本文選題：瀝青混合料 + 數(shù)字圖像處理技術(shù)��； 參考：《長沙理工大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：目前,瀝青混合料抗剪切性能不足和重載交通在瀝青層內(nèi)產(chǎn)生了很大的剪應(yīng)力,使得瀝青路面產(chǎn)生失穩(wěn)型車轍、荷載型裂縫等破壞。因此本文利用數(shù)字圖像處理技術(shù)開展室內(nèi)荷載條件下瀝青混合料微觀蠕變剪切破壞的形式與機(jī)理研究。運(yùn)用數(shù)字圖像處理技術(shù)分析混合料破壞前后不同級配內(nèi)部各層面孔隙率、CT數(shù)、損傷變量的變化規(guī)律并進(jìn)行分形分析。還考察內(nèi)部粗顆粒破壞前后運(yùn)動軌跡,后運(yùn)用有限元軟件來驗(yàn)證運(yùn)用數(shù)字圖像做數(shù)值模擬的適用性。運(yùn)用數(shù)字圖像處理技術(shù)將SPT蠕變試驗(yàn)剪切破壞前后CT圖像進(jìn)行二值化,計算出空隙率,試件剪切破壞多發(fā)生在其初始空隙分布較密集處。各級配試件初始CT數(shù)呈現(xiàn)“兩頭大,中間小”的規(guī)律,這跟空隙率分布規(guī)律相對應(yīng)。CT數(shù)大小與密度成正比,剪切破壞后試件空隙率較大的中間層CT數(shù)下降更為明顯。損傷變量最大值出現(xiàn)在空隙率比較大的試件中部,即剪切破壞較嚴(yán)重,AC-13級配的損傷變量均高于SMA-13級配,得出SMA-13級配抗蠕變剪切性能更強(qiáng)。瀝青混合料蠕變剪切破壞前后過程具有分形特征。分析了粗顆粒破壞前后的軌跡,其中試驗(yàn)前后顆粒平動位移量平均值和離散性能,級配AC-13大于SMA-13,兩級配位移量在試件中間層位較大;位移平動角整體均值和標(biāo)準(zhǔn)差級配AC-13大于SMA-13。剪切破壞后轉(zhuǎn)動軌跡即主軸方向變化,級配AC-13比SMA-13主軸方向波動稍大一點(diǎn);級配AC-13顆粒主軸方向的統(tǒng)一性大于SMA-13,SMA-13有更多的顆粒趨于水平排列;中間層位的主軸方向破壞前后差值比其它層略大,破壞極不均勻。同樣驗(yàn)證了級配SMA-13抗剪切的性能大于AC-13。通過ABAQUS數(shù)值模擬劈裂試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)均質(zhì)二維試樣的應(yīng)力分布皆比較有規(guī)律,而借助數(shù)字圖像處理技術(shù)重構(gòu)的二維非均值試樣劈裂試驗(yàn)相關(guān)應(yīng)力參數(shù)分布極不均勻,這跟實(shí)際的劈裂試驗(yàn)混合料受力情況相符合。應(yīng)力集中因子能很好地反映瀝青混合料的力學(xué)性能,從而驗(yàn)證了DIP-FEM方法的適用性。
[Abstract]:At present, the lack of anti shear performance of asphalt mixture and heavy load traffic have produced great shear stress in the asphalt layer, which causes the asphalt pavement to produce unstable rutting and load type cracks. Therefore, this paper uses digital image processing technology to carry out the study of the form and mechanism of the micro creep shear failure of asphalt mixture under indoor load conditions. The digital image processing technology is used to analyze the porosity, the CT number, the variation of the damage variable and the fractal analysis of the different gradations of the different gradations before and after the damage of the mixture. The motion trajectory of the internal coarse particles before and after the destruction is also investigated. Then the applicability of the numerical simulation using the digital image is verified by the finite element software. The two values of the CT image before and after the shear failure of the SPT creep test are calculated by the technology, and the void fraction is calculated. The shear failure of the specimen is mostly in the dense initial gap distribution. The initial CT number of the specimens at all levels presents the law of "two heads and the middle", which is proportional to the size of the void ratio and the density of the.CT and the shear failure. The CT number of the middle layer in the middle layer is more obvious. The maximum damage variable appears in the middle part of the specimen with larger void ratio, that is, the shear failure is more serious, and the damage variable of the AC-13 gradation is higher than that of the SMA-13 gradation. It is concluded that the creep shear performance of the SMA-13 gradation is stronger. The process of the asphalt mixture before and after the creep shear failure is divided. The trajectory of the coarse particle before and after the damage is analyzed, in which the average and discrete performance of the particle translational displacement before and after the test, the gradation AC-13 is greater than SMA-13, the two gradation displacement is larger in the middle layer of the specimen; the overall mean of the displacement translational angle and the standard difference gradation AC-13 are larger than the rotation path of the spindle after the shear failure, that is, the change of the main axis direction. AC-13 is slightly larger than the SMA-13 spindle direction, and the uniformity of the spindle direction of the graded AC-13 particles is greater than that of SMA-13, and more particles in SMA-13 tend to be horizontally arranged, and the difference value of the main axis direction before and after failure is slightly larger than the other layers, and the damage is extremely uneven. It is also verified that the anti shear performance of the grade SMA-13 is greater than that of AC-13. through ABAQUS. It is found that the stress distribution of homogeneous two dimensional specimens are all regular, and the distribution of related stress parameters of two dimensional non mean sample splitting test reconstructed by digital image processing technology is very uneven, which coincide with the actual stress condition of the actual split test. The stress concentration factor can reflect the asphalt mixture well. The applicability of the DIP-FEM method is verified by the mechanical properties of the aggregate.
【學(xué)位授予單位】：長沙理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U414;TP391.41

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本文編號：2089340