一种多空路面再生时骨架恢复方法技术

本发明专利技术提出一种多空路面再生时骨架恢复方法，以沥青混合料的空隙率和骨架材料的质心距为控制标准，对多空路面再生的旧料和新料的参量进行计算。包括对旧路取芯进行CT扫描图像分析获得旧料级配和所有石料的几何信息；根据目标级配制备目标试件，通过CT扫描图像分析获得目标试件的质心距和空隙率；通过离散元软件建立各个级配石料的数值模型，依据目标试件的质心距和空隙率计算获得新旧料参量。本设计方法与已有沥青混合料再生技术相比注重粗集料的分布和再生后路面的空隙率，采用数值方法从细观角度解决了多空路面再生时排水性能下降的难题，优化了再生时级配设计流程，采用计算机辅助设计更能迅速准确的找到最优解，具有较高的工程价值。

A method for recovering skeleton of a multi space pavement

The invention proposes a skeleton recovery method for regeneration of multi hollow pavement. Taking the voidage of asphalt mixture and the centroid distance of skeleton material as the control standard, the parameters of old and new materials regenerated from pavement are calculated. Including the old road of CT core scanning image analysis to obtain geometric information of old gradation and all stone; according to the target level for preparing target specimens by CT scanning image analysis to obtain the target specimen from the centroid and void ratio; numerical model is established for each grading stone by discrete element software, based on the centroid target specimen the distance and the porosity calculation parameters of old and new material. With the existing asphalt mixture design method on space regeneration technology of coarse aggregate distribution and recycled pavement rate compared with numerical method to solve the problem of porous pavement regeneration from the microscopic view when the drainage performance decline, optimize the regeneration of gradation design process, using computer aided design can quickly and accurately find the optimal solution has high engineering value.

