基于工业CT的排水沥青混合料连通空隙特征研究

作     者：肖鑫 张肖宁 无

作者机构：长沙理工大学交通运输工程学院湖南长沙410004 华南理工大学广州学院土木工程学院广东广州510800 华南理工大学土木与交通学院广东广州510640 

出 版 物：《中国公路学报》 (China Journal of Highway and Transport)

年 卷 期：2016年第29卷第8期

页      面：22-28页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51038004) "十二五"国家科技支撑计划项目(2011BAG07B03) 

主　　题：道路工程 连通空隙 工业CT 排水沥青混合料 弯曲度 排水特征 

摘      要：为了更精确地评价排水沥青路面的排水特征,采用工业CT对排水沥青混合料马歇尔试件进行扫描,利用数字图像技术获取排水沥青混合料内部结构组成,应用改进大津法进行混合料差异性物质辨识,分割出了空隙图像;对空隙的空间分布特性进行了研究,确定了空隙率、连通空隙率、比表面积与弯曲度的算法;对541幅断面图像遍历处理后获得的空隙数据进行了定量分析,追踪出了排水沥青混合料中的连通空隙路径,并确定了连通空隙路径中的最小截面面积与弯曲度值。研究结果表明:采用改进大津法可有效分割出排水沥青混合料中的空隙图像;利用图像分析结果计算所得连通空隙率与实验室所测连通空隙率基本相同,验证了提出的连通空隙率算法的可靠性;最小截面面积与弯曲度值分别是控制水流流量和排水时间的最重要因素,准确地确定最小截面面积与弯曲度值是精确计算排水沥青路面排水能力的关键;空隙截面面积沿深度方向的分布规律大致为端部空隙面积较大,中间较小,最小截面随机分布;计算的连通空隙率明显小于试件总空隙,可见传统方法中采用总空隙率来评价排水沥青路面的排水特征具有一定的局限性。