沥青混合料空隙率的研究

主要研究了沥青混合料空隙率试验中的有关问题,包括实测密度的测量、理论密度的计算以及空隙率计算等．通过大量的室内试验得出了一些有益的结论,譬如理论密度计算的问题,和几种实测密度之间的关系等,为进一步标准沥青混合料空隙率的计算方法奠定基础。     

沥青混合料密度试验方法合理选择研究

以数理统计方法为理论计算依据、相关系数作为判断指标,分别采用表干法、水中重法和蜡封法对不同级配的SMA沥青混合料进行测试,通过综合考虑空隙率、吸水率与密度的相关性优劣,来确定与不同级配的SMA沥青混合料相适应的密度试验方法.为沥青混合料密度试验方法的合理选择提供了理论依据和判断标准.     

沥青混合料密度试验方法合理选择研究

以数理统计方法为理论计算依据、相关系数作为判断指标，分别采用表干法、水中重法和蜡封法对不同级配的SMA沥青混合料进行测试，通过综合考虑空隙率、吸水率与密度的相关性优劣，来确定与不同级配的SMA沥青混合料相适应的密度试验方法。为沥青混合料密度试验方法的合理选择提供了理论依据和判断标准。     

梨新大道沥青混合料压实度变异性分析

根据贵州省毕节市双山新区梨新大道沥青混凝土路面工程,对沥青路面压实度变异性进行分析,PQI检测值与钻芯实测值之间偏差较小,密度偏差对于沥青混合料空隙率影响不是很大,对于沥青混凝土路面将PQI代替钻芯法用于检测沥青混凝土路面空隙率指标。中面层钻芯空隙率和PQI空隙率均值比下面层大,中面层采用SBS改性沥青时对压实温度、压实设备和碾压遍数要求高于普通沥青混合料,上面层SMA13使用SBS改性沥青,采用振动压路机进行碾压空隙率较小。对于沥青混凝土下面层、中面层及上面层空隙率变异系数采用钻芯实测空隙率变异系数比使用PQI测定空隙率变异系数大。     

基于孔隙率的多孔沥青砼级配设计方法研究

目前,多孔沥青混合料集料级配设计大多采用手工试算法或图解法,而且结果难以预测.以卡剖来集料堆积模型为基本算法,根据目标空隙率这一设计指标,用C 语言编程来设计多孔沥青砼的级配.计算的目标空隙率与实测空隙率间的误差较小,计算结果具有一定的可靠性,因此可以用来辅助设计多孔沥青混合料的集料级配.     

基于孔隙率的多孔沥青砼级配设计方法研究

目前,多孔沥青混合料集料级配设计大多采用手工试算法或图解法,而且结果难以预测.以卡剖来集料堆积模型为基本算法,根据目标空隙率这一设计指标,用C++语言编程来设计多孔沥青砼的级配.计算的目标空隙率与实测空隙率间的误差较小,计算结果具有一定的可靠性,因此可以用来辅助设计多孔沥青混合料的集料级配.     

基于计算机图像处理技术的断级配沥青混合料三维空隙率计算

为了揭示断级配SAC-16沥青混合料中的空隙分布形态,采用CT设备对标准马歇尔击实与静压两种方法成型的SAC-16沥青混合料试件进行断层扫描。应用计算机图像处理系统Mimics对SAC-16的空隙CT值进行分析,确定其阈值上限为578HU,采用该阈值上限对空隙进行分离及三维重构,利用三维重构图像对空隙率进行计算,并将三维计算空隙率与表干法实测空隙率进行比较分析。结果表明,SAC-16试件边缘存在相互连通的大空隙,试件内部多为不连通且分布均匀的小空隙,马歇尔击实与静压成型试件的空隙率分别为4.5%和7.3%,三维图像计算值较表干法实测值更接近于真实空隙率,为断级配沥青混合料空隙率计算提供了有益参考。     

沥青混合料最大密度测试方法的试验研究

沥青混合料最大密度是沥青混合料配合比设计中至关重要的参数.其获得的准确性直接影响体积参数真实性,进而影响到最佳沥青用量甚至是施工质量的控制.文中通过对国内外现有测试最大理论密度方法的总结与分析,给出一种测试沥青混合料最大理论密度比较可靠的测定条件.此外,综合分析不同计算法和实测法所得结果的关系,认为按我国2004版规范所述的计算公式,并利用合成集料有效密度得到的最大理论相对密度的计算方法与真空实测法较为接近.     

