介电常数在沥青混合料压实度测试中的应用探讨

沥青混合料压实度测试是沥青路面性能质量控制的重要指标。针对沥青路面压实度无损检测,分析了探地雷达（GPR）在测试介电常数中的可行性,同时基于室内试验分析了沥青混合料空隙率对介电常数的影响。分析结果表明,空隙率与介电常数之间存在较好的相关性。依托实际工程提出了采用探地雷达测试沥青路面介电常数来反算沥青混合料压实度的方法。研究结果可为沥青路面压实度无损检测提供新的思路和参考依据。     

基于探地雷达结构层厚度测量的钢桥沥青路面车辙评价

高温车辙是钢桥沥青路面的主要病害之一，可使用钻芯进行室内试验和现场测试表征；但钻芯取样采集的路面信息极其有限，现场车辙尺和激光剖面仪无法评价由于铺装层内部变形导致的车辙。基于探地雷达的沥青路面结构层厚度测量可进行车辙评价，但车辙导致的层间压缩会因有限的信号分辨率产生测量误差。钢桥面板的金属强反射和天线制式等影响因素尚未得到系统研究，缺乏控制试验验证。探讨了探地雷达在钢桥沥青路面车辙评价的可行性。基于室内加速加载试验条件建立沥青路面和空气耦合天线的数值模型，结果表明2 GHz空气耦合天线净空不超过50 cm可获得最佳测量速度和精度。采集室内加速加载设备不同荷载作用次数下的路面探地雷达电磁波信号，比较数值模拟探地雷达信号与室内实测信号，分析空气耦合天线探地雷达在钢桥面沥青路面反射信号中的特征。针对层间信号重叠，提出了信号重构和自动化厚度测量的非线性梯度下降算法；针对路面不平整度导致的振动效应，使用经验模式分解法进行信号降噪，钻芯取样验证算法的厚度测量精度。结果表明：在室内试验条件下，车辙宽度预测误差为4.9%,SMA层和MA层平均厚度预测误差分别为2.3%和3.8%,上面层SMA层变形大于...     

路面雷达在沥青路面密度和压实度检测中的试验研究

提高沥青路面的压实程度是控制其工程质量重要措施之一。利用混合料的介电常数与其组成的固体、液态、气态三相体的介电常数的均方根和体积比的关系，通过常规的室内试验，得到介电常数与沥青路面密度、压实度之间的关系。利用该关系，可用路面雷达快速、实时地检测沥青路面的密实程度，从而实现对沥青路面的施工过程进行控制。     

路面雷达在沥青混凝土路面离析检测中的应用研究

对沥青混凝土路面级配离析的路面雷达检测技术进行了研究,通过试验得到了沥青混合料介电常数与密度、空隙率、沥青含量的相关关系以及密度与构造深度的相关关系;通过对芯样介电常数与级配、密度、空隙率之间关系的分析研究,得出了路面雷达检测判定沥青混合料级配离析的标准。     

寒区沥青路面智慧化施工混合料温度预估机器学习模型

寒区沥青路面施工面临骤然降温、大温差、大风等不利天气，造成沥青路面摊铺、碾压温度起伏大，影响沥青路面压实质量，进而诱发诸多病害。以沥青路面施工温度为核心，通过物联网系统和智能元件采集沥青路面施工工艺参数并进行分析，采用机器学习算法构建沥青路面施工温度预估模型，准确掌控沥青路面摊铺和碾压施工温度，确保沥青路面施工质量。结果表明：沥青混合料拌和参数控制精度高，运输、摊铺和碾压阶段的施工工艺参数变异性大，需对参数进行异常值剔除处理，表明当前施工工艺控制技术仍有提升空间；采用随机森林算法对施工工艺参数进行重要性评估，出料温度和施工速度对施工温度影响最显著；基于4种机器学习算法建立了沥青路面施工温度预测模型，其中多层感知机模型最优，对多层感知机模型的隐藏层、神经元个数和学习率进行优化，优化后模型的周期数、均方误差和平均绝对误差降低，整体性能显著提升；考虑气象参数后，施工温度预测模型的训练效率降低，但预测精度提高。工程应用表明：提出的基于多层感知机沥青路面施工温度预测模型与实际工况相符，通过调节出料温度、摊铺速度、碾压速度可以有效减少混合料温度损失。     

路面雷达在沥青路面密度和压实度检测中的试验研究

提高沥青路面的压实程度是控制其工程质量重要措施之一.利用混合料的介电常数与其组成的固体、液态、气态三相体的介电常数的均方根和体积比的关系,通过常规的室内试验,得到介电常数与沥青路面密度、压实度之间的关系.利用该关系,可用路面雷达快速、实时地检测沥青路面的密实程度,从而实现对沥青路面的施工过程进行控制.     

