基于分形理论的沥青混合料剪切性能试验研究

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1、第38卷，第1期公路工程Vo1．38，No．12013年2月HighwayEngineeringFeb．，2013基于分形理论的沥青混合料剪切性能试验研究李俊，谢军(1．中交四航工程研究院有限公司，广东广州510230；2．长沙理工大学，湖南长沙4l0004)[摘要]越来越多的研究表明沥青面层失稳流动产生的车辙变形、交叉口及长大纵坡路段沥青层间推移、拥包变形等破坏都与沥青混合料抵抗剪切流动变形的能力有着直接的关系。基于分形理论对AC一13、Sup一13和SMA一133种级配的微观结构进行分析，确定了3种级配的体积分形维数，并通过

2、重复荷载蠕变试验对沥青混合料体积分形维数与其剪切性能的关系进行了探讨。对今后进一步研究沥青混合料剪切破坏机理有一定的指导意义。[关键词]分形理论；沥青混合料；剪切性能；重复蠕变[中图分类号]U414．1[文献标识码】A[文章编号]1674—0610(2013)01—0075—07ResearchonShearPropertyofAsphaltMixturesBasedonFractalTheory’LIJun，XIEJun(1．EngineeringTechnologyResearchofCCCCFourthHarborEngi

3、neeringCo．，Ltd．，Guangzhou，Guangdong510230，China；2．ChangshaUniversityofScienceandTechnology，Changsha，Hunan410114，China)[Abstract]Moreandmoreevidencesshowedthatflowrutting、inter—l~yerslippageofasphaltpavementonintersectionsandlargelongitudinalslopehasdirectrelationtoth

4、easphaltmixturesshearflowdeformationresistancecapacity．ThispaperbasedOnfractaltheoryanalyzeSthemicrostructureofasphaltmixtureAC-13SMA一13、Sup-13alitsvohHfracmldimensionwasdetermined．DiscussestherelationbetweenasphaltmixturesV0lll脱fracta]dimensionandshearpropertybytria

5、xialrepeatedloadcreeptests．Theresearchconclusionshavecertainguidingsignificanceforthefurtherstudyofasphaltmixturesshearrailuremechanism．[Keywords]fractaltheory~asphaltmixtures；shearproperty；triaxialrepeatedloadcreep分形理论是2O士《}纪60年代由法国数学家复杂性和不确定性显然不可能用一个简单的数学公Mandelbro

6、t提出的，它以复杂的、不规则的几何体为式来描述，但从分形理沦的角度看，却又表现出了一研究对象，目前已成为十分热门的新研究领域。分定的相似性和规律性，因此把分形理论引入沥青混形理沧这一新兴学科作为现在前沿科学的重要分合料的研究中，探讨混合料内部微观结构与其路用支．从本质上揭示了有序与无序、整体与部分之间的性能的关系是非常有必要的。规律⋯。由于沥青混合料是一种由粗集料、细集近些年来随着我国交通量的快速增长，沥青面料、沥青、矿粉以及外加剂组成的具有多相和多层次层失稳流动产生的车辙变形、交叉口及长大纵坡路的复杂混合物，其内部结构是非常复

7、杂的，如沥青在段沥青层间推移、拥包变形等破坏已成为目前我国混合料中的分布情况、集料在混合料中的分布情况、高等级公路主要的破坏类型之一。而导致上述不同粒径的分布以及空隙率大小及其分布等等，而病害的主要原因就是沥青混合料抵抗剪切流动变形且由于原材料性质和施工工艺的不同，导致其内部的能力不足。目前已有的相关室内试验方法局限于结构具有很大的不确定性。沥青混合料内部结构的评价沥青混合料的剪切强度，关于分析沥青混合料[收稿日期12012—03一I2【基金项目]国家自然科学基金项闷(51008039／E080703)；公路工程省部共建教育部重

8、点实验室开放基金资助项目(k80107)[作者简介]李俊(1988一)，男，硕士研究生，主要从事路基路面方面的研究。76公路工程38卷微观结构特征与其剪切性能的关系的研究鲜有涉又因为颗粒体积：及，因此本文主要从分形理论的角度探讨不同混合I，(r)=K·r，(6)