粗集料三维形态特征评价及基于其形态指标的沥青混合料性能优化研究

基本信息
批准号:51608266
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:20.00
负责人:张东
学科分类:
依托单位:南京工业大学
批准年份:2016
结题年份:2019
起止时间:2017-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:侯曙光,吴梦麟,张敏,张浩,徐杰
关键词:
沥青混合料粗集料形态性能优化
结项摘要

The significant effect of coarse aggregate morphology on asphalt mixture performances has been demonstrated by studies at home and abroad. Two-dimensional (2D) image is now usually used by researchers to study the coarse aggregate morphology. And the coarse aggregate morphological indices have not been introduced into the design of asphalt mixture to improve its performances. In view of the defect of 2D image method and the research need, this project proposes to study the methods for characterizing the three-dimensional (3D) morphology of coarse aggregates and study the method for optimizing the performances of asphalt mixture based on coarse aggregate morphological indices. The image acquisition system will be developed and the 3D reconstruction algorithms will be proposed to characterize the 3D shape and angularity of coarse aggregates. And the roughness tester will be introduced to characterize the 3D texture of coarse aggregates. The coarse aggregate morphological indices will then be introduced into the asphalt mixture design by means of gradation design. To optimize the performances of asphalt mixture, the objective function of gradation design and the equation of gradation design will be established to screen the coarse aggregate gradation and solve the optimum coarse aggregate gradation. The research results of this project will contribute to build the 3D index system of coarse aggregate morphology, which will lay the scientific basis for the quality inspection and quality control of coarse aggregates and for the performance improvement of asphalt mixture. Furthermore, the proposed method for optimizing the performances of asphalt mixture based on coarse aggregate morphological indices will provide an effective technical approach to enhance the performances of asphalt mixture.

粗集料形态对沥青混合料性能的重要影响已被国内外的研究所证明。目前绝大部分研究使用二维图像评价粗集料的形态特征,且粗集料形态指标尚未被引入沥青混合料的设计中改进其性能。针对二维图像方法的缺陷和研究需求,本项目研究粗集料三维形态特征的评价方法和基于其形态指标的沥青混合料性能优化方法。通过研制图像采集系统和构建三维重构算法完成粗集料多视角二维图像的采集和三维图像的重建,实现形状和棱角的三维评价;通过引进粗糙度测试仪实现纹理的三维评价。以级配设计为桥梁,将粗集料形态指标引入沥青混合料的设计中,通过建立级配设计目标函数和级配设计方程筛选粗集料级配和求解最优级配,实现沥青混合料性能的优化。项目的研究成果有助于构建粗集料形态三维评价指标体系,为粗集料的质量检验、质量控制以及沥青混合料的性能优化奠定科学依据;所提出的基于粗集料形态指标的沥青混合料性能优化方法可为改善沥青混合料的性能提供有效的技术途径。

项目摘要

粗集料形态对沥青混合料性能的重要影响已经被国内外的研究所证明。在过去二十年中,对粗集料形态特征已经有了大量研究,但绝大部分都是基于粗集料二维图像的方法。本项目从粗集料形状、棱角和纹理的定义出发、立足现有技术和结合工程实际,提出研究粗集料形状、棱角和纹理的三维评价指标。通过高精度三维扫描仪实现了粗集料三维点云数据的采集,建立了粗集料三维样本库。通过Khachiyan算法,建立问题模型,得到满足包围粗集料所有点数据的椭球方程,然后通过线性规划的思想,利用凸优化方法求得最优解,从而找到体积最小的能够包围所有顶点的椭球。通过调整椭球重心,改变椭球轴长的方法得到拟合误差最小的椭球。基于粗集料点云数据,构建了粗集料棱角评价指标,并验证了该指标的合理性,解决了粗集料三维棱角表征问题。通过构建理想纹理几何体,对比研究了Laplacian平滑、距离加权Laplacian平滑、曲率加权Laplacian平滑及Taubin平滑算法在纹理平滑方面的效果,并基于此提出了改进的拉普拉斯平滑算法。针对改进的拉普拉斯平滑算法,系统研究了遍历范围、平滑界限、平滑因子以及网格精度对平滑结果的影响,提出了最优化的平滑参数组合,解决了粗集料纹理的三维表征问题。本项目的研究成果有助于构建粗集料形态三维评价指标体系,为粗集料的质量检验、质量控制以及沥青混合料的性能优化奠定科学依据。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

