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瀝青混合料壓實(shí)試件的毛體積密度是瀝青路面質(zhì)量控制的一個(gè)重要指標(biāo)，它直接決定著混合料設(shè)計(jì)的油石比以及施工質(zhì)量監(jiān)測(cè)的壓實(shí)度。本試驗(yàn)采用CoreLok法測(cè)定瀝青混合料壓實(shí)試件毛體積密度，并與飽和面干法(SSD法)和求體積法進(jìn)行了比較，討論了每種方法對(duì)不同空隙率壓實(shí)試件的適應(yīng)性。

1.1 飽和面干法(SSD法)

SSD法要求試件浸泡在水中，測(cè)定水中質(zhì)量。如果試件表面有開口空隙，水就會(huì)滲透進(jìn)試件中，如圖1.1所示。

圖1.1 瀝青試件浸泡在水中，水滲透進(jìn)表面連通空隙中的示意圖

如果試件具有連通的空隙，水便可以滲入壓實(shí)試件中，測(cè)得的試樣體積就會(huì)偏低，導(dǎo)致壓實(shí)瀝青試樣的毛體積密度偏高，空隙率偏低。因此，SSD法測(cè)定毛體積密度只能適應(yīng)內(nèi)部空隙閉合或低空隙率的壓實(shí)試件。SSD法測(cè)定的試件體積包括混合料實(shí)體體積和試件內(nèi)部的空隙，不包括表面紋理結(jié)構(gòu)和表面開口空隙，由此測(cè)得的空隙率偏低。

1.2 求體積法

求體積法是應(yīng)用比較廣泛的一種方法。該法用游標(biāo)卡尺測(cè)定壓實(shí)試件的表面體積。所有表面空隙都看作是試件的一部分，如圖1.2所示，紅線表示卡尺的測(cè)量界限。

圖1.2 求體積法測(cè)定瀝青試件毛體積密度示意圖

由圖1.2可以看出，試件表面紋理結(jié)構(gòu)會(huì)對(duì)試件的體積測(cè)定造成影響。這樣，測(cè)得的體積要比SSD法測(cè)得的值偏高，導(dǎo)致空隙率也較SSD法偏高。求體積法測(cè)定的試件體積包括混合料實(shí)體體積、表面紋理結(jié)構(gòu)、表面連通開口空隙和試件內(nèi)部空隙，由此測(cè)得的空隙率偏高。

1.3 CoreLok法

CoreLok法是指采用美國(guó)InstroTek/CPN公司生產(chǎn)的 CoreLok新型瀝青混合料密度測(cè)定儀來測(cè)定瀝青混合料壓實(shí)試件的一種試驗(yàn)方法。

圖1.3 CoreLok®新型瀝青混合料密度測(cè)定儀

其原理是將壓實(shí)試件真空密封在一個(gè)剛性塑料袋中，通過水置換法測(cè)定試件的體積。抽真空后，柔軟的塑料緊密的貼在試件的表面。剛性塑料袋如橋梁一樣，覆蓋跨過試件表面的凹陷處，從而改變了試件的表觀體積。如圖1.4所示，黃線代表緊貼試件表面紋理層的塑料袋。

圖1.4 試件被塑料袋密封，浸泡在水中示意圖

CoreLok法測(cè)定的試件體積包括混合料實(shí)體體積、少部分表面紋理機(jī)構(gòu)、表面連通開口空隙和內(nèi)部空隙，由此測(cè)得的空隙率大小介于SSD法和求體積法之間。

1.4毛體積密度測(cè)定方法的結(jié)果比較

每一種方法對(duì)每一個(gè)試件的測(cè)定結(jié)果見圖3.1。

圖3.1三種方法測(cè)定的試件空隙率對(duì)比

當(dāng)試件的空隙率在8%以上時(shí)，由于水滲進(jìn)試件內(nèi)部導(dǎo)致SSD法不能準(zhǔn)確的測(cè)定試件空隙率。由圖3.1估算出，當(dāng)試件空隙率低于8%時(shí)，CoreLok法和SSD法測(cè)定的空隙率差值約在3%以內(nèi)。

1.5復(fù)現(xiàn)性試驗(yàn)

從三種不同類型的瀝青混合料試件中(密級(jí)配瀝青混合料、SMA瑪蹄脂碎石瀝青混合料、開級(jí)配瀝青混合料)分別取出三個(gè)試件，分別用三種試驗(yàn)方法對(duì)每一個(gè)試件進(jìn)行毛體積密度測(cè)定，每個(gè)試件每種方法分別測(cè)定三次，并記錄數(shù)據(jù)。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)偏差和變異系數(shù)分析。分析結(jié)果如表4.1所示。

表4.1 每種類型試件的平均變異系數(shù)

由表4.1看出，CoreLok法的試驗(yàn)復(fù)現(xiàn)性好于其他兩種方法。其中CoreLok法測(cè)定開級(jí)配瀝青混合料試件的復(fù)現(xiàn)性好。求體積法的復(fù)現(xiàn)性差。

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1.6總結(jié)

(1)當(dāng)試件空隙率大于8%時(shí)，SSD法測(cè)定毛體積密度的準(zhǔn)確度大幅降低。

(2)當(dāng)空隙率范圍在15%-25%之間時(shí)，CoreLok法和求體積法測(cè)得的空隙率值相近。

(3)試件的復(fù)現(xiàn)性試驗(yàn)表明，CoreLok法測(cè)定壓實(shí)試件毛體積密度的復(fù)現(xiàn)性好，求體積法的復(fù)現(xiàn)性差。

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