基于介电特性的沥青混合料密度预估优化模型

为了提高沥青路面传统密度预估模型精度,开展了沥青混合料密度预估模型参数优化研究。基于混合材料的介电混合模型,引入散射体影响系数v和形状因子u,推导出沥青混合料密度预估理论模型的通用公式;采用Percometer介电常数仪测量不同类型沥青混合料试件及其组分（沥青和矿料）的相对介电常数,基于麦夸特法和通用全局优化算法,求解通用公式密度预估值与表干法实测密度值的误差最小值,确定了ISO（Influence Coefficient and Shape Factor Optimization）模型的v和u最优解,并对ISO模型进行了可靠性SW检验;最后通过不同密度预估模型对比分析,验证了ISO模型密度预估的优越性。研究结果表明：ISO模型的v和u值分别为5.1、-4.5,采用ISO模型预估沥青混合料密度有效可靠;密级配沥青混合料的公称最大粒径越小,ISO模型密度预估值与实测密度值的拟合优度越高,平均相对误差越小;相对瑞雷模型和ALL模型,ISO模型密度的预估效果最好,能显著提高空隙率偏大沥青混凝土的密度预估精度。研究为更加准确地预估沥青路面密度提供了新方法。     

基于GPR的路基土介电特性影响因素试验研究

利用探地雷达(GPR)检测路基土压实质量时,路基土介电常数的确定是保证探测精度和进行图像识别的关键技术之一。运用探地雷达对3种常见路基填筑材料(粉土、中砂与砾砂)进行了介电常数的室内测试,得到填筑材料在不同含水量与干密度条件下的介电常数,分析了介电常数与路基材料类别、含水量及干密度等因素之间的关系,且拟合相关系数均大于0.95。以粉土为例,通过MATLAB软件进行多元非线性回归,获得介电常数随土体含水量、干密度双因素变化的拟合函数,拟合效果良好,表明可以采用拟合函数求取粉土在不同含水量和干密度下的介电常数。试验方法及结论为路基土介电常数确定、大范围路基土压实质量的快速、无损、连续检测与评价提供了重要依据,同时可为类似问题提供技术参考。     

新建沥青路面泛碱机理分析及控制

为了降低新建高速公路沥青路面出现泛碱的风险,文章对比分析泛碱和非泛碱位置沥青路面的渗水系数、空隙率及混合料的水稳定性,并采用三维探地雷达介电常数法分析了泛碱与非泛碱位置分布与沥青路面均匀性分布的对应关系,进一步统计泛碱发生位置和非泛碱发生位置的沥青路面介电常数数值范围,建立泛碱风险控制的介电常数阈值标准。结果表明,泛碱位置沥青混合料空隙率较大,均匀性较低。泛碱是沥青路面离析和碱源失控共同造成的,缺一不可,介电常数分布法能够有效对应沥青路面泛碱发生的位置。文章提出的介电常数阈值标准可指导控制泛碱发生风险。     

压实温度对沥青混合料性能的影响分析

沥青路面摊铺碾压时碾压温度的高低直接影响沥青混合料的压实质量。文章通过对AC13、SMA13和SUPERPAVE12.5等3种典型级配的沥青混合料在不同的成型温度下进行室内马歇尔试验,测试不同成型温度下的马歇尔试件的各种体积参数,模拟不同的碾压温度对沥青混合料体积参数的影响,探求其中的规律以指导沥青路面的现场施工。     

无核密度仪在现场热再生沥青路面压实质量控制中的应用

该文将无核密度仪(PQI)和钻芯后表干法测试密度(压实度)进行了对比试验分析,验证了PQI检测现场热再生沥青路面密度的准确性和有效性。在利用PQI和红外热像仪联合进行的摊铺温度离析对再生沥青混合料压实效果的研究中,基于PQI测试结果,得出了一定温度下碾压遍数与再生沥青混合料压实度的关系。研究表明,快速、无损、精度高的PQI在沥青路面现场再生施工质量控制中将有较好的应用前景。     

改进型骨架密实下面层沥青混凝土在湿热地区的应用

为提升华南地区沥青路面的抗水损性能与耐久性,采用改进型骨架密实沥青混凝土设计下面层结构。根据原材料的选择、目标配合比设计、生产配合比设计与验证,确定了优良的抗车辙、抗水损害、抗疲劳性能的混合料配比参数,介绍施工前的下封层、附属工程施工工艺与要点;对沥青混合料的拌和生产参数、运输料车的设置、混合料摊铺作业的机械参数设定、混合料碾压过程的方案对比以及施工温度动态监控进行明确;采用无核密度仪、三维探地雷达等无损技术手段评价沥青路面的施工离析、施工厚度均匀性。通过下面层的原材料控制、配合比设计、功能层与混合料施工等环节的精细化管理,可以明显提升沥青路面的平整度、压实度、厚度及其他路用性能,是一种较为经济有效的方式。     

