基于分段变维的沥青路表纹理磨光行为分析

作     者：周兴林 祝媛媛 冉茂平 肖神清 黄晓明 ZHOU Xing-lin;ZHU Yuan-yuan;RAN Mao-ping;XIAO Shen-qing;HUANG Xiao-ming

作者机构：武汉科技大学汽车与交通工程学院湖北武汉430070 哈尔滨工业大学交通科学与工程学院黑龙江哈尔滨150006 东南大学交通学院江苏南京210096 

基　　金：国家自然科学基金项目(51778509 51578430 51827812) 湖北省自然科学基金项目(2018CFB293) 湖北省教育厅项目(B2016011) 

出 版 物：《中国公路学报》 (China Journal of Highway and Transport)

年 卷 期：2019年第32卷第4期

页      码：187-195,242页

摘      要：为了多尺度表征沥青路表纹理磨光行为,揭示其表面纹理磨光演化机理,首先基于沥青表面纹理的自仿相似特性,引入高差自相关函数,将常维分形扩展至分段变维分形,建立了表面纹理分段变维评价模型。其次,分别选取高磨光值的玄武岩和低磨光值的石灰岩成型沥青混合料试件,对其进行岩相鉴定,借助平板磨光机进行室内加速磨光试验,测量了不同磨光状态下的动摩擦因数,同时采用三维激光扫描仪获取了表面纹理信息。最后分析了断面轮廓分段变维高差自相关特性,并与摩擦因数进行了对比分析。结果表明:路面在大尺度范围内有明显的分段变维特征,高差自相关函数可以多尺度量化沥青混合料表面微观至宏观纹理特征,2种路表宏微观纹理界限波长为0.4 mm左右;截止波长可以作为评价普通磨光和差异磨光的指标,其中水平截止波长表示路面平均微凸体尺寸,垂直截止波长表示骨料平均高度;随着磨光转数的增加,受2种磨光机制影响的试件(玄武岩)表面纹理的水平截止波长变化甚微,而受普通磨光机制作用的试件(石灰岩)表面纹理的水平与垂直截止波长均下降明显;在道路设计和施工过程中,选取矿物组成成分更多、粒径分布更广、矿物质间硬度相差较大的集料,更容易受到2种磨光机制的影响,从而有助于沥青路表保持足够的表面纹理水平,延缓路面抗滑性能衰减速率。

主 题 词：道路工程 磨光行为 分段变维分形 路表纹理 多尺度 

学科分类：1201[管理学-管理科学与工程类] 08[工学] 0813[工学-化工与制药类] 0802[工学-机械学] 0814[工学-地质类] 0801[工学-力学类] 0823[工学-农业工程类] 082301[082301] 

核心收录：

D　O　I：10.19721/j.cnki.1001-7372.2019.04.016

馆 藏 号：203670239...