沥青性能与沥青组分的灰色关联分析

针对沥青性能受沥青组分影响呈现出不同规律性,致力于沥青四组分对沥青性能影响的研究。利用沥青四组分试验将不同沥青分离成化学性质相近、并与路用性能有一定联系的4个组分,对不同沥青的针入度、软化点、延度、粘度、流变学性能等性能指标进行测试;采用灰色关联分析方法,计算沥青组分与沥青性能(针入度、软化点、延度、粘度、流变学性能)的关联系数,从而定量得出沥青四组分对沥青性能的影响。研究结果表明:胶质对沥青高温性能的影响最大,芳香分对沥青低温性能影响较大;沥青质对沥青老化前后粘度变化影响最大,胶质次之,饱和分、芳香分对粘度影响较小;可为通过对不同沥青组分的对比以预测沥青高低温性能提供参考,该结论与通过调和法所测沥青性能与沥青四组分的关联性相吻合。     

基于数字图像技术的沥青混合料反射裂纹扩展行为

为了研究不同加载模式下的沥青混合料反射裂纹扩展行为,对复合小梁试件进行复合型和弯拉型破坏荷载试验以及不同应力比状态的疲劳试验,并基于数字图像相关技术(digital image correlation, DIC)观测反射裂纹萌生至扩展全过程,从裂纹宽度、裂纹扩展路径、裂纹扩展高度及疲劳反射裂纹扩展速率深入分析其扩展行为。结果表明：沥青混合料反射裂纹扩展行为经历微裂纹萌生、微裂纹发展阶段、微裂纹向宏观裂缝转变、宏观裂缝快速发展4个阶段。反射裂纹扩展由主裂纹扩展以及次裂纹扩展构成,且次裂纹扩展速率高于主裂纹。采用logistic函数对混合料疲劳反射裂纹扩展量进行拟合是可靠的。研究成果对于完善沥青路面设计及其耐久性评价具有重要意义。     

基于数字图像关联技术的沥青应变计测量准确度比对方法

提出一种基于DIC(digital image correlation)技术的沥青混合料表面平均应变测量方法,以之作为基准比对不同种类沥青应变计的测量准确度.首先基于DIC技术实现试件表面亚像素级位移场识别,进而研发基于二次曲线拟合的沥青混合料平均应变基准值算法.校准该算法后比对两种常用应变计的测量准确度.研究结果表明,有不低于95%的置信度认定DIC法测量应变误差小于12×10~(-6),通过比较应变计测量结果与DIC法平均应变基准值之间的差异,能够比对不同应变计测量准确度优劣.此外研究结果也证实,荷载模式对测量准确度具有影响,移除塑性应变或建立校准方程校准应变计测量结果均能够提高应变计测量准确度.     

基于CT技术和有限元方法的沥青混合料虚拟劈裂试验研究

为弄清劈裂荷载条件下,沥青混合料试件内部的应力分布状态,基于X-ray CT技术、数字图像处理技术和有限元方法建立二维非均质数值模型,分析通过试件中心的垂直方向与水平方向路径条件下不同位置截面的内部应力分布情况,并与均质模型内部应力进行比较.结果表明,与均质模型不同,不同位置截面的非均质模型内部应力峰值没有出现在模型中心处,而是分布在试件中部呈现多峰值状态且较好地反应各个组分的力学行为;在分析路径上,不同位置截面的非均质模型应力分布趋势相同,但应力峰值出现的位置以及应力最大值均存在差异,说明试验截面的选取对二维虚拟试验结果影响较大.     

基于集料接触特性的沥青混合料抗车辙性能评价

基于数字图像技术对沥青混合料的粗集料接触点数与集料倾角进行了分析,采用沥青路面分析仪评价了添加不同沥青的AC-13F、AC-13C与SMA-13混合料的抗车辙性能,并以粗集料初始接触点数以及沥青软化点为变量建立了车辙深度预估模型,定义了用于级配选择的混合料最佳接触点数以及最小接触点数.结果表明:混合料的高温稳定性可以采用粗集料接触数量以及倾角变化量进行评价,沥青性能主要影响接触点与倾角的变化量;将接触点数量引入混合料的设计中作为级配选择的参考,可提高沥青混合料的抗车辙性能.     

