瀝青混合料是一種粘彈塑性多相非均質(zhì)材料,主要由粗集料、瀝青膠漿、砂漿和空隙等組成。瀝青混合料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不規(guī)則性以及不同成分的復(fù)雜力學(xué)性質(zhì)導(dǎo)致其內(nèi)部疲勞損傷的累積與發(fā)展的過(guò)程極為復(fù)雜。多尺度方法通過(guò)假設(shè)瀝青混合料為不同尺度上的簡(jiǎn)單材料的組合來(lái)簡(jiǎn)化其宏觀視角下復(fù)雜的材料組成情況。通過(guò)微小尺寸下材料的組成特性來(lái)解釋其宏觀力學(xué)性能演化規(guī)律。然而多尺度分析方法在瀝青混合料中的應(yīng)用方式并無(wú)定論,包括不同尺度的劃分準(zhǔn)則,不同尺度上材料的組分定義以及相關(guān)的試驗(yàn)方法較為模糊且無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)不同尺度上材料的空間結(jié)構(gòu)分布研究較少。因此,對(duì)瀝青路面材料的多尺度力學(xué)特性和結(jié)構(gòu)特征的表征與評(píng)價(jià)顯得尤為重要。首先,對(duì)瀝青混合料的膠漿,砂漿以及混合料尺度進(jìn)行劃分,并通過(guò)數(shù)字圖像分析方法獲取不同尺度材料的比表面積參數(shù),結(jié)合瀝青混合料內(nèi)部不同組成成分的體積,密度等物理參數(shù)進(jìn)行材料設(shè)計(jì)。同時(shí),根據(jù)不同尺度的材料特點(diǎn),基于空隙率控制,確定具有可重復(fù)性的不同尺度下瀝青混合料的室內(nèi)成型方法。其次,對(duì)不同尺度下的瀝青混合料細(xì)觀結(jié)構(gòu)分析方法進(jìn)行研究,利用激光衍射方法,電鏡掃描方法和光學(xué)成像方法,通過(guò)混合料的切割以及虛擬生成的方法,... 

【文章來(lái)源】：東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：187 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

-1（a）四點(diǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)；（b）單軸拉壓疲勞試驗(yàn)；（c）拉伸疲勞試驗(yàn)；（d）半圓彎曲疲勞試驗(yàn)

東南大學(xué)博士學(xué)位論文6(a)典型CT掃描成像圖片(b)典型CCD光學(xué)成像圖片圖1.2-2CT掃描成像和CCD光學(xué)成像效果對(duì)比數(shù)字圖像處理技術(shù)（DIP）是研究瀝青混合料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的最有效的手段。如圖1.2-3所示，隨著圖形圖像處理技術(shù)的發(fā)展，獲取高精度的切片圖像以及對(duì)瀝青混合料多相成分的精確分割已經(jīng)不是難點(diǎn)[29][32]。對(duì)于瀝青混合料的圖像處理，主要分為三個(gè)部分，包括：圖像預(yù)處理，圖像分割和圖像后處理。圖像預(yù)處理主要包括圖像的增強(qiáng)，降噪和增強(qiáng)對(duì)比度等操作[33]。圖像分割主要的難點(diǎn)在于獲取最佳的分割閾值�，F(xiàn)有的圖像分割方法主要分以下幾類(lèi)：基于閾值的分割方法、基于區(qū)域的分割方法、基于邊緣的分割方法以及基于特定理論的分割方法等[34]。圖像分割技術(shù)沒(méi)有適用于一切圖像的最優(yōu)方法，分割的效果也沒(méi)有絕對(duì)的標(biāo)準(zhǔn)。在選擇具體的圖像分割方法時(shí)，需要綜合考慮圖像的特點(diǎn)和算法實(shí)現(xiàn)的難易程度。圖像后處理的主要目的是驗(yàn)證圖像分割結(jié)果的精確度和可靠性，以及消除常見(jiàn)的誤差和噪點(diǎn)，主要包括級(jí)配驗(yàn)證，集料顆粒分離，集料空洞填補(bǔ)以及消除噪點(diǎn)[35]。

