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随着我国公路网日益完善,高速公路在我国道路建设中起着越来越重要的作用,高速公路通常铺设在野外,受自然因素影响较大。我国北方大面积为季冻区,高速公路的路用性能在行车荷载和冻融循环共同作用下快速下降,提高道路抗冻性和耐久性刻不容缓。随着对道路材料研究的不断深入,对沥青混合料的研究逐渐由宏观层次向细观层次转移。传统研究方法无法反映混合料真实内部结构的变化,为分析冻融循环下的混合料细观损伤机理及内部结构变化,需借助CT扫描等无损检测手段进行研究。本文结合吉林省交通科技项目“水-温耦合作用下玄武岩纤维沥青混凝土损伤特性及机理研究”,对玄武岩纤维SMA-13混合料和木质素纤维SMA-13混合料的抗冻融能力进行研究。首先从宏观层次入手,研究两种沥青混合料的空隙率和力学指标随冻融循环的变化规律;然后借助CT机获取两种沥青混合料在不同冻融损伤周期的扫描图像,使用数字图像处理技术对扫描图像进行处理,分析试件的内部结构随冻融循环的变化规律。本文所做的研究工作如下:1.在SMA-13中添加玄武岩纤维和木质素纤维,测试原材料性能,对两种沥青混合料进行配合比设计;2.对冻融循环损伤实验条件进行拟定,主要分析并确定试验的冻融时间、冻融温度和冻融循环次数。对冻融循环作用下的两种沥青混合料进行空隙率试验、稳定度试验、劈裂试验和间接拉伸试验。研究沥青混合料的体积指标和力学指标随冻融循环次数的演化规律,以损伤度为指标对两种沥青混合料的抗冻融损伤能力做出评价;3.借助CT扫描技术获取两种沥青混合料在不同冻融循环周期中的扫描图像,分析并确定扫描参数,如扫描层厚度、管电压、毫安秒等。使用数字图像处理技术对获取的图像进行处理,使图像更加适用于统计分析。对试件中各断面空隙率和空隙数目进行统计,研究空隙在试件中的空间分布规律;4.冻融循环作用下沥青混合料的力学性能下降原因是多方面的,单以空隙率为指标进行分析并不能对沥青混合料内部细观结构损伤机理进行准确描述,现以扫描空隙率、空隙数量、圆度、分形维数、长短轴比和棱角性为指标,对沥青混合料中空隙特征随冻融循环的变化规律进行研究;