本發(fā)明屬于道路材料，具體涉及一種融合集料礦物與紋理特性的瀝青混合料抗滑性能的預(yù)估方法。

背景技術(shù)：

1、作為瀝青混合料的重要組成部分，集料性能對(duì)瀝青混合料抗滑性能至關(guān)重要。與短期性能相比，瀝青路面長(zhǎng)期抗滑性能對(duì)行車安全則更為關(guān)鍵。雖然瀝青混合料抗滑性能一般可以通過(guò)室內(nèi)/現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)進(jìn)行表征，但測(cè)試的準(zhǔn)確性和重復(fù)性不可避免地受到操作條件變化(人為因素、環(huán)境條件等)的影響。因此，依靠短期數(shù)據(jù)對(duì)瀝青混合料長(zhǎng)期抗滑性能進(jìn)行預(yù)測(cè)越來(lái)越受到重視。常用的抗滑性能預(yù)測(cè)模型由輪胎預(yù)測(cè)模型和路面預(yù)測(cè)模型組成。從路面角度出發(fā)，本研究以集料礦物、化學(xué)及紋理特征參數(shù)為基礎(chǔ)，借助多元線性回歸模型對(duì)瀝青路面抗滑性能進(jìn)行預(yù)測(cè)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有瀝青混合料長(zhǎng)期抗滑性能測(cè)試費(fèi)時(shí)費(fèi)力，受人為因素和環(huán)境條件影響，準(zhǔn)確性不足的問(wèn)題，而提供一種融合集料礦物與紋理特性的瀝青混合料抗滑性能的預(yù)測(cè)方法。

2、本發(fā)明融合集料礦物與紋理特性的瀝青混合料抗滑性能的預(yù)估方法按照以下步驟實(shí)現(xiàn)：

3、一、集料礦物參數(shù)獲取

4、通過(guò)集料平均硬度參數(shù)ahp評(píng)價(jià)單一集料瀝青混合料的集料礦物特性，平均硬度參數(shù)ahp的計(jì)算公式如式(1)-(3)所示；

5、ahp＝dmp+cd?(1)

6、dmp＝∑dvi*pi?(2)

7、cd＝dvp/min(dvi)?(3)

8、式中：ahp為集料平均硬度參數(shù)，dmp為集料的平均硬度，cd為集料硬度比，dvi為組成集料的每種礦物的莫氏硬度，pi是組成集料的每種礦物的質(zhì)量百分比，dvp是組成集料中硬度最大的礦物的莫氏硬度，min(dvi)為組成集料的礦物中最小的莫氏硬度；

9、通過(guò)x射線熒光光譜(xrf)測(cè)定得到集料的礦物成分中sio2/al2o3指標(biāo)；

10、二、集料紋理參數(shù)獲取

11、集料紋理參數(shù)包括均方根高度rq、峰態(tài)rku及分形維數(shù)d；

12、均方根高度rq表示沿參考長(zhǎng)度方向所有集料輪廓高度平均值的均方根，均方根高度rq的計(jì)算公式如式(4)所示；

13、

14、其中n為斷面輪廓采樣點(diǎn)總數(shù)，zn為參考長(zhǎng)度方向集料輪廓的高度(μm)；

15、峰態(tài)rku：使用均方根高度的四次冪來(lái)顯示參考長(zhǎng)度(參考長(zhǎng)度與均方根高度中的參考長(zhǎng)度一致)z(x)的無(wú)量綱四次方，峰態(tài)rku的計(jì)算公式如式(5)所示；

16、

17、分形維數(shù)d用來(lái)定量評(píng)價(jià)集料表面的粗糙程度，分形維數(shù)d的計(jì)算公式如式(6)所示；

18、

19、式中：r為立方體的邊長(zhǎng)，n(r)是覆蓋物體所需的小立方體的數(shù)量；

20、三、集料特征參數(shù)相關(guān)性分析

21、對(duì)集料平均硬度參數(shù)ahp和sio2/al2o3指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析，對(duì)均方根高度rq、峰態(tài)rku及分形維數(shù)d兩兩之間進(jìn)行相關(guān)性分析，從集料平均硬度參數(shù)ahp、sio2/al2o3指標(biāo)、均方根高度rq、峰態(tài)rku及分形維數(shù)d中選取無(wú)相關(guān)性的參數(shù)作為集料特征參數(shù)；

22、四、多元線性回歸模型的建立

23、將集料、礦粉與瀝青混合制備得到瀝青混合料試件，測(cè)試得到瀝青混合料試件的動(dòng)態(tài)摩擦系數(shù)μ，通過(guò)步驟三中的集料特征參數(shù)，建立得到瀝青混合料抗滑性能的多元線性回歸模型，然后通過(guò)多元線性回歸模型預(yù)估計(jì)算瀝青混合料抗滑性能，從而完成融合集料礦物與紋理特性的瀝青混合料抗滑性能的預(yù)估方法。