第一章緒論7圖1.2-3數(shù)字圖像精確分割過(guò)程[29]美國(guó)聯(lián)邦公路局（FHWA）與特納公路研究中心（TFHRC）聯(lián)合提出了SIMAP（SimulationImagingandMechanicsofAsphaltPavement）研究計(jì)劃，采用先進(jìn)的數(shù)字圖像處理技術(shù)、X-rayCT無(wú)損傷掃描技術(shù)和光彈鏡像技術(shù)，對(duì)瀝青混合料內(nèi)部的集料取向、離析、接觸狀況、空隙分布和膠漿分布等進(jìn)行分析，重構(gòu)瀝青混合料的三維模型，并進(jìn)行力學(xué)數(shù)值仿真模擬，推動(dòng)了瀝青混合料細(xì)觀結(jié)構(gòu)的研究[36]。Masad基于X-rayCT掃描技術(shù)提出了評(píng)價(jià)瀝青混合料集料方向、級(jí)配以及空隙分布的細(xì)觀指標(biāo)[37]。對(duì)于不同壓實(shí)次數(shù)的旋轉(zhuǎn)壓實(shí)成型試件，研究表明試件內(nèi)部空隙呈現(xiàn)上下兩端大，中部較為均勻的規(guī)律，而輪碾壓實(shí)成型方法成型的試件則呈現(xiàn)上端大，下端小的空隙分布規(guī)律[38]。Zhong等利用CCD數(shù)碼相機(jī)拍攝瀝青混合料試件的截面，通過(guò)圖像處理識(shí)別出了粒徑大于2mm的粗集料，從定量的角度研究了瀝青混合料中粗集料的取向、形狀與空間分布規(guī)律[39]。Wang等采用X-rayCT掃描技術(shù)對(duì)試驗(yàn)路的芯樣的空隙分布進(jìn)行分析，并提出了利用CT掃描圖片對(duì)瀝青混合料進(jìn)行三維數(shù)值重構(gòu)的初步方法[40]。Sefidmazgi等[41]開(kāi)發(fā)一種新的圖像處理分析系統(tǒng)（IPAS）來(lái)獲取了瀝青混合料內(nèi)部集料結(jié)構(gòu)骨架，分析了集料與集料的接觸數(shù)、接觸長(zhǎng)度、接觸面方向等指標(biāo)參數(shù)，分析結(jié)果表明：瀝青混合料內(nèi)部結(jié)構(gòu)和混合料性能相關(guān)性較大，該方法可用于量化控制瀝青混合料生產(chǎn)過(guò)程。圖1.2-4為瀝青混合料的IPAS定義的瀝青混合料接觸線及接觸方向。Bahia等[42][43]采用二維切片圖像處理的方法對(duì)一種級(jí)配不同瀝青含量的混合料進(jìn)行集料骨架結(jié)構(gòu)分析，主要研究壓實(shí)過(guò)程中影響集料運(yùn)動(dòng)的機(jī)理以及材料特性對(duì)集料骨架結(jié)構(gòu)形成的影響。結(jié)果表明表明，在壓實(shí)過(guò)程中，壓實(shí)溫度需保?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于顆粒堆積理論的瀝青混合料細(xì)觀結(jié)構(gòu)特性研究[J]. 譚憶秋,邢超,任俊達(dá),張磊.  中國(guó)公路學(xué)報(bào). 2017(07)
[2]多尺度二維數(shù)字圖像相關(guān)測(cè)量系統(tǒng)及其應(yīng)用[J]. 邵新星,何小元,張瑾琳.  東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(02)
[3]瀝青砂漿力學(xué)性能的粒徑效應(yīng)試驗(yàn)研究[J]. 錢(qián)國(guó)平,李崛,李輝忠.  公路交通科技. 2017(02)
[4]基于AFM的瀝青微觀結(jié)構(gòu)研究進(jìn)展[J]. 孫國(guó)強(qiáng),龐琦,孫大權(quán).  石油瀝青. 2016(04)
[5]基于工業(yè)CT的排水瀝青混合料連通空隙特征研究[J]. 肖鑫,張肖寧.  中國(guó)公路學(xué)報(bào). 2016(08)
[6]瀝青及瀝青混合料本構(gòu)模型與微觀結(jié)構(gòu)研究綜述[J]. 張起森,肖鑫.  中國(guó)公路學(xué)報(bào). 2016(05)
[7]瀝青結(jié)合料疲勞失效定義與失效準(zhǔn)則[J]. 王超,張金喜.  北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(10)
[8]基于離散單元法設(shè)計(jì)骨架密實(shí)型瀝青混合料[J]. 石立萬(wàn),王端宜,徐馳,吳文亮.  公路. 2015(09)
[9]瀝青膠漿疲勞壽命分析方法與預(yù)估方程[J]. 孫大權(quán),劉富良,林添坂,曹林輝.  建筑材料學(xué)報(bào). 2016(01)
[10]圖像閾值分割方法研究進(jìn)展20年（1994—2014）[J]. 吳一全,孟天亮,吳詩(shī)婳.  數(shù)據(jù)采集與處理. 2015(01)

