粗细集料磨光值对沥青路面长期抗滑的影响

良好的路面抗滑性能是车辆安全行驶的重要保障,而集料品质是影响沥青路面抗滑性能的重要因素之一。集料的耐磨光性能直接决定路面抗滑性能的衰变规律和抗滑终值。因此,集料磨光值的表征和评价对沥青路面全寿命周期抗滑性能的研究具有重要意义。为充分明确粗、细集料对沥青路面长期抗滑性能的影响,引入了3种新的试验方法：①使用Wehner/Schulze (W/S)加速磨光试验对不同种类粗、细集料的磨光值进行评价;②使用自主研发的轮式加速磨光机对9组试样进行加速磨光试验;③使用W/S试验仪抗滑测试机体在速度为60 km·h^-1和水膜覆盖条件下测量试件磨光后的动摩擦因数。结果表明：①集料矿物成分是决定磨光值的重要因素,且磨光值越高沥青路面的长期抗滑性能越好;②密级配沥青路面细集料对路面长期抗滑性能的影响比粗集料更大;③W/S加速磨光试验不仅较Polished Stone Value (PSV)试验结果精度更高,还能评价细集料的抗磨光值;④不同抗滑检测设备与试验方法间具有较大的差异性,轮式加速磨光试验能对试件的全磨耗周期行为进行表征,W/S抗滑检测则可在高速动态旋转和水膜覆盖条件下进行检测(且不受人为操作影响和可重复性高),二者的工况模拟和工作原理具有较强的科学性与可靠性。未来工程应用中,应尽量提高细集料的磨光值,以进一步提高路面抗滑性能;同时,如需精确地表征集料磨光值差异性与路面抗滑性能之间的关系,建议使用W/S试验进行研究。     

基于激光扫描技术的粗集料纹理粗糙度评价

采用高精度激光位移传感器对不同粗集料的轮廓进行纹理测试,建立摩擦系数和磨光值之间的联系,揭示路面抗滑性能衰减过程中粗集料形貌变化特性。结果表明:辉绿岩与玄武岩集料表面分形维数值较高,花岗岩集料轮廓分维值最小;粗集料表面摩擦系数与表面轮廓分形维数值之间呈线性正相关关系;粗集料纹理随着磨损时间增加呈现单调衰减状态,路面磨耗层粗集料在条件允许下应优先考虑玄武岩与辉绿岩集料。     

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。      

基于矿物学角度评价道路的抗滑耐久性

为了研究道路表面抗滑性能,选取了由不同结构矿物所组成的4组花岗岩集料进行试验.将4组集料放置在试验板上,分别采用石英粉和石英砂作为磨光剂,运用德国亚琛工业大学研发的磨光试验机进行磨光试验.每阶段磨光之后,分别用英摆式摩擦系数测定仪(SRT)和动态摩擦试验机(PWS)测试这些试件表面的摩擦系数.通过比较试件表面的磨蚀情况,得出集料中矿物组成和晶体大小对磨光能力和集料摩擦系数抗衰减性能的影响.进而提出一种用来评价道路工程中集料的长期抗滑性能的新方法.     

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.     

沥青路面抗滑性能影响因素研究

为研究沥青路面抗滑性能，利用室内小型加速加载设备对3种集料类型、3种级配组成的沥青混合料的抗滑指标BPN和构造深度的衰变规律进行研究，并通过温控箱模拟路表温度，分析了相同混合料在不同温度下BPN值的差异。结果表明：1)集料类型显著影响沥青路面的抗滑性能及衰变趋势，若集料的磨光值越大，磨耗值和压碎值越小，则沥青混合料BPN值衰减速率越小，衰减终值越大；2)沥青混合料级配对构造深度的初值和终值均有较明显影响，级配稳定程度决定了BPN值的衰减幅度和衰减速率；3)温度影响着沥青混合料的材料性能，若温度升高，则使材料性能降低、混合料BPN值呈下降趋势。由此可知，沥青路面抗滑性能受多方面因素的影响，在改善其性能时须考虑相关因素的耦合作用。     

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。     

基于差异磨光的沥青路面抗滑性能研究进展

为保证道路行车安全,沥青路面上面层一般要求采用具有优异抗磨光和抗磨耗性能的集料.但随着中国公路建设速度的提升及优质石料资源的不断消耗,利用优劣集料间的差异磨光特点铺筑高抗滑沥青路面表层的理念逐渐引发关注.该文概述了路表常用粗集料的材料特性及复配沥青混合料的组成设计,介绍了不同天然集料、固体废物、人造集料复配沥青混合料的抗滑性能,分析了差异磨光的原理与磨光检测设备,剖析了现有研究存在的问题,并进行了展望.     

粗集料磨光值试验存在的问题和解决方法

粗集料磨光值是衡量路面抗滑能力的关键性指标,又是决定一种集料能否用于沥青路面表面层的重要的决定性指标,因此粗集料的磨光值指标是高等级公路路面用料必检项目之一。但由于该项指标的检测有一定的难度,试验过程复杂烦琐,不容易把握,对试验结果整体质量和工作效率影响较大。文中分析了影响检测结果的关键性因素,并提出了有效的解决方法。     

排水性沥青路面技术的进步与发展

排水性沥青路面不同于开级配抗滑磨耗层,具有更为优越的功能。为获得较大的空隙率,以提高排水和降噪效果,减少堵塞,粗集料粒径由小粒径向大粒径发展,而空隙率与集料级配有关。为防止松散,提高适应重交通的能力,沥青结合料趋于更加黏稠,直投式高黏度沥青改性剂得到开发和应用。目前排水性沥青路面结构主要为单层,发展起来的双层结构更有利于防止堵塞。国内现已成功研发排水性路面养护机。在最新制订的地方性规范中,提出了以零剪切黏度代之以毛细管黏度计测试的黏度。