文献综述（或调研报告）：
近年来，许多学者通过研究冻融循环对沥青混合料的影响，试图描绘沥青混凝土内部结构特征与性能之间的联系，提出沥青冻融的模型，相关领域己经取得相当多的研究成果，己有学者通过CT联合图像处理技术研究了沥青混凝土在冻融损伤过程中的破环机理，但是其主要在冻融循环的方面，还存在一定的误差，并不能等同于实际意义上季冻区的运营中的情况，研究中也已意识到了外加荷载的影响并提出了与之相关的未来展望。
随着现代科学技术的发展，X-Ray断层(CT)扫描技术应用越来越广泛，这种无损检测技术越来越多地被现阶段研究学者利用来获取沥青混合料细致的内部结构。X-ray CT技术可以从微观层次对多孔介质进行表征，且在扫描之前无需对样品处理，在扫描之后样品能保持完整以供进一步实验。根据现有研究结果，X-ray CT扫描结合图像处理技术可对沥青混合料中内部的损伤情况和变化都直观、细致地进行有效显示，故该技术用于沥青混合料冻融损伤以及耦合条件下的损伤机理研究是十分合适的。
一、沥青混合料在冻融循环条件下的研究现状
沥青混合料作为我国高速公路的主要的路面外部结构物，时刻与各种形态的水分接触，并且收车辆荷载的直接影响，尤其在沥青混合料中的水分结冰融冻之后，会与众多因素一同致使材料内部的微缺陷逐渐萌生、扩展直至造成不可逆的材料或宏观力学性能的劣化，最终导致路面结构的破坏。对于这类型的损坏，人们往往联系为沥青路面的水损害，却忽略了荷载作用。国内缪逸辰等人在以往的研究中也提到相关的重点，分析了由于水分的存在对沥青混合料性能造成的影响，揭示在水-荷载耦合状态下沥青混合料的局部材料响应及损伤规律。同时，还有研究（张倩，李泽，温志广，杨永红等）基于冻融受荷多因素耦合作用的沥青混合料寿命预估更接近路面实际工作状况，因此建立多因素耦合作用下的寿命预估模型将是寒区沥青混合料未来研究的热点。因此，本课题很有必要进行多种工况的实验，更真实的反应沥青的损害情况。
各国科学研究者就冻融循环条件下的沥青混合料的破坏理论己做了大量的研究，得出了一系列的研究成果，其中有冻胀开裂-静水压力、表面剥落-粘结-剥落等最为流行，假说虽不完全一样，但是研究者支持细观特征的变化对整体宏观性能的影响，均强调了孔隙中的水在温度下降时冰的体积膨胀与沥青混合料冷缩的性质不一致，水分迁移以及水分在温度变化下的膨胀收缩，使沥青混合料的内部萌生微裂纹，同时还会伴随着沥青-集料界面的侵蚀剥落损伤，造成沥青混合料中界面和空隙发生变化。功亚丰利用图像处理技术总结了沥青混合料的空隙率和形态变化，从微观上解释了沥青混合料冻融循环（FT）损伤的发展过程。改性沥青混合料经过FT循环后，内部结构迅速产生大孔隙，并迅速扩展，导致性能显著下降。实验早期和中期沥青样品会产生大量孔隙，然后随着FT循环次数的增加，孔隙数量发展缓慢。随着FT循环次数的增加，沥青混合料的孔隙数目和形貌发生了一系列变化：孔隙率增加，进入试件的水分不断增加。此外，高温水浴熔融增加了试样与水的接触面积，加剧了损失现象，这些都削弱了沥青混合料的使用性能。高温水浴造成的损坏，这也是该研究的不足之处。
国内外关于评价沥青损害进行了广泛的研究，这对于本课题如何评价沥青的损坏有很高的借鉴价值。Ercan Ozgan等人通过采集公路路段的沥青岩心样品，尤其对冻融循环作用下沥青混凝土的MS值进行了预测，建立了冻融循环作用下沥青混凝土MS值的预测模型，该模型重在可以进行现场的评价。Eric Lachance-Tremblay,Daniel Perraton, Michel Vaillancourt, Herve Di Benedetto Saeed Badeli, Alan Carter, Guy Dore, Saeed Saliani等人对含芳纶纸浆纤维(APF)的沥青混合料耐久性和性能比如：冻融循环前后的复模量、疲劳和TSRST试验. 纤维外加剂主要用作沥青路面的补强材料进行了评价。结果表明，APF能够提高GB20混合料的抗冻融耐久性，也可以提高GB20混合料的低温开裂和重载性能。谭忆秋，赵立东，蓝碧武，孟良等认为宜将抗压回弹模量是作为评价混合料抗冻融损坏能力的和寿命预估的主要指标。沥青混合料冻融循环后抗压回弹模量损伤最为明显，因而可以将其作为主要测试指标。他们借鉴水泥混凝土抗冻性研究成果，可根据沥青混合料冻融过程中抗压回弹模量下降到初始值的60% 时对应的冻融循环次数 N，确定其抗冻融寿命。胡靖等人通过层次分析体系计算，细观结构影响按照权重排序为：粗集料含量gt;集料粒径gt;沥青砂浆粘弹性能gt;集料棱角性gt;集料形态gt;孔隙体积gt; 孔隙率gt;孔隙分布。结合各截面不同粒径范围集料颗粒所占比例，采用加权计算方法获取了不同截面集料体系的权维数值，有效评估了各集料颗粒的分形特征影响。
这些国内外的研究者也注意到了实验中或是数据处理过程中产生的误差，这对于本课题也有很大的启示。功亚丰对沥青样本的图像处理是基于识别出的孔隙进行的，小于CT扫描仪分辨率的孔隙是他现阶段不能解决的事。同时，胡靖等人使用分区域最大类问方差法虽能较好的还原细观结构形貌特征，但在处理集料与孔隙结构数值有限元模型时，对孔隙结构进行了较大的简化，虽然减小了建模成本、增大了数值收敛性，也不可避免地造成了一定程度的误差。综观国内外研究现状，冻融循环对沥青混合料性能的宏观性能的损害是微观尺度上沥青混合料内部结构累积变化的反应，例如沥青混凝土内部微裂缝、微孔洞会不断萌生、发展，表现为沥青与集料的界面粘结力持续衰减与表面宏观裂缝、剥落、松散、坑槽，因而冻融损伤机理研究需要从微观尺度进行研究，以三维角度的表征微观结构变化可以较好地体现冻融损伤机理。
二、基于X-ray CT及图像处理技术用于沥青混合料内部结构观测
随着科技的不断发展，近年来涌现出多种先进的实验技术，其中X-ray CT扫描技术就被许多研究者给予了高度关注。CT扫描可以通过射线源从各角度对样品投影后进行各方位扫描，成像后由设备接收，通过射线重构技术来取得试件中相距固定距离值的三通道像素图像，通过图像数值处理技术对这些三通道图处理后可得到试件立体图。CT技术的这些特点在沥青混合料的无损检测研究中意义重大，因为CT技术不但因成像精度高，拍摄处理效率高，就可以便捷获取沥青混合料的内部结构的扫描图，而且能够实现真正意义上的无损，正契合了无损研究的关键以及科学研究所需要的精确。
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