瀝青路面細觀結構特性與衰變行為

    瀝青路面是由集料、瀝青和空隙形成的複雜多相複合材料。瀝青路面的使用性能與其組成材料的形態、性能和組成材料之間界面特性等細觀參數密切相關。《瀝青路面細觀結構特性與衰變行為》綜合運用X射線CT掃瞄技術、數字圖像分析技術、分形理論等方法首次對集料的形態、形貌和空隙的空間分佈理論進行了系統研究；通過連續介質理論和多孔固體力學相結合，分析了寧隙的力學特性。建立了多個空隙衰變模型；基於室內試驗、數字圖像分析技術和離散元法（DEM），對瀝青混合料中空隙分佈的衰變行為進行深入探討；利用拓撲優化方法等手段，提出了瀝青混合料細觀特徵對瀝青路面宏觀性能的影響規律。
    《瀝青路面細觀結構特性與衰變行為》可供從事道路工程科研、教學和工程設計人員參考使用，也可作為相關專業研究生教材或學習參考書。

序
前言
第1章 緒論
1.1 引言
1.1.1 瀝青混合料多尺度問題
1.1.2 瀝青混合料集料特性問題
1.1.3 瀝青混合料空隙信息挖掘問題
1.1.4 瀝青混合料瀝青集料界面行為問題
1.2 瀝青混合料集料特性研究進展
1.3 瀝青混合料字隙信息挖掘研究進展
1.3.1 瀝青混合料空隙模型的研究進展
1.3.2 瀝青混合料空隙率影響因素的研究進展
13.3 空隙率對瀝青混合料技術性能的影響研究進展
1.3.4 空隙在邊緣學科中的研究進展
1.4 瀝青混合料集料／瀝青界面行為研究進展
參考文獻

第2章 理論基礎與技術途徑
2.1 分形理論
2.1.1 分形與分維的定義
2.1.2 分形的㈠相似性
2.1.3 分形的無標度性
2.1.4 分形理論在瀝青混合料研究中的應用
2.2 X射線CT技術
2.3 離散元法
2.3.1 基本思想
2.3.2 基本方程
2.3.3 接觸本構模型
2.3.4 離散元法的程序實現
2.3.5 顆粒流程序的解題途徑
2.4 拓撲優化埋淪
2.4.1 拓撲優化基本原理
2.4.2 連續體拓撲優化方法
2.4.3 拓撲優化的應用
參考文獻

第3章 瀝青混合料集料幾何特性
3.1 集料的幾何形態特性
3.1.1 集料的數字化方法
3.1.2 集料幾何形態特性
3.1.3 集料幾何形態特性二維解析
3.1.4 集料幾何形態特性三維解析
3.1.5 集料機械篩分與理論篩分的相關性
3.2 集料的表面形貌特性
3.2.1 集料形貌特徵的量化指標
3.2.2 集料形貌特徵的多維解析
3.2.3 集料表面形貌的理論構造
3.2.4 單參數指標對集料表面形貌的影響
3.3 集料的加工與遺傳特性
3.3.1 集料破碎理論
3.3.2 破碎過程中的能量守恆
3.3.3 破碎過程中的熵平衡
3.4 級配與空隙形成理論
3.4.1 骨架空隙的形成原理
3.4.2 集料級配分維與空隙率的關係
3.4.3 影響空隙率變異的因素
參考文獻

第4章 瀝青混合料空隙信息獲取方法
4.1 空隙分佈描述的基本參數
4.1.1 空隙率與連通空隙率
4.1.2 空隙等效直徑
4.1.3 空隙數量
4.1.4 空隙分維數
4.1.5 空隙形貌
4.1.6 比表面積
4.2 空隙空間分佈描述的數學方法
4.2.1 經典的統計學方法
4.2.2 拓撲學方法
4.2.3 分形幾何方法
4.2.4 重正化群方法
4.2.5 譜密度方法
4.3 空隙空間分佈描述的試驗方法
4.3.1 壓汞法
4.3.2 氣體吸附法
4.3.3 X射線層析攝像法
4.3.4 小角度X射線散射法
4.3.5 光學法
4.4 空隙分形的測試評價方法
4.4.1 圖像分析法
4.4.2 壓汞法
4.4.3 X射線小角度散射法
參考文獻