沥青混合料试件毛体积密度测试新法——刷蜡法

沥青混合料的毛体积密度是针对某种矿料级配的混合料在一定压实功的作用下,形成的一个有限尺寸实体的密实状态的描述。根据密度的物理概念描述,毛体积密度的确定核心在于这个有限实体毛体积的确定。一般而言,混合料的毛体积包括矿料和沥青的体积、试件内部的闭口空隙率、外部的开口空隙率等。采用刷蜡法对沥青混合料体积测量进行讨论。     

考虑均匀性的沥青混合料最佳沥青用量确定方法

为了确定沥青混合料中的最佳沥青用量,利用CT技术识别沥青混合料各组分内部结构特征,并以粗集料、沥青砂浆和空隙各组分的密度和面积为主要特征参数,提出了沥青混合料的均匀性评价指标,建立了沥青混合料均匀性评价方法;分析了沥青混合料马歇尔设计方法中的体积设计参数与内部结构各组分特征的关系,考虑了沥青混合料内部结构的均匀性,建立了沥青混合料最佳沥青用量的确定方法,并选用3种沥青混合料(AC-13、AC-16和AC-20)对该方法的有效性进行了验证。分析结果表明:沥青混合料的均匀性评价指标与空隙率具有良好的对应关系,最小均匀性评价指标对应沥青混合料试件内部结构均匀性最佳时的空隙率;基于均匀性评价方法所得的空隙率与密度试验测算空隙率的平均差值为0.28%,并据此计算的间隙率和饱和度与采用马歇尔设计方法得到的间隙率和饱和度的平均值差值分别为0.27%和1.33%,因此,利用考虑均匀性的沥青混合料内部结构各组分体积特征参数可以准确地表征沥青混合料马歇尔设计方法中的体积设计参数;采用最佳沥青用量确定方法与马歇尔设计方法得到的AC-13、AC-16和AC-20三种沥青混合料最佳沥青用量差值分别为0.07%、0.03%和0.05%,这表明了最佳沥青用量确定方法的有效性。     

关于沥青混合料密度、空隙率与压实度的测定方法

高速公路迅猛发展，沥青混合料路面也逐渐占据主要地位。主要介绍了沥青混合料的密度、空隙率与压实度这3种对沥青混合料质量影响较大的重要指标的具体测定方法，以及国外的一些相关测定方法。     

粗-中-细集料配比设计与空隙率等值线分析

为了使矿质混合料达到工程要求,合理搭配不同粒径的集料颗粒,分析了矿质混合料中的集料粒径分布范围,把集料颗粒划分为粗、中和细三档,建立以粗料占比为横轴、中料占比为纵轴、细料占比为斜轴的三角坐标系,提出一种基于三角坐标系的粗、中和细集料配比设计方法;以粒径比和初始粒径为指标,建立粗、中和细料的27种组合,每种组合选择36种占比,通过离散元数值仿真试验,计算了972组虚拟试件的空隙率;构建了不同粒径比的空隙率等值曲线图,研究了粗、中、细集料组合及其占比对空隙率的影响规律。分析结果表明:初始粒径对空隙率的影响较小;粒径比对空隙率影响很大,随着粒径比增大空隙率逐渐减小;空隙率等值线具有明显的规律,随着粒径比的增大,等值线越来越密,区域性规律也越来越显著;初始粒径和粒径比作为混合料配比的2种指标,对空隙率影响程度不同,后者可作为主要指标;粗、中和细料的体积占比对空隙率的影响在三角坐标系中呈等值线变化,具有区域特征,在三角坐标系的三个顶点附近空隙率出现最大值,横轴中点附近空隙率出现最小值,且斜轴两侧空隙率具有明显差异,最大约为2.8%,斜轴以下空隙率相对较小;空隙率等值线的凸点指向纵轴顶点,凹口指向横轴中部,且等值线疏密程度可以表征空隙率差异程度。      

灰关联分析法评价再生沥青混合料路用性能

结合沥青路面维修工程中产生的废旧沥青混合料,选用符合技术要求的矿料和再生剂,生产出满足使用要求的再生沥青混合料.引用灰色关联法,分析了再生沥青混合料的高低温性能、水稳定性与各技术指标的关系,从而找出了主要的影响因素.并针对AC-20I型级配类型,确定了再生沥青混合料的最佳空隙率为3.5%～4.5%.试验结果表明,空隙率、沥青含量和密度对再生沥青混合料路用性能影响很大.在设计过程中和实际生产时,以上三项指标应成为主控因素,这对延长路面使用寿命是有意义的.     

