密级配沥青混合料矿料分布分形特征

为了确定密级配沥青混合料矿料分形分维的适用条件,利用最小二乘法对矿料级配双对数坐标图进行线性拟合,得到矿料分布分形维数,在此基础上,按照定义的模糊分维对《公路沥青路面施工技术规范》中密级配沥青混合料矿料分形分布特征——分形维数和自相似性进行了判定。结果表明:沥青混合料矿料级配分布是一个模糊分形系统,不具有严格的自相似性,而是统计意义上的自相似;密级配沥青混合料矿料级配的分形维数在2.33～2.59范围内变化,且在同一尺度范围内,级配上限比级配下限具有更高的分维数;密级配沥青混合料矿料级配的分布具有较为显著的一重分形,只需一个分形维数就可以表征该级配的分形特征。     

沥青混合料矿料级配的计算

为了模型化和简便化地确定沥青混合料矿料级配的配合比,建立沥青混合料配料计算的超定线性数学方程组;根据最小二乘原理,结合工程的约束条件,应用最小平均误差方值作为沥青混合料配料的超定线性数学方程组解的判断依据,并利用Matlab编程计算出各种矿料的组合配比。工程应用表明,沥青混合料矿料的级配计算方法可以根据级配的目标值,较精确地计算沥青配料的配比,并给出误差限,满足沥青混合料的配料技术要求,实现了矿料级配计算的模型化和简便化。     

沥青混合料矿料滑移剪切变形特性

沥青混合料的变形是矿料颗粒滑移累积的外在表现。为了分析沥青混合料的矿料滑移剪切变形特性,开发了一种矿料滑移试验装置,采用不同级配的五种沥青混合料,在不同的试验条件下进行矿料滑移剪切变形试验。根据试验曲线,提出了矿料滑移破坏荷载(Fs)、矿料滑移破坏变形(Ds)、矿料滑移模数(M)和矿料滑移能量指数(SEI)等评价参数,分析了评价参数与车辙变形之间的关系,讨论了试验温度和沥青含量对沥青混合料抗滑移变形性能的影响。结果表明,Fs对于较大公称最大粒径的混合料存在局限性;随着温度的升高,五种沥青混合料的矿料滑移能量指数(SEI)与温度呈乘幂关系衰减,相关系数R2均大于0.89;对于不同的混合料,四个评价参数与车辙深度(RD)的相关性排序为:SEIFsMDs,推荐SEI作为沥青混合料矿料滑移剪切变形的评价参数。对于AC-13b混合料,随着沥青含量的增加,40℃和60℃的SEI均先减小后增大,均在最佳油石比4.5%附近达到峰值519.2和492.6,即当沥青用量接近最佳沥青含量时,矿料骨架效应和沥青粘结性可以达到较高的水平,沥青混合料具有最大的矿料滑移剪切稳定性。     

一种基于图像的沥青混合料矿料级配检测方法

通过对沥青混合料数字图像进行对比度拉伸、中值滤波、阈值分割、二值形态学运算以及颗粒分析,得到了各个集料颗粒的面积、周长、外接矩形和等效椭圆等特征参数,进一步对各参数进行统计分析,得到颗粒分析汇总数据,然后对分析汇总数据进行误差补偿,得到沥青混合料的矿料级配组成并绘制级配曲线。结果表明:数字图像处理技术在沥青混合料矿料级配检测中具有检测效率高的优点;对比度拉伸以及中值滤波等运算可以消除图像采集过程中的瑕疵,使图像更有利于后续处理;基于图像的颗粒分析数据具有较好的相关性,通过差分修正可以得到与设计级配比较接近的检测结果;利用图像处理技术检测沥青混合料矿料级配是可行的,可以作为筛分方法的有效替代。     

矿料级配对沥青混合料低温性能的影响

为了研究级配对沥青混合料低温性能的影响，探讨沥青混合料低温性能评价方法，借鉴SHRP和贝雷法级配初拟几种级配，对其低温性能进行了试验研究和比较，并推荐了低温性能好的级配。在分析沥青路面低温开裂机理和分析试验结果的基础上，提出了沥青混合料低温性能的合理评价方法，认为沥青混合料低温收缩性和低温柔性是反映沥青路面低温抗裂性能的2个方面，小的收缩性和高的低温柔性使沥青混合料具有较高的抗低温开裂的潜能；应综合收缩系数和低温破坏应变2个指标评价沥青混合料低温性能。     

加铺层沥青混合料矿料级配的设计

根据广东省颁布的《广东省路面典型结构图谱及说明》的要求,结合增城市荔三公路旧水泥路面加铺沥青面层的工程实践,依据适应于广东省的级配范围基础下,介绍了旧水泥路面加铺的上下两层沥青混凝土面层相应的矿料级配设计。     