24、本發(fā)明融合集料礦物與紋理特性的瀝青混合料抗滑性能的預(yù)估方法主要包括集料礦物參數(shù)獲取、集料紋理參數(shù)獲取、集料特征參數(shù)相關(guān)性分析和多元線性回歸模型的建立過(guò)程，從集料平均硬度參數(shù)ahp、sio2/al2o3指標(biāo)、均方根高度rq、峰態(tài)rku和分形維數(shù)d中選取無(wú)相關(guān)性的參數(shù)作為集料特征參數(shù)。

25、傳統(tǒng)路面抗滑性能預(yù)測(cè)模型主要以紋理為基礎(chǔ)，未考慮集料礦物化學(xué)組成的影響，本發(fā)明在考慮紋理指標(biāo)的基礎(chǔ)上、引入集料礦物化學(xué)參數(shù)，借助spss軟件建立多元線性回歸模型來(lái)預(yù)測(cè)瀝青混合料抗滑性能，本發(fā)明為節(jié)約人力、物力資源，準(zhǔn)備快速獲取瀝青路面抗滑性能提供了新途徑。

技術(shù)特征：

1.融合集料礦物與紋理特性的瀝青混合料抗滑性能的預(yù)估方法，其特征在于該預(yù)估方法按照以下步驟實(shí)施：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的融合集料礦物與紋理特性的瀝青混合料抗滑性能的預(yù)估方法，其特征在于步驟一所述的集料為人造集料或者天然集料。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的融合集料礦物與紋理特性的瀝青混合料抗滑性能的預(yù)估方法，其特征在于所述的人造集料為煅燒鋁礬土，所述的天然集料為玄武巖或者石灰石。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的融合集料礦物與紋理特性的瀝青混合料抗滑性能的預(yù)估方法，其特征在于步驟二中sio2/al2o3指標(biāo)通過(guò)x射線熒光光譜儀測(cè)試得到。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的融合集料礦物與紋理特性的瀝青混合料抗滑性能的預(yù)估方法，其特征在于步驟二中采用激光顯微鏡得到集料表面的紋理圖像，以獲取均方根高度rq、峰態(tài)rku及分形維數(shù)d。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的融合集料礦物與紋理特性的瀝青混合料抗滑性能的預(yù)估方法，其特征在于步驟三中相關(guān)性分析過(guò)程中，當(dāng)相關(guān)性系數(shù)r2＞0.7，則表示兩個(gè)參數(shù)具有相關(guān)性，當(dāng)相關(guān)性系數(shù)r2＜0.7，則表示兩個(gè)參數(shù)無(wú)相關(guān)性。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的融合集料礦物與紋理特性的瀝青混合料抗滑性能的預(yù)估方法，其特征在于步驟四中將集料、礦粉和瀝青進(jìn)行拌和，壓實(shí)處理后得到瀝青混合料試件。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的融合集料礦物與紋理特性的瀝青混合料抗滑性能的預(yù)估方法，其特征在于步驟四中采用動(dòng)態(tài)摩擦系數(shù)測(cè)試儀測(cè)試得到瀝青混合料試件的動(dòng)態(tài)摩擦系數(shù)μ。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的融合集料礦物與紋理特性的瀝青混合料抗滑性能的預(yù)估方法，其特征在于步驟四中利用spss軟件中的多元線性回歸模塊，對(duì)步驟三中得到的集料特征參數(shù)作為自變量進(jìn)行回歸。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的融合集料礦物與紋理特性的瀝青混合料抗滑性能的預(yù)估方法，其特征在于步驟四中當(dāng)自變量的統(tǒng)計(jì)值p小于0.05，表明該自變量對(duì)瀝青混合料抗滑性能有顯著性影響。

技術(shù)總結(jié)
一種融合集料礦物與紋理特性的瀝青混合料抗滑性能的預(yù)估方法，本發(fā)明是要解決現(xiàn)有瀝青混合料長(zhǎng)期抗滑性能測(cè)試費(fèi)時(shí)費(fèi)力，受人為和環(huán)境影響，準(zhǔn)確性不足的問(wèn)題。預(yù)估方法：一、獲取集料平均硬度參數(shù)AHP，并測(cè)定集料的礦物成分中SiO<subgt;2</subgt;/Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;指標(biāo)；二、獲取集料紋理參數(shù)均方根高度、峰態(tài)及分形維數(shù)；三、集料特征參數(shù)相關(guān)性分析，選取無(wú)相關(guān)性的參數(shù)作為集料特征參數(shù)；四、通過(guò)集料特征參數(shù)建立瀝青混合料抗滑性能的多元線性回歸模型，通過(guò)多元線性回歸模型預(yù)估計(jì)算瀝青混合料抗滑性能。本發(fā)明在考慮紋理指標(biāo)的基礎(chǔ)上，引入集料礦物化學(xué)參數(shù)，借助SPSS軟件建立多元線性回歸模型來(lái)預(yù)測(cè)瀝青混合料抗滑性能，提高了準(zhǔn)確性。

技術(shù)研發(fā)人員：雷曉萍,李松,劉博學(xué)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：華設(shè)設(shè)計(jì)集團(tuán)北京民航設(shè)計(jì)研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9