍处于探索阶段,需进一步加强设计方法的合理性研究,验证其在实际工程中的适用性;横向对比各类基于纹理分形特性的抗滑预测模型性能,结果表明,有限元模拟预测模型在实际应用中能更准确地还原复杂条件下的胎-路接触状态,更具发展潜力。展望了基于纹理分形特性的沥青路面抗滑性能的未来研究方向,主要包括多尺度的纹理分形特征与抗滑性能的关联规律、实际工程分形参数判别标准,以及基于分形理论的智能抗滑预测体系构建。      

本期导读

以室内模拟试验为基础、剪切强度为评价指标,研究沥青混合料类型、乳化沥青洒布量、温度、乳化沥青种类等因素对沥青路面的黏结性能的影响……基于模拟试验的沥青路面层间黏结性能研究(田俊壮等,P1)从BIM技术的特点入手,分析了道路设计行业在BIM系统中扮演的角色,调查研究了BIM在道路设计行业的发展现状和面临的发展瓶颈,进而创造性地提出从焕发自身魅力和借助体制力量两方面突围的发展思路……道路BIM技术在设计领域的研     

纳米尺度沥青微观结构特征演化分析

为研究老化引起的沥青纳米尺度微观结构演化特征,建立微观结构演化特征与宏观尺度性能衰变之间的相关关系,分别选取实验室老化和现场老化回收的沥青样本为研究对象,利用原子力显微技术(AFM)和动态剪切流变试验(DSR),对沥青表面微观结构的演变特性和宏观性能的衰变规律进行了研究。研究结果表明:老化对沥青表面微观结构形貌有显著影响,未老化沥青和短期老化(RTFOT)沥青样本表面形貌中存在典型的"蜂相结构",长期老化(PAV)和铣刨料(RAP)中抽提回收的沥青样本其表面形貌仅呈现一些褶皱似的凸起和亮白色斑点;在纳米尺度,老化改变了沥青纳米级相态的空间分布特性,降低了相态之间表面高度差异,表面高度以及表面粗糙度指标可以量化这种空间分布的特征;宏观尺度上,沥青样本黏弹特性发生显著变化,复数剪切模量升高,相位角降低,这种流变响应可以表征老化引起的流变性能的演变。基于此,提出了沥青纳米级形貌特征和流变性能相关关系的量化表征模型。     

基于数字图像方法的沥青混合料离析的判定及标准

针对沥青混合料离析的问题,提出基于数字图像方法的沥青路面离析判定方法和离析标准;根据混合料的燃烧筛分结果和级配的分形维数,确定沥青混合料的级配离析程度及其与沥青路面构造深度的关系,建立采用沥青路面构造深度判定路面离析的标准。结果表明:图像法测得的构造深度与铺砂法大致一样,构造深度比1.05可作为沥青混合料离析的评定标准;离析标准的确立可快速、无损、准确地实现沥青路面离析判定。     

橡胶沥青混凝土路面在港区道路中的应用

针对港区道路的重载交通特性,进行橡胶沥青混合料室内单轴压缩试验、车辙试验及小梁弯曲试验。结果表明:橡胶沥青混合料的回弹模量、高温性能与SBS改性沥青混合料相当,但其疲劳性能最好,比基质沥青混合料高1倍多。将橡胶沥青混合料用于试验路段,结果表明:橡胶沥青路面的路表渗水系数、混合料压实度、构造深度以及表面抗滑系数都能够满足规范基本要求。基于试验,提出港区道路适用的路面结构形式为4 cm橡胶沥青AC-13+6 cm基质沥青AC-20。     

密实型沥青抗滑磨耗层的分析研究

选择目前工程中常用的AK型沥青混合料(代表密实型沥青混合料)作为研究对象。通过15条级配曲线,比较系统地分析研究了级配对AK16型沥青混合料的体积性能(空隙率)、表面特性(构造深度)和力学性能(动稳定度)的影响。试图通过分析研究探索级配组成对混合料性质的主要影响因素并寻求最佳的级配形式,以指导实际沥青路面工程的材料设计。     

《沥青路面施工及验收规范》简介(3)

