基于图像技术的大空隙沥青混合料空隙特征与路用性能关系

以3种级配的PAC-13和PAC-16混合料马歇尔试件作为载体,运用cosmos图像处理技术获取了混合料试件的内部有效空隙分布,分析了有效空隙分布特征与混合料路用性能的关系。结果表明:有效空隙图像可以定性描述大空隙沥青混合料的连通情况和分布特性,相同检测面积内最大骨料粒径越大形成的有效空隙(面积)越大,有效空隙率分布范围为6.5%～12.8%;大空隙沥青混合料的强度和马歇尔稳定度都随着空隙率或面积率的增加而减少;大空隙沥青混合料的渗透系数随着空隙率或面积率的增大而增大;有效空隙面积(面积率)与大空隙沥青混合料空隙率具有一致性,可以用于分析大空隙沥青混合料的有效空隙分布及其路用性能变化趋势。     

细观空隙特征对透水沥青面层去除径流中Pb~(2+)的影响机制研究

为探究多孔沥青混合料空隙结构特性对透水沥青路面去除路面径流重金属的影响机制,于细观尺度下,选用等效直径、空隙数量、面空隙率、单位比表面积和分形维数作为特征参数;采用室内人工模拟降雨试验,研究两种目标空隙率下,细观空隙特征对透水沥青面层去除径流中Pb~(2+)的影响机制。结果表明:面空隙率、比表面积、空隙体积、分形维数与多孔沥青混合料去除Pb~(2+)的能力呈正相关关系,参数值越大、混合料对Pb~(2+)的去除效果越好;等效直径与混合料去除Pb~(2+)的能力呈负相关关系,参数值越大、混合料对Pb~(2+)的去除效果越差;空隙数量则对沥青混合料去除Pb~(2+)的效果无显著影响。     

半柔性路面磷酸铵镁水泥灌浆料路用性能研究

半柔性路面是一种在大空隙沥青混合料(15%～30%)中灌注水泥基材料而形成的一种刚柔并济的路面形式。为了探究磷酸铵镁水泥作为灌浆材料制备的半柔性路面的路用性能,对不同空隙率的大空隙沥青混合料中灌注磷酸铵镁水泥灌浆材料,制备了不同空隙率的半柔性试件,并对其进行了水稳定性、低温抗裂性能以及高温抗车辙性能测试。试验结果表明：随着沥青混合料空隙率的增大,半柔性试件水稳定性及高温抗车辙性能提高,低温性能下降。     

泡沫沥青冷再生混合料空隙分布特征研究

文章采用CT扫描技术和数字图像处理技术获取泡沫沥青冷再生混合料细观空隙特征,分析空隙特征沿试件高度方向的分布规律,提出基于“级配”理论的空隙尺寸分布Weibull双参数模型。结果表明：随着细集料比例增加,再生料试件内部空隙率逐渐降低,空隙数量逐渐减少。同时,Weibull分布函数模型中的“尺度参数”λ减小,“形状参数”k增大,即空隙分布更均匀。试验结果可为泡沫沥青冷再生混合料空隙演化规律研究提供一定参考。     

透水沥青混合料透水特性及路用性能研究

对比并分析确定PAC-10和PAC-13透水性沥青混合料的空隙率及透水系数的检测方法,对透水沥青混合料的空隙分布特性及透水性能进行检测;并对混合料的高温性能、低温性能和水稳定性等路用性能进行研究。结果表明:PAC-13透水沥青混合料的有效空隙率百分比均显著大于PAC-10。透水沥青混合料透水系数与有效空隙率存在良好的指数关系,而与空隙率相关关系较小,采用有效空隙率指标能较好的反映透水沥青混合料的透水性能。随着粗集料增多,同种透水沥青混合料的高温性能增强,水稳定性和低温性能降低;PAC-10透水沥青混合料较PAC-13具有更好的水稳定性和低温性能,而高温性能相对较差。     

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。     

基于计算机图像处理技术的断级配沥青混合料三维空隙率计算

为了揭示断级配SAC-16沥青混合料中的空隙分布形态,采用CT设备对标准马歇尔击实与静压两种方法成型的SAC-16沥青混合料试件进行断层扫描。应用计算机图像处理系统Mimics对SAC-16的空隙CT值进行分析,确定其阈值上限为578HU,采用该阈值上限对空隙进行分离及三维重构,利用三维重构图像对空隙率进行计算,并将三维计算空隙率与表干法实测空隙率进行比较分析。结果表明,SAC-16试件边缘存在相互连通的大空隙,试件内部多为不连通且分布均匀的小空隙,马歇尔击实与静压成型试件的空隙率分别为4.5%和7.3%,三维图像计算值较表干法实测值更接近于真实空隙率,为断级配沥青混合料空隙率计算提供了有益参考。     

多因素对沥青混合料空隙率影响的正交试验分析

根据分形级配理论进行矿料级配设计,把粗级配分形维数D_c、细级配分形维数D_f、粗细级配用量比、油石比和压实次数作为沥青混合料空隙率影响因素,采用正交试验分析方法进行试验分析,找出其对沥青混合料空隙的影响程度和变化规律,为优化沥青混合料配合比设计提供依据。     