基于探地雷达的路面隐性病害检测与识别研究

概述了探地雷达现场检测布置方式和关键参数的设置,并基于专业Reflexw数据处理软件,对原始数据滤波处理方法进行了详细探究,结合工程实例中积累的大量雷达检测图像,着重对沥青路面典型隐性病害特征进行分析,并通过现场取芯,验证了探地雷达识别的准确性。研究结果表明,使用探地雷达可有效实现对路面结构内部隐性病害的无损探测。     

LZH-25C沥青混合料转运车的应用研究

介绍了LZH-25C沥青混合料转运车在杭州—千岛湖高速公路上的应用，通过室内试验和现场检测．阐述了该型转运车的使用效果，证明了其能有效减小沥青混合料的级配离析和温度离析，提高沥青路面的均匀性。     

基于精细化DEM建模的冷再生混合料断裂性能分析

冷再生沥青混合料包含水泥、乳化沥青、旧料等成分，具有材料组成复杂、界面结构多变的特点，其对冷再生混合料的抗裂性能具有显着影响。以冷再生沥青混合料的断裂性能为研究对象，提出一种精细化的数值建模方法，该方法包括细观结构特征精细重构和力学参数精确获取。采用彩色乳化沥青区分材料内部真实组成结构，并经过图像处理和MATLAB程序处理导入离散元（DEM）数值仿真软件中，进行冷再生混合料结构精细化重构；结合SEM原位力学测试方法获取考虑试件尺寸和加载速率影响的沥青砂浆精确力学参数，建立精细化的离散元数值仿真模型；基于精细化建模开展冷再生沥青混合料断裂性能和关键失效机理分析，并通过室内试验进行验证。数值仿真和室内试验结果表明：基于细观结构精细化重构和材料参数精确获取的离散元建模方法可以有效模拟分析冷再生沥青混合料的断裂性能；冷再生混合料的整体断裂特性属于脆性断裂，抗拉强度低的冷再生沥青砂浆是混合料内部的薄弱区域，混合料内部主要断裂界面为冷再生沥青砂浆-骨料界面。提高沥青砂浆黏聚强度和材料内部界面强度可以显著改善冷再生沥青混合料的抗裂性能。     

沥青混合料压实控制研究综述

沥青混合料压实控制研究是实现路面智能压实的关键。现通过对近年来沥青混合料的压实方法、压实机理、压实参数和压实质量控制等方面资料进行梳理,分析并总结了沥青混合料现场压实和室内压实的研究现状及可能的问题,以期为后续沥青路面压实控制的理论和技术研究提供借鉴。     

路面结构层材料介电常数模型研究

文章针对探地雷达应用技术存在的问题,研究了路面结构层材料介电常数模型。基于试验,对现有介电常数的线性模型和均方根模型的合理性和适应性进行了验证,并建立了适用于沥青混合料和水泥混合料的新的介电常数模型。计算及试验结果表明,采用本文所建模型计算得到的介电常数值与介电特性测量值之间误差相比于现有模型显著减小,从而验证了所建模型的合理性。     

水泥稳定废旧沥青混合料用于路面基层的现场试验研究

水泥稳定废旧沥青混合料属于沥青路面冷再生的范畴。根据国内的实际情况并借鉴国外已有经验，同时结合室内力学试验研究结果，对废旧沥青混合料用于路面基层进行了现场试验研究，探讨其形成路面基层的可行性和性能以及相应的现场冷再生施工工艺。     

基于三维探地雷达的沥青路面混合料施工均匀性评价研究

利用三维探地雷达技术开展某新建高速公路项目沥青路面的全断面扫描测试，基于共中点法获得沥青路面的介电常数样本，通过与无核密度仪测试样本的相关性，初步确定雷达介电常数的评价范围，从而判别沥青路面大面积施工过程的离析程度，以此指导施工环节的关键技术控制。     

大风低温环境下热拌温铺技术降温特性研究

为解决大风低温环境下沥青路面施工压实度不足的工程问题，依托德昌至会理高速工程，采用热拌温铺技术并通过延长有效压实时间来保证压实度。先介绍了大风低温环境下热拌温铺技术，后通过室内马歇尔变温击实试验、车辙试验、浸水马歇尔试验及小梁弯曲试验探究了热拌温铺沥青混合料的碾压温度和路用性能，再通过现场试验分析了热拌温铺沥青混合料的降温规律并对路面检测结果作出评价。研究结果表明：1)热拌温铺沥青混合料具有更低的可压实温度，同时其综合路用性能可以得到保证；2)相较普通热拌沥青混合料，热拌温铺沥青混合料具有更为缓慢的降温速率，可获得更长的有效压实时间；3)路面检测结果显示，大风低温环境下热拌温铺沥青混合料铺筑效果良好；4)热拌温铺技术拓宽了混合料的碾压温度范围，可有效解决大风低温环境下沥青路面施工压实度不足的难题。