基于三維分形維數的瀝青路面抗滑性能研究

冉茂平,肖旺新,周興林,張　云,謝旭飛

(1.武漢科技大學 汽車與交通工程學院，湖北　武漢　430081；

2.交通運輸部公路科學研究院，北京　100088)

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基于三維分形維數的瀝青路面抗滑性能研究

冉茂平1,肖旺新2,周興林1,張云1,謝旭飛1

(1.武漢科技大學 汽車與交通工程學院，湖北武漢430081；

2.交通運輸部公路科學研究院，北京100088)

摘要：運用改進的立方體覆蓋法計算路表微觀構造三維分形維數。利用該方法計算了4種路面常用石料的瀝青混合料試件的三維分形維數，并與擺式摩擦儀測量結果進行對比分析，結果表明：分形維數D越大，微觀構造越豐富；分形維數D和摩擦系數值F是相互對應的，分形維數D越大，對應的摩擦系數F也越大，其抗滑性能越好。

關鍵詞：道路工程；瀝青路面；微觀形貌；三維分形維數；抗滑性；摩擦系數

0引言

研究發現，瀝青路面抗滑性能的好壞對道路使用安全性非常重要。目前一般認為瀝青路面抗滑性能是由瀝青混合料顆粒間的宏觀構造深度和集料表面自身的微觀構造兩方面提供。大量研究證明[1-2],瀝青路表的微觀構造對抗滑能力的貢獻較大。由于瀝青路面微觀紋理呈現出相似性或自仿射性，因此許多學者采用分形理論對瀝青路面微觀紋理進行量化，取得了一定的成果[3-6]。但大多數對瀝青路面微觀紋理的分形計算都借助數字圖像處理技術，且基于二維分形，不直觀。基于此，本文采用改進的立方體覆蓋法，在獲取路面三維微觀形貌的基礎上計算路表微觀構造的三維分形維數，并與擺式摩擦儀進行對比，分析分形維數與抗滑性間的關系。……