摘要：为了量化路表纹理的多尺度特征,厘清路表纹理的演化行为,概述了路表纹理尺度特征及其影响,总结了多尺度表征的数学理论方法,分析了表面纹理演化机理及磨光演化模型。结果表明:不同尺度的路表纹理影响着安全、环境、经济等方面。路表纹理在结构特性上具有统计几何、频谱及自仿相似特征。在路表纹理形成期,材料、级配及施工等决定了表面纹理水平,而在劣化期主要受到表面雨雪冰霜、沉积污染物以及荷载磨光等因素影响。解析胎-路接触应力是预测路表纹理磨光演化行为的有效途径。未来研究有必要研究纹理尺度之间的相关性、表面纹理与内部结构的映射关系、碳排放的量化关系以及接触状态理论力学等问题,从而为材料力学设计、快速检测评价及智能养护提供理论和应用支持。

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。

摘要：交通量对在役路面抗滑性能衰减及纹理演化影响显著。为研究累积交通量对沥青路表纹理演化规律,采用激光轮廓测量仪采集各类型路面宏微观纹理,选择相应表征参数进行计算,并针对各纹理表征参数进行相关性分析,排除多重线性关系后,选取RMPD、Rsk、Rku以及RSBI作为评价路面抗滑性能指标;以课题组自主研发调试的轮胎-路面动态摩擦测试系统(tire-pavement dynamic friction analyzer,TDFA)为依托模拟不同交通量;利用TDFA进行磨耗试验,对不同交通量下路表纹理参数的演变。研究结果表明:纹理参数在交通磨耗作用下,重载交通出现区间越早,对沥青路面的磨损越严重;中后期出现重载交通则对沥青路面的抗滑性能影响相对较小。

摘要：为增强沥青路面在潮湿状态下的抗滑性能,提升车辆行驶安全性,本研究旨在设计一种薄层多孔沥青路面。对薄层多孔沥青混合料OGFC-5开展级配设计,并明确其油石比。通过浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验、车辙试验以及渗水试验,分别检验其水稳定性、高温稳定性以及排水性能。以SMA-13路面作对比,借助激光扫描获取两种路面的表面纹理并进行三维路表纹理重构。结果表明,OGFC-5的路用性能和排水性能均能满足规范要求,且OGFC-5具有较好的抗滑性能,其路表纹理表现更佳。OGFC-5型薄层多孔沥青混合料路面可以作为一种排水抗滑性能的路面选择。

摘要：为了研究沥青路面纹理特征对路表细观结构力学稳定性的影响,应用有限元软件建立沥青路面路表细观结构有限元模型,分析了骨料出露高度、骨料出露形状、骨料表面粗糙度对沥青路表细观结构应力状态的影响作用。研究结果表明,骨料出露高度是影响沥青路表细观结构受力状态的主要因素,在满足抗滑性能的前提下将骨料出露高度控制在2 mm范围内对于减小沥青路表因强度不足而产生的破坏具有重要作用;骨料出露形状越对称,对于沥青路表结构受力越有利,采用形状对称的面层骨料可以增强路面结构使用性能;通过增大骨料表面粗糙度的方式提高路面抗滑性能不会降低沥青路面细观结构力学稳定性。路表纹理特征细观结构数值分析结果对于沥青路面表面纹理设计提供了一定的理论基础。