【技术实现步骤摘要】
一种多空路面再生时骨架恢复方法
本专利技术涉及道路工程领域，尤其是一种多空路面再生时骨架恢复方法。
技术介绍
我国沥青路面都具有良好的再生利用价值，因此，如果能实现旧沥青混合料的高效再生利用，不仅能大大节约资源，缓解公路建养资金短缺矛盾，同时能保护生态环境，符合目前可持续性发展的大势所趋。目前针对多空路面再生技术的研究缺乏对骨架材料恢复方面的分析，导致改造路面在抗车辙性能和排水降噪性能的下降。因此现存设计方法的局限性导致其不能完全保证多空路面再生时骨架性能的恢复。
技术实现思路
专利技术目的：针对多空路面再生后路用性能的下降，主要表现在抗车辙性能和排水性能的下降。为了在再生设计中恢复路面的骨架性能，本专利技术提出了一种多空路面再生时骨架恢复方法，该方法采用CT图像处理技术，以沥青混合料粗集料的质心距和路面空隙率为指标，从细观的角度研究分析了沥青混合料中骨架材料的分布，确定了新料和旧料的最优比例，能够更好地保证多空路面再生后的路面性能的恢复。技术方案：为实现上述技术效果，本专利技术提供的技术方案为：一种多空路面再生时骨架恢复方法，包括以下步骤：(1)对旧有路面进行取芯，对取得的芯样进行CT扫描图像分析，获取旧有路面石料中各级配石料的几何形态信息，并根据旧有路面石料中各级配石料的几何形态信息在离散元软件中建立旧料数值模型库；(2)对待使用的新料进行CT扫描图像分析，获取新料中各个级配石料的几何形态信息，并根据新料中各个级配石料的几何形态信息在离散元软件中建立新料数值模型库；(3)根据再生路面的目标级配，制备满足再生路面目标级配的目标试件，并对目标试件进行CT扫描图像分析，计算目标试件中粗集料的质心距和空隙率；(4)利用离散元软件，从旧料数值模型库和新料数值模型库中选取数据，建立不同新料、旧料参量比例的数值试件模型，计算试件模型中粗集料的质心距和空隙率；(5)选取粗集料质心距和空隙率数据均与目标试件中粗集料的质心距和空隙率相匹配的数值试件模型，以该数值试件模型的新料、旧料参量比例作为路面再生时的新料、旧料参量比例。进一步的，所述对芯样和新料进行CT扫描图像分析，包括对芯样和新料中各级配石料单独进行扫描，获取每一级配石料的几何形态信息，并通过数值图像处理技术，分辩芯样和新料中石料的空隙和各级配石料的像素阈值。进一步的，所述旧料数值模型库中包括旧料中每一颗石子的数值模型，并按照筛孔尺寸进行分类。进一步的，所述新料数值模型库中包括新中每一颗石子的数值模型，并按照筛孔尺寸进行分类。有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有以下优势：专利技术提供的多空路面再生时骨架恢复方法，在级配设计中以粗集料的质心距和空隙率为控制指标，采用数值手段制备多种数值试件，通过与目标试件进行对比，反复迭代计算数值试件的粗集料的质心距和空隙率，确定最佳的新旧料比例。本专利技术可应用于多空路面骨架性能恢复的评价，具有良好工程价值。附图说明图1为多空路面再生时骨架恢复方法流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作更进一步的说明。图1所示为本专利技术所述多空路面再生时骨架恢复方法的设计流程图，该流程包括：步骤一：针对现场取芯、各级配石料和目标级配试件进行CT扫描图像分析首先对原沥青路面取芯，然后对取得的芯样进行CT扫描图像分析，确定原沥青路面旧料中石料的几何形态信息；对新料中的各个级配的石料进行单独扫描，获取新料中每一级配石料的几何形态特征，确定每一级配的代表几何形态；依据沥青路面再生的目标级配，制备目标试件，并对目标试件进行CT扫描图像分析，计算目标试件中粗集料的质心距和试件空隙率。步骤二：建立数值模型库建立旧料中每一颗石子的数值模型，并按照筛孔尺寸进行分类；建立新料各个级配石子的代表数值模型。通过编写离散元软件程序，按照不同的新旧料参量比例生成多个沥青混合料试件，并计算各个试件中粗集料的质心距和试件空隙率。步骤三：通过与室内试件的对比分析，确定最佳的新旧料参量比例依照目标试件中粗集料的质心距和空隙率，通过计算机程序自动比选，选取粗集料的质心距和空隙率均与目标试件相应指标相匹配的试件模型，以该数值试件模型的新料、旧料参量比例作为路面再生时的新料、旧料参量比例。本专利技术通过分析该试件模型的粗集料的质心距和试件空隙率，确保多空路面再生时骨架性能的恢复。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出：对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多空路面再生时骨架恢复方法，其特征在于包括以下步骤：(1)对旧有路面进行取芯，对取得的芯样进行CT扫描图像分析，获取旧有路面石料中各级配石料的几何形态信息，并根据旧有路面石料中各级配石料的几何形态信息在离散元软件中建立旧料数值模型库；(2)对待使用的新料进行CT扫描图像分析，获取新料中各个级配石料的几何形态信息，并根据新料中各个级配石料的几何形态信息在离散元软件中建立新料数值模型库；(3)根据再生路面的目标级配，制备满足再生路面目标级配的目标试件，并对目标试件进行CT扫描图像分析，计算目标试件中粗集料的质心距和空隙率；(4)利用离散元软件，从旧料数值模型库和新料数值模型库中选取数据，建立不同新料、旧料参量比例的数值试件模型，计算试件模型中粗集料的质心距和空隙率；(5)选取粗集料质心距和空隙率数据均与目标试件中粗集料的质心距和空隙率相匹配的数值试件模型，以该数值试件模型的新料、旧料参量比例作为路面再生时的新料、旧料参量比例。

【技术特征摘要】
1.一种多空路面再生时骨架恢复方法，其特征在于包括以下步骤：(1)对旧有路面进行取芯，对取得的芯样进行CT扫描图像分析，获取旧有路面石料中各级配石料的几何形态信息，并根据旧有路面石料中各级配石料的几何形态信息在离散元软件中建立旧料数值模型库；(2)对待使用的新料进行CT扫描图像分析，获取新料中各个级配石料的几何形态信息，并根据新料中各个级配石料的几何形态信息在离散元软件中建立新料数值模型库；(3)根据再生路面的目标级配，制备满足再生路面目标级配的目标试件，并对目标试件进行CT扫描图像分析，计算目标试件中粗集料的质心距和空隙率；(4)利用离散元软件，从旧料数值模型库和新料数值模型库中选取数据，建立不同新料、旧料参量比例的数值试件模型，计算试件模型中粗集料的质心距和空隙率；(5)选取粗...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄晓明，朱晟泽，黄若昀，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32