沥青混合料材料结构数字图像技术的基本方法

利用数字图像技术获取沥青混合料内部结构组成,分析体积参数,进而完成沥青混合料的计算机辅助设计的研究已成为沥青路面技术领域的热点.文中重点介绍了笔者及所在团队基于二维数字图像技术的沥青混合料体积组成的统计学研究、沥青混合料数字图像技术中差异性物质的辨识方法、基于数字图像处理技术的粗集料形态特征的提取和沥青混合料内部结构组成的三维图像重构及虚拟力学试验等方面的研究进展.同时介绍了这些研究成果在工业中应用的实例.     

影响沥青混凝土水稳定性的灰关联熵分析

影响沥青混合料水稳定性的因素有沥青、矿料的性质、混合料的配合比、施工条件、环境因素等。为了分析这些影响因素显著性,采用改进的灰关联熵分析法,分析了影响沥青混凝土水稳定性的因素。结果表明:这种方法克服了一般灰关联度分析方法的不足,灰熵关联度大小不受分辨系数的影响;影响沥青混合料的水稳定性的主要因素为沥青的酸值和沥青的粘度,以及石料的碱值和石料的比表面积。     

基于数字图像处理技术的沥青混合料运动特性

为了分析沥青混合料在碾压成型过程中分布不均匀的原因,利用数字图像处理软件,分别处理AC-13型沥青混合料振动每30s的试件剖面,进而得到13.20mm、9.50mm、4.75mm、2.36mm这4档集料随时间变化的分布情况。研究结果表明:在AC-13型沥青混合料碾压成型过程中,13.20mm集料的运动趋势随时间变化最为明显,在水平和竖直方向均做上下左右的往复运动,且整体运动幅度较大,对沥青混合料的均匀性影响最大;9.50mm的集料随时间变化的运动趋势较缓和,整体运动方向与13.20mm集料大体一致,对沥青混合料的均匀性有影响;相比以上2档集料,4.75mm档和2.36mm档集料随时间变化的运动趋势都不是很明显,它们的重心基本上都集中在剖面的中心位置,说明这2档集料整体上分布的较为均匀,对沥青混合料的均匀性影响很小。     

数字图像技术评价混凝土粗集料结构的有效性分析

粗集料骨架结构对水泥混凝土性能有明显影响,但目前缺乏相应的粗集料结构评价指标与方法。利用数字图像处理技术,采集粗集料的表面数字图像,实测试件表面粗集料数目,并与理论表面数目和理论体积数目对比,分析数字图像技术评价嵌锁骨架结构粗集料结构状态的有效性。研究结果表明:利用数字图像技术实测得到的表面粗集料数目、计算得到的理论表面粗集料数目和理论体积粗集料数目均与集料质量比有良好线性关系,并且表面粗集料数目实测值与理论值差别很小;实测的表面粗集料数目可以有效地表征集料质量比所反映的不同粒径集料颗粒的组成及其分布特征。     

基于沥青混凝土道路施工技术研究

本文通过沥青混凝土道路的施工流程来简要分析其施工的技术。主要从施工准备、路基建设以及路面的铺设三大方面来综合性的论述。     

基于移动最小二乘拟合的数字图像相关应变测量

为了应用数字图像相关方法得到可靠的位移场,本文提出应用移动最小二乘法对含噪声的位移场进行拟合,进而得到可靠的应变场。对原有的十字搜索算法进行了改进,实验表明改进后的搜索算法效率更高。用数字模拟实验验证了程序计算正确性,并说明能够应用该方法得到可靠的应变。并进行了复合材料板拉伸试验,复合材料平板实验计算结果和应变电测法得到的结果进行了对比,实验表明两种测量方法得到的结果相吻合。     

用数字图像技术评价和测量沥青路表面构造深度

通过研究肉眼分辨物体表面不平度的特性和数字图像技术，开发了应用数字图像技术评价和测量沥青路表面构造深度的方法．该方法采用普通数码相机纪录道路表面构造特征．由图像的像素值分析得出路表面构造深度测量结果．与常规方法的比较表明，该方法精度高、操作简便、成本低廉，是一种有前途的路表面功能测试方法．     

用数字图像技术评价沥青路面的表面离析

为寻找适宜的路面施工工程质量控制方法,基于数字图像技术,开发了一套判别和评价沥青路面表面离析的方法．该方法包括：离析的判别、路面非离析的定义和路面离析程度的评价．平行试验结果表明,该方法可以满足路面工程质量评价的精度要求,同时具有成本低、易操作等优点,对提高沥青路面施工质量、延长使用寿命有帮助．     

