如何精准测定沥青混合料压实试件的毛体积密度?
发布时间:2017-06-29

  

  沥青混合料压实试件的毛体积密度是沥青路面质量控制的一个重要指标,它直接决定着混合料设计的油石比以及施工质量监测的压实度。本试验采用CoreLok法测定沥青混合料压实试件毛体积密度,并与饱和面干法(SSD法)和求体积法进行了比较,讨论了每种方法对不同空隙率压实试件的适应性。

  1.1 饱和面干法(SSD法)

  SSD法要求试件浸泡在水中,测定水中质量。如果试件表面有开口空隙,水就会渗透进试件中,如图1.1所示。

  

  图1.1 沥青试件浸泡在水中,水渗透进表面连通空隙中的示意图

  如果试件具有连通的空隙,水便可以渗入压实试件中,测得的试样体积就会偏低,导致压实沥青试样的毛体积密度偏高,空隙率偏低。因此,SSD法测定毛体积密度只能适应内部空隙闭合或低空隙率的压实试件。SSD法测定的试件体积包括混合料实体体积和试件内部的空隙,不包括表面纹理结构和表面开口空隙,由此测得的空隙率偏低。

  1.2 求体积法

  求体积法是应用比较广泛的一种方法。该法用游标卡尺测定压实试件的表面体积。所有表面空隙都看作是试件的一部分,如图1.2所示,红线表示卡尺的测量界限。

  

  图1.2 求体积法测定沥青试件毛体积密度示意图

  由图1.2可以看出,试件表面纹理结构会对试件的体积测定造成影响。这样,测得的体积要比SSD法测得的值偏高,导致空隙率也较SSD法偏高。求体积法测定的试件体积包括混合料实体体积、表面纹理结构、表面连通开口空隙和试件内部空隙,由此测得的空隙率偏高。

  1.3 CoreLok法

  CoreLok法是指采用美国InstroTek/CPN国际公司生产的 CoreLok®新型沥青混合料密度测定仪来测定沥青混合料压实试件的一种试验方法。

  

  图1.3 CoreLok®新型沥青混合料密度测定仪

  其原理是将压实试件真空密封在一个刚性塑料袋中,通过水置换法测定试件的体积。抽真空后,柔软的塑料非常紧密的贴在试件的表面。刚性塑料袋如桥梁一样,覆盖跨过试件表面的凹陷处,从而改变了试件的表观体积。如图1.4所示,黄线代表紧贴试件表面纹理层的塑料袋。

  

  图1.4 试件被塑料袋密封,浸泡在水中示意图

  CoreLok法测定的试件体积包括混合料实体体积、少部分表面纹理机构、所有表面连通开口空隙和内部空隙,由此测得的空隙率大小介于SSD法和求体积法之间。

  1.4毛体积密度测定方法的结果比较

  每一种方法对每一个试件的测定结果见图3.1。

  

  图3.1三种方法测定的试件空隙率对比

  当试件的空隙率在8%以上时,由于水渗进试件内部导致SSD法不能准确的测定试件空隙率。由图3.1估算出,当试件空隙率低于8%时,CoreLok法和SSD法测定的空隙率差值约在3%以内。

  1.5复现性试验

  从三种不同类型的沥青混合料试件中(密级配沥青混合料、SMA玛蹄脂碎石沥青混合料、开级配沥青混合料)分别取出三个试件,分别用三种试验方法对每一个试件进行毛体积密度测定,每个试件每种方法分别测定三次,并记录数据。对数据进行标准偏差和变异系数分析。分析结果如表4.1所示。

  表4.1 每种类型试件的平均变异系数

  

  由表4.1看出,CoreLok法的试验复现性好于其他两种方法。其中CoreLok法测定开级配沥青混合料试件的复现性最好。求体积法的复现性最差。

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  1.6总结

  (1)当试件空隙率大于8%时,SSD法测定毛体积密度的准确度大幅降低。

  (2)当空隙率范围在15%-25%之间时,CoreLok法和求体积法测得的空隙率值相近。

  (3)试件的复现性试验表明,CoreLok法测定压实试件毛体积密度的复现性最好,求体积法的复现性最差。

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