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粗集料形态特征及其对沥青混合料高温抗剪强度的影响

袁峻,  钱野

袁峻, 钱野. 粗集料形态特征及其对沥青混合料高温抗剪强度的影响[J]. 交通运输工程学报, 2011, 11(4): 17-22. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.04.003
引用本文: 袁峻, 钱野. 粗集料形态特征及其对沥青混合料高温抗剪强度的影响[J]. 交通运输工程学报, 2011, 11(4): 17-22. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.04.003
YUAN Jun, QIAN Ye. Morphological character of coarse aggregate and its influence on high-temperature shear strength of asphalt mixture[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2011, 11(4): 17-22. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.04.003
Citation: YUAN Jun, QIAN Ye. Morphological character of coarse aggregate and its influence on high-temperature shear strength of asphalt mixture[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2011, 11(4): 17-22. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.04.003

粗集料形态特征及其对沥青混合料高温抗剪强度的影响

doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.04.003
基金项目: 

江苏省自然科学基金项目 BK2008218

江苏省高校自然科学基础研究项目 08KJD560008

详细信息
    作者简介:

    袁峻(1979-), 女, 江苏扬州人, 扬州大学副教授, 工学博士, 从事路基路面结构与材料研究

  • 中图分类号: U416.217

Morphological character of coarse aggregate and its influence on high-temperature shear strength of asphalt mixture

More Information
    Author Bio:

    YUAN Jun(1979-), female, associate professor, PhD, +86-514-87978631, tjyuanjun@163.com

Article Text (Baidu Translation)
  • 摘要: 采用60℃单轴贯入试验, 确定沥青混合料高温抗剪强度。使用数字图像处理技术, 从形状、棱角性和表面纹理对粗集料二维形态特征进行具体描述, 运用等效椭圆法和筛孔尺寸修正系数识别粗集料级配。结合MATLAB软件编写程序提取粗集料形态参数, 确定与沥青混合料高温抗剪强度相关的粗集料二维形态特征指标, 利用图像拓扑性质欧拉数定量评价粗集料骨架稳定性。研究结果表明: 随着粗集料的长宽比和偏心率的降低, 等效椭圆周长比和纹理指数的提高, 沥青混合料高温抗剪强度增加; 随着欧拉数的减小, 骨架密实型沥青混合料中粗集料骨架结构的稳定性增大, 高温抗剪强度增强。

     

  • 图  1  颗粒形态特征

    Figure  1.  Morphological character of grain

    图  2  针片状颗粒剖切形态

    Figure  2.  Section configurations of flat and elongated grains

    图  3  不同级配结构组成

    Figure  3.  Compositions of different gradation structures

    表  1  混合料级配组成

    Table  1.   Compositions of mixture gradations

    混合料类型 通过下列筛孔(方孔筛, mm) 的矿料质量百分率/%
    19 16 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075
    AC16 100.0 97.5 82.5 68.0 52.5 41.0 29.5 22.0 16.0 11.0 6.0
    SMA16 100.0 91.9 73.7 55.9 26.2 19.7 15.7 13.7 12.7 12.1 10.0
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    表  2  粗集料针片状含量

    Table  2.   Flat and elongated ratios of coarse aggregates

    粗集料类型 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
    针片状含量/% 17.8 14.9 11.6 4.7
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    表  3  沥青混合料高温抗剪强度

    Table  3.   High-temperature shear strengths of asphalt mixtures

    混合料类型 AC16 SMA16
    Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
    油石比/% 5.3 5.2 4.9 4.7 6.6 6.5 6.2 5.9
    抗剪强度/MPa 0.81 0.95 1.03 1.06 0.93 1.04 1.11 1.23
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    表  4  尺寸换算

    Table  4.   Dimension conversion

    粗集料粒径/mm 4.75 9.5 13.2 16
    对应像素数 38 75 104 126
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    表  5  级配识别结果

    Table  5.   Results of gradation recognition

    颗粒粒径区间/mm 机械筛分含量/% 针片状含量/% 识别结果/%
    等效圆法 最小外接正方形法 等效椭圆法
    4.75~9.5 29.7 14.79 26.8 32.8 28.5
    9.5~13.2 17.8 13.95 15.2 18.6 16.6
    13.2~16 18.2 8.97 16.8 20.1 17.2
    16~19 8.1 7.44 7.0 9.6 7.5
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    表  6  筛孔修正系数

    Table  6.   Correction coefficients of sieve size

    粗集料类型 横切面 纵切面
    AC16 SMA16 AC16 SMA16
    Ⅰ 0.884 0.897 0.837 0.862
    Ⅱ 0.892 0.904 0.843 0.871
    Ⅲ 0.903 0.910 0.849 0.890
    Ⅳ 0.911 0.915 0.872 0.897
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    表  7  粗集料总体形态特征

    Table  7.   Total morphological characters of coarse aggregates

    混合料类型 形态特征指标 棱角性特征指标 纹理特征指标
    长宽比 矩形度 偏心率 等效椭圆周长比 凸凹度 纹理指数
    AC16 Ⅰ 1.965 0.625 0.842 1.261 0.882 2.602
    Ⅱ 1.904 0.648 0.797 1.303 0.899 2.632
    Ⅲ 1.814 0.638 0.781 1.379 0.899 2.832
    Ⅴ 1.753 0.651 0.767 1.438 0.914 2.836
    SMA16 Ⅰ 1.923 0.613 0.832 1.327 0.864 2.680
    Ⅱ 1.899 0.647 0.807 1.376 0.897 2.751
    Ⅲ 1.751 0.609 0.778 1.392 0.873 2.843
    Ⅴ 1.736 0.655 0.746 1.567 0.905 2.888
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    表  8  判定系数

    Table  8.   Determination coefficients

    指标 长宽比 矩形度 偏心率 等效椭圆周长比 凸凹度 纹理指数
    判定系数 0.786 0.142 0.834 0.883 0.170 0.833
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    表  9  粗集料骨架评价结果

    Table  9.   Evaluation results of coarse aggregate skeletons

    混合料类型 AC16 SMA16
    Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
    欧拉数 22 28 39 44 -69 -81 -114 -169
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  • 收稿日期:  2011-03-11
  • 刊出日期:  2011-08-25

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