泡沫沥青冷再生混合料空隙分布特征研究.pdf
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1、文章编号:():./.泡沫沥青冷再生混合料空隙分布特征研究张 帅(江苏北极星交通产业集团有限公司 南通市)摘 要:文章采用 扫描技术和数字图像处理技术获取泡沫沥青冷再生混合料细观空隙特征分析空隙特征沿试件高度方向的分布规律提出基于“级配”理论的空隙尺寸分布 双参数模型 结果表明:随着细集料比例增加再生料试件内部空隙率逐渐降低空隙数量逐渐减少 同时 分布函数模型中的“尺度参数”减小“形状参数”增大即空隙分布更均匀 试验结果可为泡沫沥青冷再生混合料空隙演化规律研究提供一定参考 关键词:泡沫沥青冷再生混合料空隙分布 扫描特征分析中图分类号:文献标识码:引言近年来以泡沫沥青为沥青结合料进行冷再生的方式
2、作为道路领域可持续发展的重要技术手段在公路建设和养护发展中得到越来越多的应用泡沫沥青冷再生混合料由沥青路面铣刨料、新集料、水泥及发泡沥青组成属于半柔性材料基于 扫描技术的微观结构三维重建与分析在沥青混合料领域的研究渐趋广泛 该技术可直接获得沥青混合料的三维图像分析其内部结构特征 相关学者多采用 扫描技术对沥青混合料中的沥青、集料及空隙间的接触关系进行研究或结合数字图像技术对 图像进行处理获取沥青混合料组成成分的密度等特征参数评价其均匀性 但目前关于沥青混合料内部空隙的空间分布特性尤其是对比分析不同因素影响下空隙分布的特征等相关研究较少因此文章通过 扫描技术和数字图像处理方法提出了一种量化表征冷
3、再生混合料内部细观空隙尺寸分布的模型研究不同级配对其空隙分布特征的影响 文章提出的方法可助益优化冷再生混合料级配设计从而提升混合料强度性能 试验方案.原材料旧沥青混合料从南通市某公路沥青面层铣刨获得 采用江阴阿尔法 沥青、石灰岩粗集料、石灰岩细集料、干燥洁净的石灰岩矿粉和南通恒天牌(.)普通硅酸盐水泥 沥青、水泥和各类新集料的技术性能均满足公路沥青路面施工技术规范()和通用硅酸盐水泥()相关要求 根据发泡试验确定的最佳发泡条件为:沥青温度 和发泡用水量.最佳发泡条件下沥青的膨胀率为 倍半衰期为.满足公路泡沫沥青冷再生路面设计与施工技术规范(/)相关要求.再生料配合比设计由于旧料中细集料含量偏低
4、因此需要加入适量石屑和矿粉优化级配 同时考虑到改善再生料抗车辙性能也可以加入部分新粗集料 参考公路泡沫沥青冷再生路面设计与施工技术规范(/)相关要求及工程实践经验分别设计、三种再生料级配类型级配结果见表 具体配合比设计方案(质量比)如下:()级配:.旧料.水泥()级配:旧料 石屑 .矿粉.水泥()级配:旧料 新粗集料 石屑.矿粉.水泥 年 第 期 北方交通表 再生混合料合成级配级配类型通过下列筛孔()的质量百分率/.对三种级配再生料进行击实试验得到其最佳含水率分别为.、.、.在不同级配下分别选择五个沥青用量水平进行劈裂强度试验根据干、湿劈裂强度及强度比确定级配、再生料的最佳泡沫沥青用量分别为.
5、、.和.最终成型相应级配下的马歇尔试件.数字图像处理采用工业 对养生 后的泡沫沥青冷再生混合料标准马歇尔试件进行扫描扫描断层间距为 将扫描得到的二维断层灰度图像导入计算机先通过中值滤波消除图像噪声改善 图像品质 为了增大图像中空隙、沥青胶浆和集料颗粒的灰度值差异便于后续图像分割通过灰度变换增加了图像的对比度最后通过 ()软件提取细观空隙结构 试验结果分析.空隙率分布特征统计每张二维断层灰度图像中空隙面积计算空隙率 为排除试件成型时试验误差的影响统计时将试件两端的图片去除 将每张 图像编号换算成试件高度并绘出空隙率沿试件高度方向的分布图 不同级配下泡沫沥青冷再生混合料的空隙率空间分布如图 所示图
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