粗颗粒土的静止土压力系数非线性分析与计算方法

粗颗粒土的静止土压力系数非线性分析与计算方法

DOI:10.16285/j.rsm.2019.1280
发表时间:2019
2

正交异性钢桥面板纵肋-面板疲劳开裂的CFRP加固研究

正交异性钢桥面板纵肋-面板疲劳开裂的CFRP加固研究

DOI:10.19713/j.cnki.43-1423/u.t20201185
发表时间:2021
3

特斯拉涡轮机运行性能研究综述

特斯拉涡轮机运行性能研究综述

DOI:10.16507/j.issn.1006-6055.2021.09.006
发表时间:2021
4

基于SSVEP 直接脑控机器人方向和速度研究

基于SSVEP 直接脑控机器人方向和速度研究

DOI:10.16383/j.aas.2016.c150880
发表时间:2016
5

栓接U肋钢箱梁考虑对接偏差的疲劳性能及改进方法研究

栓接U肋钢箱梁考虑对接偏差的疲劳性能及改进方法研究

DOI:10.3969/j.issn.1002-0268.2020.03.007
发表时间:2020

张东的其他基金

批准号:41573095
批准年份:2015
资助金额:73.00
项目类别:面上项目
批准号:31471406
批准年份:2014
资助金额:85.00
项目类别:面上项目
批准号:50208015
批准年份:2002
资助金额:8.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51166008
批准年份:2011
资助金额:49.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:31872937
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:11504366
批准年份:2015
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51107136
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51106033
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41103053
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30970445
批准年份:2009
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:31572305
批准年份:2015
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:81302153
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31671561
批准年份:2016
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:40606044
批准年份:2006
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31672101
批准年份:2016
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:31271441
批准年份:2012
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:31260271
批准年份:2012
资助金额:50.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:41576161
批准年份:2015
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:20344003
批准年份:2003
资助金额:6.00
项目类别:专项基金项目
批准号:20474043
批准年份:2004
资助金额:24.00
项目类别:面上项目
批准号:50472090
批准年份:2004
资助金额:24.00
项目类别:面上项目
批准号:31201741
批准年份:2012
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61100170
批准年份:2011
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:U1730117
批准年份:2017
资助金额:62.00
项目类别:联合基金项目
批准号:31872964
批准年份:2018
资助金额:59.00
项目类别:面上项目
批准号:41276142
批准年份:2012
资助金额:72.00
项目类别:面上项目
批准号:81371292
批准年份:2013
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:51806093
批准年份:2018
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51477168
批准年份:2014
资助金额:94.00
项目类别:面上项目
批准号:41771447
批准年份:2017
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:21244002
批准年份:2012
资助金额:10.00
项目类别:专项基金项目
批准号:30200290
批准年份:2002
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:29674004
批准年份:1996
资助金额:8.50
项目类别:面上项目
批准号:31560313
批准年份:2015
资助金额:40.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:20874074
批准年份:2008
资助金额:32.00
项目类别:面上项目
批准号:31301753
批准年份:2013
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

基于粗集料细观形态定量表征与协同优化的沥青混合料骨架接触特性及变异行为研究

批准号:51878063
批准年份:2018
负责人:汪海年
学科分类:E0809
资助金额:61.00
项目类别:面上项目
2

粗集料接触参数对沥青混合料细观损伤机制影响研究

批准号:51608045
批准年份:2016
负责人:牛冬瑜
学科分类:E0809
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
3

基于胶浆-集料界面区结构优化的复合沥青混合料高性能化机理研究

批准号:50908021
批准年份:2009
负责人:王振军
学科分类:E0809
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
4

基于矿料三维形态特征的沥青路面抗滑设计方法

批准号:51178013
批准年份:2011
负责人:苗英豪
学科分类:E0809
资助金额:60.00
项目类别:面上项目