一种考虑集料特性的沥青路面抗滑性能预测方法技术

一种考虑集料特性的沥青路面抗滑性能预测方法，用于考虑集料特性对沥青路面进行抗滑性能预测。预测方法为：选取至少八种不同类型的集料，测试其磨光值PSV、洛杉矶磨耗值LAS、维氏硬度HV及表面微观纹理指标Ra；将集料与沥青混合后制备成沥青混合料，将其成型成车辙板试件；分别测定抗滑性能BPN；采用对数模型拟合得到抗滑性能与加载次数的关系模型；采用多元线性回归的方法拟合得到A与LAS和HV的关系表达式；采用多元线性回归的方法拟合得到B与PSV和Ra的关系表达式；将A、B分别带入到对数模型中得到考虑集料特性的抗滑预测模型。本发明专利技术可对比不同集料制备的沥青路面抗滑耐久性，预测更加合理，有较强的实用价值。有较强的实用价值。有较强的实用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑集料特性的沥青路面抗滑性能预测方法


[0001]本专利技术涉及沥青路面抗滑性能预测
，具体是一种考虑集料特性的沥青路面抗滑性能预测方法。

技术介绍

[0002]沥青路面抗滑性能的好坏直接关系到路面行车的安全性，而路面抗滑性能与集料密切相关，集料的特性往往决定了路面的抗滑耐久性能。路面的长期抗滑性能预测是制定公路养护决策的关键，因此，对路面抗滑性能的预测十分重要。传统路面抗滑性能的预测只是考虑到抗滑性能与车辆荷载作用次数的关系，而实际路面抗滑性能不仅与车辆荷载作用的次数有关，更与路面自身的组成材料，即集料的特性有关系，所以，通过考虑集料特性对路面抗滑性能的预测更加合理，这样，可以确定哪种集料修筑的沥青路面抗滑耐久性更好，同时对抗滑集料的选择也具有一定的指导意义。

