随着道路服役期的推移,沥青路面的温缩开裂问题逐渐突显,由于不可抗力的环境影响,致使此类病害难以完全消除,只能采取一些手段最大限度地减少该现象的发生,其中原材料和级配的优化组合是目前较为有效的改善措施,也是国际前沿研究的重点内容。因此本文对集料和沥青的特征参数以及级配的表征指标进行定量分析,同时将沥青混合料的温缩性能量化处理,利用灰色关联理论将其分别与集料、沥青和级配的表征指标建立联系,得到影响沥青混合料温缩性能的关键指标,对其优化处理则可显著改善其温缩性能。主要研究内容如下:（1）对卵石、玄武岩和石灰岩的2.36mm～4.75mm、4.75mm～9.5mm、9.5mm～13.2mm和13.2mm～16mm粒料拍照,采用Image Pro Plus软件进行图像灰度化处理,测量集料颗粒的尺寸及形态参数并对比分析;对集料的表面能和酸碱性进行量化;利用自主研发的设备设计线收缩系数试验,测定集料和以集料作为单一变量的沥青混合料在不同速率下的温缩系数。结果表明,石灰岩的碱性最强,玄武岩次之,卵石呈弱酸性;卵石及其混合料的温缩性能最差,石灰岩的最好;速率变化越快,沥青混合料的温缩性能越差,但相较于速率变化,集料的差异对混合料温缩性能的影响更为显著;关联度结果显示,集料的温缩系数对混合料温缩性能的影响最大,其次是碱值、凹度、粗糙度、轴向系数、棱角参数、圆度和费雷特直径。（2）基于表面能理论分别对70#基质沥青、90#基质沥青、SBS改性沥青和橡胶沥青与集料的粘附性进行定量分析;采取针入度指数、粘温曲线的斜率、针入度粘度指数和粘温指数综合评价沥青的感温性;通过流变性能试验量化沥青的高低温性能;设计沥青材料的温缩性能试验并测出温缩系数;以沥青为单一变量进行混合料温缩性能试验。结果表明,卵石与70#基质沥青的粘附性最差;四种沥青的感温性能、高温性能、低温性能、温缩性能以及混合料的温缩性能的优劣排序均为:SBS改性沥青＞橡胶沥青＞70#基质沥青＞90#基质沥青;关联度结果显示,沥青材料的温缩系数和弯曲蠕变劲度斜率值会对混合料的温缩性能造成较大影响,其次是沥青的粘温曲线斜率值。（3）基于分形理论的适用性对矿料级配进行评价,利用分维值大小表征四种设计级配的差异;通过温缩性能试验研究不同级配下的沥青混合料温缩性能变化规律。结果表明,粗级配比细级配拥有更低的分维数,并且粗级配沥青混合料的温缩性能更好;分维数与混合料温缩系数的关联度达0.862,表明级配差异对沥青混合料的温缩性能影响显著;根据不同原材料和级配条件下沥青混合料的温缩系数随温度的变化起伏,发现沥青对混合料的温缩性能影响较大,集料造成的影响次之,级配差异对其影响较小。
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