博士論文
[1]瀝青路面材料多尺度域力學(xué)行為及統(tǒng)一模型[D]. 龔湘兵.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[2]乳化瀝青冷再生混合料的裂紋發(fā)展行為及抗裂機(jī)理研究[D]. 高磊.東南大學(xué) 2016
[3]改性瀝青路面就地?zé)嵩偕P(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 李健.東南大學(xué) 2016
[4]基于細(xì)觀力學(xué)的瀝青砂漿及骨架結(jié)構(gòu)瀝青混合料性能研究[D]. 牛冬瑜.長(zhǎng)安大學(xué) 2015
[5]排水瀝青混合料細(xì)觀結(jié)構(gòu)及排水特性研究[D]. 肖鑫.華南理工大學(xué) 2014
[6]基于強(qiáng)度與剛度衰變的瀝青混合料非線性疲勞損傷特性研究[D]. 劉宏富.長(zhǎng)沙理工大學(xué) 2012
[7]基于半圓彎曲試驗(yàn)的瀝青混合料動(dòng)態(tài)響應(yīng)及斷裂性能研究[D]. 劉宇.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
[8]瀝青混合料粘彈性疲勞損傷模型研究[D]. 關(guān)宏信.中南大學(xué) 2005
[9]交通荷載下瀝青類(lèi)路面疲勞損傷開(kāi)裂研究[D]. 周志剛.中南大學(xué) 2003

碩士論文
[1]基于半圓彎曲試驗(yàn)的瀝青混合料疲勞愈合性能研究[D]. 吳凡.東南大學(xué) 2018
[2]基于剩余強(qiáng)度的瀝青混凝土耐久性室內(nèi)研究[D]. 徐凱.東南大學(xué) 2016
[3]不同RAP料摻量熱再生改性瀝青混合料耐久性能研究[D]. 周洲.東南大學(xué) 2015
[4]乳化瀝青冷再生混合料的細(xì)觀結(jié)構(gòu)研究[D]. 羅海龍.東南大學(xué) 2015
[5]基于X-ray CT瀝青混合料細(xì)觀結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能研究[D]. 任俊達(dá).哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[6]基于工業(yè)CT的不同受力模式下瀝青混合料破壞特性研究[D]. 賈傳峰.長(zhǎng)安大學(xué) 2013
[7]粗集料細(xì)觀結(jié)構(gòu)特征對(duì)瀝青混合料性能的影響研究[D]. 王彥喆.長(zhǎng)安大學(xué) 2012
[8]瀝青砂漿細(xì)觀力學(xué)性能分析研究[D]. 吳婷.長(zhǎng)沙理工大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3315814