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沥青混合料石料生产线骨料级配进行的优化

12/01/03  浏览:

    随着近年来我国高速公路的飞速发展,沥青路面得到了广泛的应用,但是沥青路面取得量的飞跃的同时,在质的问题上还存在很大的隐患,特别是耐久性不足和早期破坏等问题。产生这些问题的主要原因除了施工水平的限制、交通量快速增长等外还有就是石料生产线骨料级配不良,因此我们要对沥青混合料石料生产线骨料级配进行优化,进而获得较高的混合料性能。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。沥青路面从原材料选择、级配设计直至成型,在诸多体积和性能形态方面都表现出统计自相似性,传统的经验指标很难准确的描述和评价,因此可以借助于分形理论进行定量分析。
    近几年来,石料生产线骨料离析逐渐成为许多研究普遍关注的问题。然而,采用什么方法以及选择哪些指标来定量评价石料生产线骨料离析并未得到很好的解决。同时,不同程度的离析对沥青混合料力学性质究竟会产生何种影响也成为石料生产线骨料离析研究急待解决的问题。
    通过室内试验模拟不同程度的石料生产线骨料离析,初步确定采用比表面积、沥青含量以及孔隙率等参数作为定量评价石料生产线骨料离析的指标。 通过对不同离析等级下沥青混合料的粘结力、内摩擦角、马歇尔稳定度、回弹模量、动稳定度、马歇尔残留稳定度、低温破坏应变等力学性能的试验研究,并基于沥青混合料强度形成机理,分析了石料生产线骨料离析对沥青混合料力学性能的影响,验证了石料生产线骨料离析评价指标和等级分类的合理性,并分析了不同程度离析可能导致的路面破坏形式。
    最后,运用结构可靠度理论,根据离析等级的分类及试验结果,对不同等级离析条件下沥青路面结构的可靠度进行了计算,分析了石料生产线骨料离析对沥青路面设计可靠度的影响。
    沥青混合料包括了石料生产线骨料、沥青胶浆和空隙三个组成部分。石料生产线骨料接近于白色,沥青胶浆为深灰色,空隙趋于黑色。混合料各组分具有良好的色彩对比度,故将沥青混合料转换成图像时,能够很好地反映混合料的细观结构。考虑到主要研究的是石料生产线骨料的级配,同时沥青混合料中,空隙具有比例少、分散随机、体积小等特点,且与沥青胶浆都近于黑色,难于区分,因此,论文将空隙与沥青作为整体背景加以处理。在比较和分析了数字图像分析现有的理论和技术的基础上,从中选择了行之有效的方法,采用VB编制了针对沥青混合料图像的数字图像分析程序,在图象识别的基础上,提取石料生产线骨料颗粒的主要二维几何参数,如面积、周长、等效直径等。