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文檔簡介
1、路面抗滑性能直接關(guān)系著道路行車安全性;且輪胎與路面之間的噪聲,隨著行車速度的不斷提高,已成為道路交通噪聲的主要聲源。路面表面構(gòu)造水平及分布特性直接影響路面抗滑降噪性能,而現(xiàn)行規(guī)范中規(guī)定的路面表面構(gòu)造評價(jià)方法,雖然可以很好地測試瀝青混合料表面構(gòu)造整體水平,但不能反映與抗滑降噪功能緊密相關(guān)的表面構(gòu)造分布特性。且現(xiàn)行規(guī)范中規(guī)定的瀝青混合料設(shè)計(jì)方法,基本屬于體積設(shè)計(jì)法,在體積指標(biāo)滿足要求的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步使瀝青混合料滿足高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性及水
2、穩(wěn)性等路用性能要求后,即完成配合比設(shè)計(jì);未涉及瀝青混合料表面抗滑性能及噪聲水平,難以適應(yīng)現(xiàn)代社會對路面行車安全及環(huán)保低噪聲的要求。
本研究主要內(nèi)容包括:⑴針對現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的路面表面構(gòu)造測試方法的不足,圍繞為基于抗滑降噪功能的瀝青混合料優(yōu)化設(shè)計(jì)提供必要的理論基礎(chǔ),對運(yùn)用圖像處理技術(shù)及頻譜分析的瀝青混合料二維表面構(gòu)造評價(jià)方法,依據(jù)表征空隙、集料及瀝青膠漿等瀝青混合料組成的設(shè)計(jì)參數(shù)指標(biāo)的表面構(gòu)造水平及分布預(yù)測,以及基于表面構(gòu)造特性的
3、瀝青混合料表面抗滑性能及噪聲水平預(yù)測等方面,展開深入系統(tǒng)的研究。⑵利用圖像處理技術(shù)及頻譜分析方法,研發(fā)了瀝青混合料二維表面構(gòu)造測試評價(jià)系統(tǒng)2D-ITAM(2 Dimension Image-based Texture Analysis Method)。2D-ITAM能夠從斷面掃描圖像中,識取瀝青混合料二維表面構(gòu)造線;并依據(jù)頻譜分析理論,從二維表面構(gòu)造頻率譜中,計(jì)算得出表征瀝青混合料表面構(gòu)造水平及分布特性的不同波長處倍頻程指數(shù)。通過將2D
4、-ITAM測試結(jié)果與傳統(tǒng)宏觀及微觀構(gòu)造評價(jià)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析,驗(yàn)證了2D-ITAM用于評價(jià)瀝青混合料表面構(gòu)造水平及分布特性的可行性及測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。該系統(tǒng)為準(zhǔn)確、客觀地評價(jià)瀝青混合料表面構(gòu)造水平及分布特性,提供了一種測量精度高、操作簡單、價(jià)格低廉、易于推廣的新方法。⑶利用iPas(Image Processing and Analysis System)圖像處理軟件,從瀝青混合料斷面掃描圖像中,分析得出了影響表面構(gòu)造的瀝青混合料內(nèi)部集
5、料規(guī)則度及分布方向角正弦值等結(jié)構(gòu)參數(shù)。使用分形維數(shù),定量地表征了集料級配的本質(zhì)分布特性;使用Weibull分布擬合的集料級配曲線,得到了表征集料顆粒粒徑整體大小水平的參數(shù)D90。同時(shí),提出了表征瀝青混合料表面構(gòu)造整體特性的特征波長及特征波水平兩個(gè)指標(biāo)。最后,通過分析瀝青混合料中空隙、集料及瀝青膠漿這三組成部分的表征參數(shù)與表面構(gòu)造特征波水平之間的相關(guān)性,構(gòu)造了表征瀝青混合料設(shè)計(jì)特性的合理參數(shù)指標(biāo);并建立了依據(jù)表征空隙、集料及瀝青膠漿等瀝青
6、混合料組成的設(shè)計(jì)參數(shù)指標(biāo)的表面構(gòu)造水平及分布預(yù)測模型。⑷針對安裝有Anti-lock Brake System(ABS)防抱死制動系統(tǒng)的車輛,為了建立了瀝青混合料表面抗滑性能預(yù)測模型,論文使用動態(tài)旋轉(zhuǎn)摩擦系數(shù)測試儀,測試了不同滑移速度下的瀝青混合料表面摩擦系數(shù);并依據(jù)安裝有ABS系統(tǒng)車輛制動特性的分析,利用摩擦系數(shù)隨滑移速度的變化關(guān)系模型,Rado模型,推演出不同路面設(shè)計(jì)最佳滑移速度下的摩擦系數(shù)。運(yùn)用“希爾伯特黃變換”理論,計(jì)算得到了瀝
7、青混合料表面輪胎有效接觸構(gòu)造。通過瀝青混合料表面摩擦系數(shù)產(chǎn)生機(jī)理分析,提出了基于抗滑性能的瀝青混合料表面構(gòu)造倍頻程指數(shù)。進(jìn)而建立了基于表面構(gòu)造特性的瀝青混合料摩擦系數(shù)預(yù)測模型。⑸利用課題組自行研發(fā)的室內(nèi)輪胎加速下滾噪聲測試法,分別測試了不同速度下的瀝青混合料噪聲水平。在Neithalath模型的基礎(chǔ)上,建立了基于微觀結(jié)構(gòu)的多孔瀝青混合料吸聲系數(shù)預(yù)測模型;并提出了表征瀝青混合料整體吸聲特性的指標(biāo),即由20Hz到1600Hz范圍內(nèi)所有1/3
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