技术实现思路

[0003]为克服现有技术的不足，本专利技术的专利技术目的在于提出一种考虑集料特性的沥青路面抗滑性能预测方法，以实现更全面、准确的预测沥青路面的抗滑性能以及优选集料的目的。
[0004]为实现上述专利技术目的，本专利技术考虑集料特性的沥青路面抗滑性能预测方法主要包括以下步骤：（a）选取至少八种不同类型的集料，测试集料的特性指标：（a1）按照《公路工程集料试验规程》（JTG E42
‑
2005），测试得到每种集料的磨光值PSV；（a2）按照《公路工程集料试验规程》（JTG E42
‑
2005），测试得到每种集料的洛杉矶磨耗值LAS；（a3）采用显微维氏硬度计，测试得到每种集料的维氏硬度HV；（a4）采用激光共聚焦扫描显微镜，测试得到每种集料的表面微观纹理指标Ra；（b）按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTGE20
‑
2011），将集料与沥青混合后制备成沥青混合料，并采用轮碾仪将沥青混合料成型成车辙板试件；（c）采用小型路面加速加载试验装置MMLS对车辙板试件进行加速磨耗试验，并分别测定磨耗0次、1万次、3万次、5万次、10万次、15万次、20万次、25万次、30万次、40万次、50万次时的抗滑性能BPN；（d）采用对数模型拟合得到抗滑性能与加载次数的关系模型：，其中：BPN为摆值，Ne为加载次数/次，A、B为拟合系数；A表示抗滑衰减的速率，与集料的硬度和耐磨耗性能有关；B表示加载1万次时的路面抗滑性能，与集料的磨光值和微观纹理有关；（e）采用多元线性回归的方法拟合得到A与LAS和HV的关系表达式；
（f）采用多元线性回归的方法拟合得到B与PSV和Ra的关系表达式；（g）将A、B分别带入到对数模型中得到考虑集料特性的抗滑预测模型。
[0005]进一步的，采用显微维氏硬度计，测试每种集料的维氏硬度HV的方法为：测试前，将集料切割成具有平行表面，并用砂纸将测试一面打磨光滑，试验采用1000gf（9.807N）的力进行压入试验，压入持荷时间15s后卸载，电脑自动测量压痕的面积并计算得到集料的硬度值HV。
[0006]进一步的，采用激光共聚焦扫描显微镜，测试每种集料的表面微观纹理指标Ra的方法为：测试前，将集料清洗干净，扫描时采用20x放大镜进行对焦，扫描的面积为640μm
×
640μm，激光共聚焦扫描显微镜根据扫描结果自动计算得到微观纹理指标Ra；进一步的，采用小型路面加速加载试验装置MMLS对车辙板试件进行加速磨耗试验的方法为：磨耗过程中环境温度为20
±
2℃，胎压为0.7MPa，加载速度为7200次/小时，分别测定磨耗0次、1万次、3万次、5万次、10万次、15万次、20万次、25万次、30万次、40万次、50万次时的抗滑性能BPN。
[0007]本专利技术与现有技术相比，充分考虑了路面抗滑耐久性能与集料密切相关，在集料优选时，将集料的特性指标代入公式，可以对比不同集料制备的沥青路面抗滑的耐久性，进而选择抗滑更耐久的集料，从而达到优选集料的作用，可以确定哪种集料修筑的沥青路面抗滑耐久性更好，同时对抗滑集料的选择和制定公路养护决策也具有一定的指导意义，对路面抗滑性能的预测更加合理，有较强的实用价值。
附图说明
[0008]图1为本专利技术预测方法建立流程图。
[0009]图2为本专利技术所测得的不同集料制备的沥青路面抗滑性能随加载次数的关系图。
[0010]图3为本专利技术采用对数模型对抗滑与加载次数之间关系的拟合图。
[0011]图4为本专利技术沥青路面抗滑性能的实测值和预测值对比图。
具体实施方式
[0012]如图1所示，本专利技术考虑集料特性的沥青路面抗滑性能预测方法主要包括以下步骤：（a）选取长石砂岩、石英砂岩、红砂岩、石灰岩、玄武岩、辉绿岩、辉长岩、花岗岩八种不同类型的集料，测试集料的特性指标；（a1）参照《公路工程集料试验规程》（JTG E42
‑
2005），测试得到每种集料的磨光值PSV；（a2）参照《公路工程集料试验规程》（JTG E42
‑
2005），测试得到每种集料的洛杉矶磨耗值LAS；（a3）采用显微维氏硬度计，测试得到每种集料的维氏硬度HV；其测试方法为：测试前，将集料切割成具有平行表面，并用砂纸将测试一面打磨光滑，试验采用1000gf（9.807N）的力进行压入试验，压入持荷时间15s后卸载，电脑自动测量压痕的面积并计算得到集料的硬度值HV；（a4）采用激光共聚焦扫描显微镜，测试得到每种集料的表面微观纹理指标Ra；其
测试方法为：测试前，将集料清洗干净，扫描时采用20x放大镜进行对焦，扫描的面积为640μm
×
640μm，激光共聚焦扫描显微镜根据扫描结果自动计算得到微观纹理指标Ra；测试八种集料的性能指标磨光值PSV、洛杉矶磨耗值LAS、维氏硬度HV、集料微观纹理Ra，见表1。
[0013]（b）参照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTGE20
‑
2011），将集料与沥青混合后制备成沥青混合料，并采用轮碾仪将沥青混合料成型成车辙板试件；（c）采用小型路面加速加载试验装置MMLS（One
‑
third scale Model Mobile Load Simulator），磨耗过程中环境温度为20
±
2℃，胎压为0.7MPa，加载速度为7200次/小时，对车辙板试件进行加速磨耗试验，并分别测定磨耗0次、1万次、3万次、5万次、10万次、15万次、20万次、25万次、30万次、40万次、50万次时的抗滑性能BPN，如图2所示；（d）采用Origin软件中的非线性曲线拟合功能拟合得到抗滑性能与加载次数之间的对数关系模型，如图3所示，，其中：BPN为摆值，Ne为加载次数/次，A、B为拟合系数；A表示抗滑衰减的速率，与集料的硬度和耐磨耗性能有关；B表示加载1万次时的路面抗滑性能，与集料的磨光值和微观纹理有关；对数模型拟合结果见表2：（e）采用Origin软件中的多元线性回归功能拟合得到A与LAS和HV的关系表达式：（f）采用Origin软件中的多元线性回归功能拟合得本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑集料特性的沥青路面抗滑性能预测方法，其特征在于：该预测方法包括以下步骤：（a）选取至少八种不同类型的集料，测试集料的特性指标：（a1）按照《公路工程集料试验规程》（JTG E42
‑
2005），测试得到每种集料的磨光值PSV；（a2）按照《公路工程集料试验规程》（JTG E42
‑
2005），测试得到每种集料的洛杉矶磨耗值LAS；（a3）采用显微维氏硬度计，测试得到每种集料的维氏硬度HV；（a4）采用激光共聚焦扫描显微镜，测试得到每种集料的表面微观纹理指标Ra；（b）按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTGE20
‑
2011），将集料与沥青混合后制备成沥青混合料，并采用轮碾仪将沥青混合料成型成车辙板试件；（c）采用小型路面加速加载试验装置MMLS对车辙板试件进行加速磨耗试验，并分别测定磨耗0次、1万次、3万次、5万次、10万次、15万次、20万次、25万次、30万次、40万次、50万次时的抗滑性能BPN；（d）采用对数模型拟合得到抗滑性能与加载次数的关系模型：，其中：BPN为摆值，Ne为加载次数/次，A、B为拟合系数；A表示抗滑衰减的速率，与集料的硬度和耐磨耗性能有关；B表示加载1万次时的路面抗滑性能，与集料的磨光值和微观纹理有关；（e）采用多元线性回归的方法拟合得到A与LAS和HV的关系表达式...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷俊安，赵复婧，
申请(专利权)人：湖北文理学院，
类型：发明
国别省市：