矿料级配对沥青混合料路用性能的影响

分析了目前国内常用矿料级配的组成及力学特点，提出了一种新的折断级配，并对各种级配混合料的路用性能进行了全面对比分析。结果表明，级配是影响沥青混合料路用性能的重要因素。     

矿料接触状况对沥青混合料变形稳定性的影响

为了分析矿料接触对沥青混合料变形特性的影响,采用计算机断层扫描系统(CT)的图像分析和数据统计得出集料接触指数(ACI)表征粗集料的接触特性。采用开发的矿料滑移试验装置,对5种不同级配的沥青混合料进行不同条件的矿料滑移试验,探讨了矿料接触指数(ACI)与矿料滑移能量指数(SEI)之间的关系,分析了矿料—沥青综合效应以及矿料级配对沥青混合料变形特性的影响。结果表明:矿料滑移能量指数(SEI)和集料接触指标(ACI)有较好的相关性。在60℃条件下,SEI与矿料—沥青综合作用参数ACI*VFA的相关性最好,而且随着ACI*VFA的增大,沥青混合料变形稳定性的增长率最大。在高温区间(大于50℃),SEI与ACI/VFA呈现良好的线性关系,温度越高,矿料接触特性对混合料稳定性的贡献越大,但随着温度的升高,沥青逐渐由粘结效应转变为润滑效应,SEI随ACI/VFA的增长率有所减小。由于矿料—沥青的综合作用,尽管公称最大粒径相同,在60℃条件下AC-13b混合料比AC-13a和AC-13c具有更好的稳定性。     

矿料间隙率对沥青混合料高温稳定性影响的研究

近年来公路路面产生了许多高温稳定性问题,对沥青高温稳定性进行研究,能很好地解决这一问题。影响沥青高温稳定性的因素有许多,本文主要针对矿料间隙率对沥青混合料高温稳定性的影响展开讨论。     

沥青混合料集料分维数值和矿料间隙率的关系

利用分形理论这一研究工具对沥青混合料集料级配进行研究，建立沥青混合料集料级配分维数值与矿料间隙率的关系．对沥青玛蹄脂碎石混合料、多孔排水式沥青混合料、密级配沥青混合料进行试验研究，分别建立集料级配分维数值与矿料间隙率的关系，再分析、对比其他试验数据，得出矿料间隙率随着集料级配分维数值的增加先降低后增加、并在一定的范围内存在极小值的结论．此研究结论对沥青混合料设计级配的选择具有重要的指导意义．     

矿料分异处理对沥青混合料抗滑性能的影响

为了定量评价矿料分异处理对路面抗滑性能的改善效果,选择石灰岩和玄武岩2种抗磨性能差异较大的矿料做分异处理,建立了平均衰变速率(ADR)和平均波动幅度(AAF)2个指标,分别用来表征抗滑性能的衰减速率和波动剧烈程度.同时,基于ADR和AAF进一步定量分析了不同分异配比值对抗滑性能的影响.结果表明,分异化处理能够改善沥青路面的抗滑性能,加剧抗滑性能波动的剧烈程度,降低抗滑性能的衰变速率,延缓其衰变进程.但不同分异配比值对抗滑性能的影响截然不同,合理选择分异配比值,可以降低抗滑性能的衰减速率,生成新的纹理构造,从而显著地改善混合料的抗滑性能.     

泡沫沥青用量和矿料级配对混合料拌和用水量影响

为了研究泡沫沥青用量和矿料级配对泡沫沥青混合料所需合理拌和用水量的影响,设计了3种矿料级配组成OA1、OA2和OA3,通过变化4种沥青用量2％、3％、4％、5％（相对于矿料干重的百分比）,5种拌和用水量,即混合料最佳击实含水率（OMC）的60％、70％、80％、90％、100％,将各组合下制备成的泡沫沥青混合料成型试件,测定其间接拉伸强度和干密度．结果表明：不同的矿料级配、泡沫沥青用量和拌和用水量条件下制备的泡沫沥青混合料具有不同的间接拉伸强度和干密度．不同的矿料级配和不同的混合料拌和用水量存在最佳泡沫沥青用量3％．综合推荐出泡沫沥青混合料OA1、OA2和OA3适宜的拌和用水量范围分别为65％～80％OMC、70％～85％OMC和75％～85％OMC．通过试验路的铺筑观测发现,使用状况良好,验证了此研究结果是合理的．     

基于贝雷法沥青混合料矿料级配设计方法探究

本文通过单因素振实试验、捣实试验,以剩余空隙率最小值为目标函数,确定粗、细集料内部之间的最优组合,并借鉴贝雷法设计密度的概念确定了不同骨架稳定度下的粗、细集料之间的比例,从而从理论上提出了一种矿料级配设计方法.     