多孔沥青混合料排水性能研究与空隙率确定

多孔沥青路面在降雨等条件下的内部排水情况复杂,采用单一的横向或纵向的渗透系数,并不能说明多孔混合料的排水能力。通过模拟降雨试验,研究了多孔沥青路面的极限排水强度及其与目标空隙率和连通空隙率之间的关系。通过测量排水表层的最大瞬时降雨强度,可以更好地理解多孔沥青混合料的性能。结果表明,当空隙率从18%增大至25%时,试件排水能力提高了近3倍,目标空隙率与极限排水强度呈线性相关关系。对混合料进行路用性能检测发现,在冬冷区(年极端最低气温-21.5~-9.0℃)或冬温区(年极端最低气温＞-9.0℃),空隙率在20%~22%时符合规范要求;在冬寒区(年极端最低气温-37.0~ -21.5℃),空隙率为20%~21%时,性能符合相关规范要求。     

泡沫沥青稳定混合料压实特性的试验研究

降低泡沫沥青稳定混合料的压实空隙率可以有效地提高该类混合料耐久性.采用不同的成型工艺制备泡沫沥青混合料试件,分析成型方法、成型功以及试件处置方法对泡沫沥青混合料试件体积参数和强度特性的影响,探讨适宜泡沫沥青混合料的成型工艺.试验结果表明,大马歇尔试件成型工艺和增大压实功可以有效地降低泡沫沥青混合料试件的压实空隙率,旋转压实成型工艺不适于降低泡沫沥青混合料试件的空隙率,降低泡沫沥青混合料的空隙率可以显著提高该类混合料的水稳定性.     

不同空隙结构沥青混合料对路面径流污染的控制效能

为了明确透水路面控制路表径流非点源污染的功效,在明确路表径流污染主要评价指标基础上,从不同空隙结构沥青混合料的材料组成角度研究其控制路表径流污染的效能。试验结果表明,具有不同空隙结构的多孔沥青混合料对路表径流均具有一定的有机污染物和固体悬浮物的去除效果,去除效果与沥青混合料的空隙结构形成因素有关。在充分压实基础上通过级配设计所形成的不同空隙结构中,随着空隙率的降低,污染物去除效果越明显,兼顾透水与去污效果,推荐沥青混合料的有效空隙率为20％左右。     

基于空隙模型的大空隙沥青混合料设计

空隙率的大小对大空隙沥青混合料的渗透性及力学性能具有很大影响,透水铺面应根据用途选择合适的空隙率,在一定的水头（降雨强度）下利用空隙模型确定的目标空隙率进行混合料配合比设计．结果表明,空隙模型确定的目标空隙率可为混合料的配合比设计提供理论指导,提高了传统设计方法的工作效率和准确性．     

多孔沥青混合料的声学性能评价

多孔沥青混合料的吸声性能对降低轮胎/路面噪声有重要影响,为此采用驻波管按1/3倍频对多孔沥青混合料(PAC)、沥青玛蹄脂碎石(SMA-13)和密级配沥青混合料(AC-13)的吸声频谱进行了测试,研究分析了级配类型、空隙率、试件厚度及表面纹理构造对混合料吸声性能的影响.?试验结果表明:PAC混合料的空隙率较大,其吸声频谱...     

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。     

沥青混凝土路面空隙结构分析

从理论上对沥青路面空隙结构进行了分析,提出了均布系数、当量半径、连通率、曲折度等指标,辅以空隙率全面评定空隙结构特征。还分析了影响空隙结构特征的诸多影响因素。以OGFC混合料为例,计算并分析其空隙结构特征。为研究水在沥青路面空隙中的输送过程奠定基础,对沥青路面抗水损坏性能提高具有指导作用。     

Image analysis of aggregate, mastic and air void phases for asphalt mixture

The shape characterization and spatial distribution of aggregate,mastic and air void phases for asphalt mixture were analyzed.Three air void percentage asphalt mixtures,4%,7% and 8%,respectively,were cut into cross sections and polished.X-ray scanning microscope was used to capture aggregate,mastic,air void phase by the image.The average of polygon diameter was chosen as a threshold to determine which aggregates would be retained on a given sieve.The aggregate morphological image from scanned image was utilized by digital image processing method to calculate the gradation of aggregate and simulate the real gradation.Analysis result shows that the air void of asphalt mixture has influence on the correlation between calculation gradation and actual gradation.When comparing 4.75 mm sieve size of 4%,7% and 8% air void asphalt mixtures,7% air void asphalt mixture has 55% higher than actual size gradation,8% air void asphalt mixture has 8% higher than actual size gradation,and 4% air void asphalt mixture has 3.71% lower than actual size gradation.4% air void asphalt mixture has the best correlation between calculation gradation and actual gradation comparing to other specimens.The air void percentage of asphalt mixture has no obvious influence on the air void orientation,and three asphalt mixtures show the similar air orientation along the same direction.     

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。     

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。     

空隙率对沥青混合料性能影响

基于室内试验并以AC13为例,对空隙率与沥青饱和度和吸水率、沥青混合料力学性能(模量、劈裂强度,抗剪强度)、冻融劈裂强度(比)及疲劳寿命间关系展开研究.研究结果表明:空隙率影响沥青混合料性能,其间存在很好的相关性;随着沥青混合料的空隙率增大,沥青饱和度降低,吸水率增大;空隙率增大,沥青混合料力学性能(模量、劈裂强度、抗剪强度)降低;空隙率增大,沥青混合料冻融劈裂强度降低,冻融劈裂强度比减小,沥青混合料抗水损坏性能降低;随着空隙率增大,沥青混合料剪切疲劳寿命减少.