基于分形理论的温拌沥青混合料宏细观空隙研究

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1、硕士研究生学位论文新疆大学论文题目(中文)：基于分形理论的温拌沥青混合料宏细观空隙研究论文题目(外文)：Studyonmacro-microscopicvoidsofWarmMixAsphaltBasedontheFractalTheory研究生姓名：张飞学科、专业：土木工程研究方向：路基路面材料导师姓名职称：于江（教授）论文答辩日期2015年5月23日学位授予日期2015年6月17日新疆大学硕士学位论文中文摘要温拌沥青混合料是一种路用性能较好、节能环保的道路建筑材料，符合我国西部地区今后路面材料的发展趋势，对于加快国家高速公路网、国道改建工程和新丝绸之路公路网的建设与促进西部地

2、区生态与经济发展具有重要意义。温拌沥青混合料压实程度对沥青路面强度和耐久性具有很大的影响，良好的压实有助于提高路面的承载能力和耐久性，从而满足交通荷载作用和周围环境变化对沥青路面的影响。压实度是评价沥青混合料压实程度的指标之一，而沥青混合料宏细观空隙对于其压实特性的影响研究是至关重要的。文章以温、热拌沥青混合料对比分析为基础，首先对沥青混合料矿料级配分形特性进行研究，揭示矿料级配的内在分布规律，提出了基于分形的矿料级配三阶段系统设计思路，进而实现矿料级配定向设计。其次，基于正交试验分析方法对比分析了矿料级配分布情况、压实程度和油石比与马歇尔成型方法下热拌沥青混合料空隙率之间变化关

3、系；采用单因素试验法分析了矿料级配分形参数（粗级配分维数、细级配分维数和粗细级配用量比）与马歇尔成型方法下热拌沥青混合料体积指标之间的关系；此外，选取目标级配成型不同压实次数下的马歇尔、SGC和轮碾成型试件，分析温、热拌沥青混合料体积参数随压实次数的演变规律，以热拌沥青混合料为标准找出不同成型方法下温拌沥青混合料的最佳压实次数；并在最佳压实次数下成型试件，分析不同成型方法下温、热拌沥青混合料空隙率随矿料级配的变化规律。最后，采用切割与图像处理技术分析了温、热拌沥青混合料细观空隙与各因素之间的关系；并对温拌沥青混合料的宏细观空隙关联性进行了分析。通过上述研究可以得出以下结论：（1）

4、对比分析温拌沥青混合料技术，基于温、热拌沥青混合料等体积原理、温拌沥青混合料压实特性和温拌改性沥青粘温曲线，提出了温拌沥青混合料三阶段设计思路，并给出了相应的设计流程图。（2）基于连续级配、嵌挤密实型沥青混合料级配和间断级配的二度域分形特征，建立了矿料分形级配直角坐标系，实现矿料级配坐标点表示与规范所给级配近似线段化I新疆大学硕士学位论文表示，给出了二度域分形级配评价模式；结合已有研究成果，提出了由分形维数初拟、沥青混合料矿料级配设计和沥青混合料路用性能验证分析三部分组成的矿料级配分形设计方法，并对二度域分形级配计算公式进行了优化。（3）在马氏成型方法下，结合正交试验与单因素试验

5、对比分析了温、热拌沥青混合料宏细观空隙与粗级配、细级配、粗细级配用量比、油石比和压实次数之间的关系。（4）温拌沥青混合料较热拌沥青混合料难于压实，温、热拌沥青混合料与油石比、矿料级配和压实次数的相关性较好；SGC成型过程中揉搓作用力有利于沥青混合料中各组分的运动，致使沥青混合料更易于密实，进行温拌沥青混合料设计时应当以SGC法成型试件；在压实过程中，沥青混合料空隙相对粗细程度呈正弦（余弦）波形在不断的演变；空隙分布分形维数可反映试件成型过程中约束的作用情况。关键词：温拌沥青混合料；分形理论；成型方式；压实特性；宏细观空隙II新疆大学硕士学位论文AbstractWMA(Warmmi

6、xasphalt)isakindofbuildingmaterialwithbetterroadperformance,energysavingandenvironmentalprotection,WhichisinlinewiththetrendofdevelopmentinthewesternregionofChina’sfuturepavementmaterials,toacceleratetheconstructionofthenationalhighwaynetwork,highwayreconstructionprojectandthenewsilkroadnetwo

7、rkanditisofgreatsignificancetopromotethedevelopmentofecologyandeconomyinwesternregion.Thecompactiondegreeofasphaltpavementhasgreatinfluenceonthestrengthanddurability.Goodcompactionishelpfultoimprovethepavementbearingcapacityanddurability,whic