Image analysis of aggregate, mastic and air void phases for asphalt mixture

The shape characterization and spatial distribution of aggregate,mastic and air void phases for asphalt mixture were analyzed.Three air void percentage asphalt mixtures,4%,7% and 8%,respectively,were cut into cross sections and polished.X-ray scanning microscope was used to capture aggregate,mastic,air void phase by the image.The average of polygon diameter was chosen as a threshold to determine which aggregates would be retained on a given sieve.The aggregate morphological image from scanned image was utilized by digital image processing method to calculate the gradation of aggregate and simulate the real gradation.Analysis result shows that the air void of asphalt mixture has influence on the correlation between calculation gradation and actual gradation.When comparing 4.75 mm sieve size of 4%,7% and 8% air void asphalt mixtures,7% air void asphalt mixture has 55% higher than actual size gradation,8% air void asphalt mixture has 8% higher than actual size gradation,and 4% air void asphalt mixture has 3.71% lower than actual size gradation.4% air void asphalt mixture has the best correlation between calculation gradation and actual gradation comparing to other specimens.The air void percentage of asphalt mixture has no obvious influence on the air void orientation,and three asphalt mixtures show the similar air orientation along the same direction.     

基于空隙模型的大空隙沥青混合料设计

空隙率的大小对大空隙沥青混合料的渗透性及力学性能具有很大影响,透水铺面应根据用途选择合适的空隙率,在一定的水头（降雨强度）下利用空隙模型确定的目标空隙率进行混合料配合比设计．结果表明,空隙模型确定的目标空隙率可为混合料的配合比设计提供理论指导,提高了传统设计方法的工作效率和准确性．     

矿料间隙率在沥青混合料组成设计中的应用研究

分析了矿料间隙率对沥青混合料路用性能的影响规律．计算了各种混合料组成参数时矿料间隙率的大小．提出了通过控制矿料间隙率来进行沥青混合料配合比设计的方法,并通过马歇尔实验和车辙实验来加以检验．     

泡沫沥青稳定混合料压实特性的试验研究

降低泡沫沥青稳定混合料的压实空隙率可以有效地提高该类混合料耐久性.采用不同的成型工艺制备泡沫沥青混合料试件,分析成型方法、成型功以及试件处置方法对泡沫沥青混合料试件体积参数和强度特性的影响,探讨适宜泡沫沥青混合料的成型工艺.试验结果表明,大马歇尔试件成型工艺和增大压实功可以有效地降低泡沫沥青混合料试件的压实空隙率,旋转压实成型工艺不适于降低泡沫沥青混合料试件的空隙率,降低泡沫沥青混合料的空隙率可以显著提高该类混合料的水稳定性.     

空隙率对沥青混合料性能影响

基于室内试验并以AC13为例,对空隙率与沥青饱和度和吸水率、沥青混合料力学性能(模量、劈裂强度,抗剪强度)、冻融劈裂强度(比)及疲劳寿命间关系展开研究.研究结果表明:空隙率影响沥青混合料性能,其间存在很好的相关性;随着沥青混合料的空隙率增大,沥青饱和度降低,吸水率增大;空隙率增大,沥青混合料力学性能(模量、劈裂强度、抗剪强度)降低;空隙率增大,沥青混合料冻融劈裂强度降低,冻融劈裂强度比减小,沥青混合料抗水损坏性能降低;随着空隙率增大,沥青混合料剪切疲劳寿命减少.     

基于图像技术的大空隙沥青混合料空隙特征与路用性能关系

以3种级配的PAC-13和PAC-16混合料马歇尔试件作为载体,运用cosmos图像处理技术获取了混合料试件的内部有效空隙分布,分析了有效空隙分布特征与混合料路用性能的关系。结果表明:有效空隙图像可以定性描述大空隙沥青混合料的连通情况和分布特性,相同检测面积内最大骨料粒径越大形成的有效空隙(面积)越大,有效空隙率分布范围为6.5%～12.8%;大空隙沥青混合料的强度和马歇尔稳定度都随着空隙率或面积率的增加而减少;大空隙沥青混合料的渗透系数随着空隙率或面积率的增大而增大;有效空隙面积(面积率)与大空隙沥青混合料空隙率具有一致性,可以用于分析大空隙沥青混合料的有效空隙分布及其路用性能变化趋势。