- 文献综述（或调研报告）：
近20年来钢渣逐步运用于道路工程中，钢渣沥青混合料成为研究重点。钢渣的力学性能与轧制碎石相近，坚硬耐磨，颗粒形状好，具有代替天然石料做沥青混合料集料的潜能。我国钢渣沥青路面的应用尚处于起步阶段，由于对钢渣集料、混合料性能和体积稳定性等方面性能的担忧，以及缺乏标准的钢渣质量控制体系、钢渣影响路面质量的关键技术指标不明确，钢渣沥青路面仍处于实验路阶段，并未得到大规模的推广应用。本课题旨在提出适用于表征钢渣几何特征的评价指标，分析几何特征对钢渣沥青混合料抗水损害性能的影响，并应用表面能理论评价钢渣与沥青的粘附性。
1 集料表观特性的研究现状
集料颗粒的棱角性、形状、表面纹理等表观形态会影响集料之间的相互作用以及集料与沥青间的相互作用，进而影响混合料抗水损害性能。故首先需对钢渣的表观形态进行研究。
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- 集料图像采集与分析
钢渣颗粒需要进行图像数字化处理，进而定量研究钢渣的表观形态。目前常见数字图像的采集技术有 CCD 数码相机、二维扫描仪、工业CT扫描仪等。
2001年美国伊利诺斯大学Rao. Chetana.等开发了UIAIA系统，以获取集料的三维形状、大小、角度和表面纹理特性指标，利用统计技术，建立了4个常用的分类测定集料颗粒的体积特征参数。【1】 2002李智等人探索了沥青混合料数字图像处理技术的可行性。并针对沥青混合料试件在不同压实成型方式下内部结构变化，利用CCD 相机获取试件立断面的图像数字信息，采用压实评价参数—颗粒主轴方向，直观、快速、准确地进行数字图像分析,并与实际路面结构进行了对比。将摄像机应用于获取沥青混合料断面的集料数字图像信息，以此为基础，对不同的已经压实成型的沥青混合料结构进行切割，利用图像处理和分析技术对其切割断面的数字图像进行分析【2】。2004年，长安大学姚秋玲运用数字图像处理技术分离了空隙、沥青和集料，计算三种不同材料分别所占总体积的比例，计算不同粒径集料在集料混合料中的体积百分率【3】。2007年，湖南大学林辉使用CCD相机和“逆光箱”作为粗集料图像获取的装置，并使用Photoshop CS2对失真的粗集料图像进行校正处理【4】。2014年吉林大学颜廷野使用CT 技术沿径向扫描并获得沥青混合理马歇尔试件切面图像，使用数字图像处理技术提取扫描图像中的空隙和集料。【5】2018年，重庆大学李小康运用尼康单反相机对粗集料进行拍摄，对于拍摄产生的阴影，使用Photoshop和MATLAB软件来处理。【6】
但这些方法存在成像慢、对拍摄条件的要求较高、质量较差、图像数字化方法繁琐等问题。粒度分析仪具有测量速度快、测量范围广、操作简便、重现性好等优势，被广泛应用于各种干、湿法样品粒径和粒径分布的测试，可以通过电脑显示器直观的观察到样品的表观形态。所以此次设计采用粒度分析仪分析钢渣的粒度分布和表观形态。
1.2表观形态指标
集料的表观形态可以用二维形状指数、棱角性指数、分形维数等指标表示。
2006年，哈尔滨工业大学陈国明、谭忆秋等基于反射式光纤传感法设计了激光轮廓仪,并采用该仪器对6种不同集料的表面纹理进行了直接测量【7】。2009年周纯秀、陈国明等又在此基础上，对9种不同集料用相同方法进行测量，并进行了定量评价【8】。2007年，杨瑞华、许志鸿利用分形几何的基本理论，得到体积分形维数与路用性能的相关变化规律，体积分形维数增大，则水稳定性也增大【9】。2009年，同济大学韩海峰、吕伟民研究了细集料棱角性对水敏感性的影响，得出棱角性对水敏感性有一定影响，但并不显著[10]。2010年，长安大学张冬冬采取形状指数、形状因子等对集料的形貌进行分类，并提出了基于形和表面纹理的集料选择方案。[11]基于以上研究，本文将通过计算二维形状指数、棱角性指数和分形维数等表观形态指标，提出适用于表征钢渣几何特征的评价指标，分析几何特征对钢渣沥青混合料抗水损害性能的影响。
- 沥青-集料粘附性评价
对于沥青-集料粘附机制，国内外学者从粘附学、化学等角度入手，最终形成五种基本理论：即力学理论、化学反应理论、表面能理论、分子定向理论和静电理论。
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