沥青混合料级配离析对矿料间隙率的影响分析

为了研究不同类型沥青混合料发生级配离析后体积特性的变化规律,针对三种常见类型沥青混合料设计了变异级配组,然后应用Hudson法分析了各级配组沥青混合料的矿料间隙率的变化规律,并通过试验验证了分析结果。研究发现不同类型沥青混合料具有不同的VMA中心级配。级配通过率的相同变化,会给不同级配沥青混合料带来不同程度的VMA及其相关性能的改变。因此对沥青路面混合料离析程度的控制,采用统一的通过率控制指标并不一定合适。     

沥青混合料疲劳损伤试验表征综述

针对沥青混合料疲劳损伤细观形态难以与宏观力学性能表征联系起来的现状,从损伤机理、表征模型及疲劳性能试验方法三方面综述了沥青混合料疲劳性能表征的发展现状、存在的问题,预测了其未来的发展方向。研究表明：由于沥青混合料是一种多相、多组分、多尺度的黏弹性材料,在评价其疲劳性能时,宏观的疲劳试验需要结合计算机断层扫描、数值模拟和数字图像相关技术等细观分析方法。沥青混合料疲劳性能试验方法目前应用最为广泛的是室内小型试件疲劳试验,由于不同试验方法中设置的试验条件各不相同,故其试验结果和性能参数呈现出显著的差异性。应重点研究沥青混合料抗疲劳开裂性能的细观结构损伤开裂形态与宏观性能表征的联系;改进现有疲劳试验方法的试验条件、开发先进的三维应力状态的加载设备,并增加试验的尺度以反映真实荷载环境下的疲劳性能;基于能量理论和黏弹性连续损伤揭示沥青混合料疲劳特性和历史荷载条件下的疲劳损伤规律。     

排水性沥青混合料体积参数特性

在贝雷法基础上,采用"预留空隙率"设计排水性沥青混合料的级配;通过调整"预留空隙率"、"粗集料体积之比"和"设计密度"3个参数,利用统计方法,研究了3个参数与排水性沥青混合料体积参数之间的关系;并采用粗集料骨架间障率(VCAratio)来评价排水性沥青混合料的骨架紧密程度。结果表明,贝雷法设计参数中预留空隙率和设计密度变化对排水性沥青混合料的体积参数有显著影响,而粗集料体积之比对其无显著影响;粗集料体积之比和设计密度对混合料骨架影响较大,预留空隙率对混合料骨架影响较小。     

沥青混合料粘弹塑性断裂参数研究

沥青混合料是一种典型的粘弹塑性材料，通过半圆弯拉试验，采用J积分和延迟开裂时间评价其延迟开裂性能；测得在不同荷载水平和不同试验温度条件下沥青混合料的延迟开裂时间以及不同试验温度下的断裂韧度，研究其裂缝起裂规律。研究结果表明，裂缝的起裂表现出明显的粘弹塑性特征，采用J积分理论和延迟开裂时间评价沥青混合料的断裂性能时，简单的流变本构关系依然适用。     

沥青与矿料附性及提高沥青与矿料粘附性的几种措施

1概述 沥青与集料的粘附性直接影响沥青路面的使用质量和耐久性.沥青以薄膜形式裹覆在干燥的石料表面后,如果遇水,大多数沥青容易被水所剥离.沥青裹覆矿料的抗剥性取决于沥青与集料的粘附性,它不仅与沥青的性质有密切关系,而且与矿料性质有关,沥青与矿料相互作用时,除分子力的作用,即物理吸附外,还有化学的作用,即化学吸附,而且后者可较前者强若干倍.     

沥青混合料图像阈值分割算法的实现

研究了沥青混合料数字图像自动检测分析系统中的图像分割算法,给出了各种阈值的选取方法;并结合沥青混合料数字图像灰度直方图的双峰特征,分析比较了采用平均灰度法、状态法、迭代法、基于最小误差理论法以及基于最大方差理论的阈值分割法的不同处理结果,选用基于最大方差理论的方法对其进行分割处理.结果表明,该处理方法对沥青混合料自动检测系统测量精度的提高起着重要的作用.     

沥青混合料图像矢量化建模的改进方法

针对沥青混合料数字图像矢量化建模问题,提出采用拆分合并强度方法对沥青混合料轮廓曲线进行多边形近似,并以均方根误差作为迭代计算收敛判据.采用自编程序完成了多边形迭代逼近计算.与现有的矢量化方法相比,本方法避免了多边形近似中对尺寸的依赖效应,对于构建多尺度的沥青混合料模型具有更好的稳定性,有效地减小了分析模型的规模.