沥青路表三维纹理构造与抗滑性能数值关系研究

发布时间：2020-04-22 13:53

【摘要】：我国道路基础设施发展越来越快,交通事故发生频率也越来越高。沥青路面的抗滑摩擦性能决定了路面的安全性能保障,沥青路面的表面三维纹理形貌特征与沥青路面的抗滑摩擦性能紧密相关。不同的矿料级配组成形成不同的路面表面的三维纹理结构。为研究不同的表面三维纹理构造参数与路面抗滑摩擦性能的关系,本文设计了两种不同的密集配沥青混合料AC-13和AC-16共八种级配设计方案,通过马歇尔试验确定不同级配的最佳沥青用量,然后室内成型标准车辙板试件,通过摆式摩擦仪和手工铺砂法评价沥青路面表面的抗滑摩擦性能。根据分形几何理论,推导出集料级配的分形维数计算过程,用以表征路面纹理的构造特征。分析结果表明:(1)对于密集配沥青混合料AC-13及AC-16级配设计,各筛孔通过率具有严格的大小关系时,各筛孔通过率值越大,抗滑性能指标构造深度和摆值越小,反之亦然;(2)沥青路面抗滑性能指标摆值BPN及构造深度TD与集料分形维数D成负相关,摆值BPN与分形维数D成强相关关系,构造深度TD与分形维数成中等程度相关关系。文章采用基于三维激光传感器的三维纹理测量系统扫描车辙板试件,获取车辙板表面三维纹理数据,通过MATLAB软件处理扫描数据,利用高斯滤波方法数据进行滤波,然后构造沥青路面纹理三维纹理模型,通过重构模型与原始车辙板表面纹理对比发现:重构模型可以很好的表征路面表面纹理构造,为三维纹理数据的提取提供有力的保障。文章根据路面三维纹理数据提取路表特征参数,分析其与路面抗滑摩擦性能的关系,通过定义轮胎与路面间有效接触面积比的概念,分析沥青路面三维纹理构造深度与轮胎路面间的有效接触面积比之间存在的关系。结果表明:(1)路面三维纹理参数Ra、Rq、MTD及MPD与路面构造深度TD和摆值BPN分别具有线性相关关系,说明了利用该检测方法提取的三维纹理构造参数可以作为路面抗滑性能评价指标的合理性和可行性;(2)通过不同有效接触面积比下的构造深度的不同,为轮胎与路面间的抗滑性能提供参考依据;(3)对于相同有效接触面积比条件下,AC-16较AC-13沥青混合料需要嵌入路面纹理的构造深度较大。
【图文】：

技术路线图

车辙板试件
【学位授予单位】：新疆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U416.217

【参考文献】

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2 宋永朝;闫功喜;隋永芹;黎富春;;基于数字图像处理技术的沥青路面表面纹理构造分布[J];中南大学学报(自然科学版);2014年11期

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本文编号：2636588