沥青混合料细观结构变化对路面抗滑性能的影响研究

发布时间：2017-09-24 22:33

  本文关键词：沥青混合料细观结构变化对路面抗滑性能的影响研究

  更多相关文章： 沥青路面 抗滑性能 CT扫描技术 数字图像处理 细观结构 加速加载试验

【摘要】：目前沥青路面已成为新建高速公路的主要路面形式,但许多沥青路面的抗滑性能往往下降较快,且达不到相关规范要求,为车辆的行驶安全埋下很大隐患,尤其是在车辆性能和行驶速度不断提升的背景下,许多交通事故成因与轮胎打滑密切相关。本文研究角度从沥青混合料结构的细观尺度出发,基于数字图像处理技术,针对混合料细观结构特性包括表面纹理几何特性与内部结构分布特性两方面,结合室内加速加载试验,分析在车轮荷载作用下细观结构的变化情况,以及与抗滑性能指标之间的相关性,研究细观结构的变化对路面抗滑性能的影响。通过工业CT扫描技术获取沥青路面芯样的断层CT图像,并进行数字图像处理:一方面提取出芯样表面轮廓;另一方面分离并识别混合料中各组成成分,空隙、沥青砂浆和集料。建立纹理参数(Profile Line-PL index)指标,用于表征路表纹理几何特征,研究结果表明,PL index与路面抗滑指标的相关性良好,随着车轮荷载作用的增加,PL index值减小。建立评价参数分析沥青芯样中空隙和沥青砂浆的分布特性,发现车轮荷载作用造成面层内部结构发生变动,空隙减少和底部沥青砂浆向上迁移,减小了路面构造深度以及减少路表纹理,使得路面抗滑性能下降。采用SMA-13和AC-13C两种级配类型的沥青混合料进行室内加速加载试验,测量抗滑性能指标并分析其与轮载作用次数间的变化关系。对不同轮载作用次数的沥青试件切面图像进行分析,采用纹理参数PL index和分布特征参数评价其细观结构变化情况。试验研究结果表明:PL index值随着轮载作用次数的增加而减小,与抗滑指标间有良好的相关性,可有效地表征路表纹理特征;轮载作用使得试件中沥青砂浆发生向上迁移,集料颗粒相对向下迁移,其趋势随着轮载作用次数的增加而越发显著;骨架型的SMA结构与悬浮型的AC结构表现出明显差异,骨架型沥青混合料在路面长期抗滑性能方面会表现更加优异。本研究从沥青混合料细观角度探讨了沥青路面抗滑性能衰减的机理,以及不同类型沥青混合料抗滑性能衰减的差异,相关结论对于提高沥青路面的抗滑性能和延长抗滑使用寿命具有重要的参考价值。
【关键词】：沥青路面 抗滑性能 CT扫描技术 数字图像处理 细观结构 加速加载试验
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U416.217
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 国内外研究概况11-18
• 1.2.1 研究发展历程11-12
• 1.2.2 沥青路面抗滑性能的变化机理研究12-18
• 1.3 研究内容18-20
• 第二章 基于数字图像的沥青路面抗滑性能评价20-31
• 2.1 沥青路面抗滑性能评价体系建立20
• 2.2 数字图像处理简介20-23
• 2.2.1 数字图像与数字图像处理20-21
• 2.2.2 数字图像获取方式21-23
• 2.3 沥青混合料数字图像处理23-30
• 2.3.1 图像预处理23-24
• 2.3.2 图像复原24
• 2.3.3 图像增强24-26
• 2.3.4 图像分割26-29
• 2.3.5 二值图像处理29-30
• 2.4 本章小结30-31
• 第三章 基于CT图像的沥青混合料细观结构特性分析31-54
• 3.1 依托项目概述31-32
• 3.2 沥青混合料表面纹理分析评价32-40
• 3.2.1 宏观纹理与微观纹理33
• 3.2.2 表面纹理的获取33-34
• 3.2.3 表面纹理参数的建立34-35
• 3.2.4 纹理参数评价分析35-40
• 3.3 沥青混合料内部结构分析评价40-52
• 3.3.1 空隙的分离识别41
• 3.3.2 空隙的分布特性分析41-46
• 3.3.3 沥青砂浆的分离识别46-47
• 3.3.4 沥青砂浆的分布特性分析47-52
• 3.4 本章小结52-54
• 第四章 基于加速加载试验的沥青路面抗滑性能评价54-71
• 4.1 室内加速加载试验系统54-55
• 4.2 试验设计与试验结果55-59
• 4.2.1 试验材料55-57
• 4.2.2 试验方法57-58
• 4.2.3 试验测量结果58-59
• 4.3 抗滑性能指标与轮载作用次数间变化关系的分析59-63
• 4.4 表面纹理与轮载作用次数间变化关系的分析63-67
• 4.5 沥青砂浆变化67-70
• 4.6 本章小结70-71
• 结论与展望71-74
• 主要结论71-73
• 展望73-74
• 参考文献74-79
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果79-80
• 致谢80-81
• 附件81

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本文编号：913856