针对目前沥青混合料细观结构认识不足、现有的空隙评价指标不能全面反映沥青混合料的所有内涵和外延,本项目以具有较大空隙的多孔沥青混合料为载体,采用多学科研究方法综合应用,围绕空间空隙的精细评价和衰变行为开展系统研究。以自主开发的集料数字评价系统研究了不同类型集料的几何特性,提出了集料形态、形貌、棱角性等的评价方法与指标;通过对比分析,提出了空隙信息的数学和试验方法,获取了空隙分布的表征参数;推导了基于Betti定理空隙体积模量数学模型,分析了有限空隙的力学特性;研究并提出了多孔沥青混合料空隙横向、竖向和空间分布规律,对矿料级配、压实功和压实方法等因素进行了影响规律分析;通过X-CT技术、分形理论和室内试验相结合,研究了空隙衰变行为;并建立了分别基于连续介质线弹性理论和龚帕斯曲线两个空隙衰变模型;以DEM为平台,研究并发现了空隙的细观特性和衰变规律;基于拓扑优化方法,初步研究了基于强度特性、渗透性能和降噪性能的多孔沥青混合料空隙优化设计方法。研究成果初步实现了多孔沥青混合料细观结构信息的深入挖掘和虚拟评价,揭示了沥青混合料的内在规律和本质属性,有助于深入认识一些沥青路面病害的形成机理。
英文主题词asphalt mixture; air voids; micro-structure; distribution laws; reduction behavior