沥青路面三向应变响应现场实测研究

沥青路面动态应变测试是掌握结构内部真实受力状态的有效手段。与单点单一方向应变测试方法不同,设计了沥青路面三向应变的测试方法,并给出了现场布设工艺;最后,进行了不同荷载条件下的动态应变现场实测结果的初步分析。结果表明,沥青路面现场三向应变测试提供的信息丰富,测试结果中能够看出沥青路面具有粘弹特性;不同荷载条件作用下,路面结构的应变响应具有显著的差别,基本随着车辆速度的增大而减小。最后,给出了沥青路面应变现场测试的建议及进一步的研究方向。     

基于数字相关法初始值优化的微悬臂梁弯曲变形与应变测量方法

提出了一种基于数字相关法初始值优化的微悬臂梁弯曲变形与应变测量方法.基于放大的微悬臂梁表面的纹理特征,在尺度空间内进行特征点的测量与匹配,在特征点处进行高阶的数字相关法计算以得到变形参数;将特征点处的变形参数进行二维插值运算以得到任意像素点处变形参数的初始值;采用牛顿拉普森迭代方法计算在特定网格点处的变形参数,进而得到网格点处的位移和应变.通过仿真变形图像的计算结果来确定数字相关法的设定参数,对实际的微悬臂梁变形图像进行应变场计算,并与有限元法的计算结果进行比较,以验证所提出方法的有效性.     

基于数字图像相关理论的非接触式 结构位移测量方法

为实现结构的位移及挠度测量,开展了基于数字图像相关算法的亚像素位移测量研究.采用改进初值的亚像素算法确定待测结构目标位置的基于像素的位移,利用相机标定方法将基于像素的位移转换为工程单位.在数字图像处理技术的基础上对编写的程序进行数值仿真试验,位移计算结果与理论值吻合良好,验证了该程序测量精度的可靠性.搭建视觉位移测量系统,为了验证该系统的有效性,对钢框架结构模型开展了视觉测量系统和激光位移计的对比试验;研究了相机与待测结构之间的距离对视觉测量系统精度的影响.利用该系统测量消防通道桥梁的跨中挠度,结果表明,视觉测量系统具备非接触、低成本和便于实施远距离测量等优势,可实现以毫米级精度进行结构位移测量.该测量方法在工程结构变形测量中具有较好的应用前景.     

基于数字图像相关理论的非接触式结构位移测量方法

为实现结构的位移及挠度测量,开展了基于数字图像相关算法的亚像素位移测量研究.采用改进初值的亚像素算法确定待测结构目标位置的基于像素的位移,利用相机标定方法将基于像素的位移转换为工程单位.在数字图像处理技术的基础上对编写的程序进行数值仿真试验,位移计算结果与理论值吻合良好,验证了该程序测量精度的可靠性.搭建视觉位移测量系统,为了验证该系统的有效性,对钢框架结构模型开展了视觉测量系统和激光位移计的对比试验;研究了相机与待测结构之间的距离对视觉测量系统精度的影响.利用该系统测量消防通道桥梁的跨中挠度,结果表明,视觉测量系统具备非接触、低成本和便于实施远距离测量等优势,可实现以毫米级精度进行结构位移测量.该测量方法在工程结构变形测量中具有较好的应用前景.     

激光路面平整度检测系统

为提高路面平整度检测水平，提出了基于基准传递原理的路面平整度检测方法，给出了采用5个激光位移传感器检测路面纵断面相对标高的计算公式，在不同等级路面上与精密水准仪测量方法进行了对比试验。结果表明，依据基准传递原理的路面平整度激光检测系统不受检测速度限制，可给出被测道路的纵断面曲线和国际平整度指数（IRI）。     

基于数字图像处理技术的沥青混合料均匀性评价

利用数字图像处理技术,获得试件截面图像,使用彩色石料区分粗、细集料,并根据彩色阈值分割图像,可直接提取粗集料。选取6种典型的沥青混合料级配,通过对试件截面的X、Y方向扫描,得到粗集料的分布状态;采用颗粒面积比的变异性作为评价指标,能够定量评价沥青混合料的均匀性。     

基于数字图像处理技术的沥青混合料车辙机理分析

对沥青路面车辙问题的研究一直是道路工程领域关注的热点之一。文章应用数字图像处理技术,分别对AC-13C沥青混合料试件的APA车辙试验前、加载500次、1000次、2000次、4000次和6000次时的截面图像中粗颗粒的运动轨迹做出分析。结果表明：应用数字图像处理技术能够观测粗颗粒的运动情况,通过定义转角和位移量L,以及 和两个统计量能够描述车辙试验过程中各个加载阶段粗颗粒的复杂运动过程并将其量化。