三、沥青路面面层类型及施工本规范中沥青路面面层包括有:表面处治、贯入、上拌下贯、沥青碎石和沥青混凝土等五种类型,其施工仅适于使用道路石油沥青和软煤沥青。对使用其他种液体沥青材料,如渣油、乳化沥青等,其施工仍按照有关施工规范办理。 (一)沥青表面处治表面处治是在具有要求的基层或面层上,用沥青和矿料分层铺筑所形成的薄面层或磨耗层,其主要作用是保护基层或面层结构,不致遭受行车的破坏作用和自然因素的不良影响,以延长其使用年限和改善行车条     

基于PG的黑龙江省沥青路面气候分区与标准的研究

虽然现行规范已经具有了沥青路面气候分区,但实际上PG技术没有得到真正的应用。根据黑龙江省不同地区的气温与路面温度的观测数据,以美国Superpave中的PG技术为基础,对黑龙江省沥青路面PG分区与PG_(m-n)标准进行研究,以此为标准对黑龙江省道路沥青的高低温性能进行评价。研究内容包括:基于SHRP的黑龙江省沥青路面温度换算公式,黑龙江省沥青路面PG分区与PG_(m-n)标准,基于PG系列试验的黑龙江省道路沥青PG性能评定等。研究结果表明,黑龙江省道路沥青基本满足PG_(m-n)技术标准的高温性能要求,但均不满足PG_(m-n)技术标准的低温性能要求。在此基础上,通过对黑龙江省现有道路沥青进行复合改性,研发满足黑龙江省PG_(m-n)标准的道路沥青材料。与针入度系列指标相比,PG系列指标能够更合理地评价道路沥青的高低温性能。黑龙江省沥青路面PG分区与全国的沥青路面气候分区相结合,可以为黑龙江省道路沥青的选用提供具体的PG技术参数。研究认为,PG_(m-n)低温标准的不满足是黑龙江省沥青路面低温开裂的一个理论原因,研究结果对改善黑龙江省道路沥青的低温性能具有一定的理论与实用价值。     

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.     

塔河沥青及其改性沥青微观结构特征研究

采用原子力显微镜(AFM)分析了塔河沥青及其改性沥青机理，并对其表面粗糙度、黏结力、耗散能和弹性模量等微观力学指标进行研究，以此为基础建立了不同沥青AFM微观力学指标与高温指标的相关性。结果表明：沥青表面微观力学性能可以用来表征其老化过程中高温流变特性。掺加1%SBS对塔河基质沥青进行微改性后，其表面粗糙度增大，黏结力、耗散能明显提高，弹性模量与克拉玛依基质沥青基本相当；塔河沥青通过SBS/PPA复配改性后可在一定程度上提高塔河沥青的抗老化特性。研究结果为合理利用塔河原油资源提供了新的技术途径。     

基于微观形貌特征的沥青路面抗滑性能评价研究进展

介绍了沥青路面形貌对路面使用性能的影响，分析了微观形貌对路面抗滑性能影响原理，并分别对沥青路面微观形貌信息各种采集方法、微观形貌特征统计参数、图像处理技术与分形等在微观形貌特征描述中的应用、基于沥青路面微观形貌特征的摩擦系数预测与评价、沥青路面宏观纹理对路面水膜深度的影响等研究现状进行概述，建议开展沥青路面微观形貌图像三维恢复、沥青路面微观形貌特征分形描述、运用人工智能分析的方法对路面摩擦系数预测与评价等研究，并在沥青路面水流生成影响因素分析的基础上，开展路面水流过程建模与仿真方法研究。     

2005年《公路交通科技》总目录

道路工程期页沥青混合料级配曲线走向的分形研究……………陈国明谭忆秋王哲人张跃文1 1应用RLWT车辙仪评价沥青路面抗车辙性能………………………徐伟韩大建张肖宁1 5SMA高温稳定性和低温抗裂性与体积参数的相关性分析…………………赵可周卫峰魏如喜1 9TLA复合改性沥青混合料路用性能研究……………倪富健赖用满沈恒詹谦1 13不同类型SBS改性剂适用气候分区研究………………………袁万杰彭波陈忠达1 17含泥量对水泥稳定粒料干缩特性的影响………………………廖公云黄晓明傅智1 22基于优化遗传算法的冻土路基热物性参数反演………………