第5章 瀝青混合料空隙力學特性
5.1 不同狀態下空隙體積模量數學模型
5.1.1 多孔瀝青混合料空隙模型概念化
5.1.2 基於Betti定理的空隙體積模量數學模型
5.1.3 空隙體積模量的溫度影響關係
5.2 有限空隙力學特性
5.3 空隙力學特性數值模擬
5.3.1 模型的建立與參數的選擇
5.3.2 骨料變形特性
5.3.3 不同荷載下空隙變形特性
參考文獻

第6章 瀝青混合料空隙CT圖像解析
6.1 基於CT技術的瀝青混合料數字圖像處理與識別
6.1.1 瀝青混合料數字圖像的獲取
6.1.2 瀝青混合料數字圖像的處理
6.1.3 空隙的屬性表徵與評價
6.2 瀝青混合料CT圖像二維解析
6.3 瀝青混合料CT圖像空間解析
6.4 空隙級配分析法
6.5 空隙的分形表達
參考文獻

第7章 瀝青混合料空隙分佈特性
7.1 試件製備與室內試驗評價
7.1.1 多孔瀝青混合料試件製備方案
7.1.2 多孔瀝青混合料試件製備
7.1.3 開級配瀝青混合料與SMA試件的製備
7.2 瀝青混合料空隙橫向分佈特性
7.3 瀝青混合料空隙豎向分佈特性
7.3.1 空隙特徵提取圖像分析
7.3.2 空隙特徵參數分析
7.3.3 空隙豎向級配分析
7.3.4 豎向空隙與橫向空隙對比分析
7.3.5 空隙輪廓分維數與面積分維數關係分析
7.4 瀝青混合料空隙空間分佈特性
7.4.1 空隙率的空間分佈規律
7.4.2 空隙等效直徑的空間分佈規律
7.4.3 空隙數量的空間分佈規律
7.4.4 空隙分維數的空間分佈規律
7.4.5 空隙級配走向規律分析

第8章 瀝青混合料空隙分佈影響因素
8.1 礦料級配對瀝青混合料空隙分佈特性的影響
8.1.1 不同級配對瀝青混合料空隙分佈特性
8.1.2 空隙橫向分佈與豎向分佈的對比
8.2 壓實功對瀝青混合料空隙分佈特性的影響
8.3 壓實方法對瀝青混合料空隙分佈特性的影響

第9章 多孔瀝青路面空隙衰變行為
9.1 基於X-CT技術的空隙衰變試驗評價
9.1.1 空隙分佈對瀝青混合料劈裂抗拉強度影響
9.1.2 瀝青混合料空隙分維數與滲透性能的關係
9.1.3 多孔瀝青混合料空隙衰變行為探索
9.2 基於連續介質線彈性理論的空隙衰變模型
9.2.1 具有空隙的線彈性材料理論
9.2.2 基於連續介質線彈性理論的瀝青混合料參數及其確定方法
9.2.3 多孔瀝青混合料空隙衰變規律
9.3 空隙衰變的龔帕斯模型及衰變行為
9.3.1 空隙衰變的龔帕斯模型
9.3.2 龔帕斯模型參數的確定
9.3.3 基於龔帕斯模型的空隙衰變行為規律
9.3.4 基於龔帕斯模型的空隙率預測模型
參考文獻

第10章 基於DEM的多孔瀝青路面空隙衰變規律
10.1 瀝青結合料二維數字重構及離散元模型
10.1.1 瀝青結合料的數字重構及離散元模型
10.1.2 集料顆粒的數字重構及離散元模型
10.1.3 瀝青混合料的數字重構及離散元模型
10.1.4 不同空隙率瀝青混合料模型的生成
10.2 間接拉伸試驗的數值模擬
10.2.1 幾何模型的構建
10.2.2 試驗條件的模擬
10.2.3 數值模擬結果與分析
10.2.4 不同加載速率下間接拉伸試驗模擬
10.3 多孔瀝青路面力學響應的數值模擬
10.3.1 模型的建立與參數選擇
10.3.2 力學響應模擬
10.3.3 不同荷載下空隙衰變的模擬
參考文獻

第11章 基於拓撲優化方法的瀝青混合料細觀結構設計
11.1 瀝青混合料強度特性優化
11.1.1 瀝青混合料應變能與空隙率關係
11.1.2 瀝青混合料強度與應變能關係
11.1.3 瀝青混合料強度與空隙率關係
11.2 瀝青混合料排水性能優化
11.2.1 瀝青混合料的滲透性與空隙關係
11.2.2 基於拓撲優化的滲透模型
11.3 瀝青混合料降噪性能優化
11.3.1 輪胎／路面噪聲產生機理及控制方法
11.3.2 基於降噪的瀝青混合料空隙結構優化
參考文獻