[发明专利]一种沥青混凝土结构类型的快速判断方法

说明书

技术领域

本发明属于道路工程技术领域，具体涉及一种沥青混凝土结构类型的快速判断方法。

背景技术

沥青混凝土是沥青路面主要的建筑材料之一，其通常用于沥青路面的面层和柔性基层。沥青混凝土使用场合的不同，要求其采用不同的结构型式。例如，路面上面层由于受到车辆荷载、温度和湿度的直接作用，铺筑于上面层的沥青混凝土必须具有较大的构造深度、较好的稳定性、良好的抗老化性能，上面层的沥青混凝土通常采用骨架密实型和悬浮密实型结构形式；与路面上面层不同，下面层不直接承受车辆、温度和湿度的作用，但其通常受到较大的水平拉应力作用，材料优异的抗疲劳性能是下面层必须具备的，因此，下面层一般都采用悬浮密实型的结构形式。总之，道路工程技术人员必须根据沥青混凝土使用场合的不同，有针对性的进行其结构形式的选择与设计。

目前，对于沥青混凝土结构形式的判定与设计，我国《公路沥青路面施工技术规范（JTG F40-2004）》规定：当VCA_mix小于VCA_DRC，沥青混凝土为骨架型结构；若VCA_mix大于VCA_DRC，沥青混凝土为悬浮型结构。其中VCA_DRC为通过干捣粗集料方法测定的粗集料间隙率，VCA_mix为沥青混合料中粗集料的间隙率。对于粗细集料的分界筛孔，规范规定为：当公称最大粒径等于或小于9.5mm，以2.36mm作为粗细集料的分界筛孔；当公称最大粒径等于或小于13.2mm，以4.75mm作为粗细集料的分界筛孔。

但是，《公路沥青路面施工技术规范（JTG F40-2004）》规定的方法也存在一定的缺陷，表现为：（1）骨架形成判断标准VCA_mix<VCA_DRC中，VCA_DRC参数变化范围不大，集料级配对其影响并不显著。VCA_mix在所用集料性质相同和油石比不变的情况下，主要取决于粗集料的含量。粗集料含量越大，VCA_mix往往越小。因此，当粗集料含量较大时，VCA_mix<VCA_DRC很容易满足，故该判定标准并未考虑细集料和填充料对粗集料的干涉作用，并不能有效判定粗集料骨架的构成与否。（2）上述骨架构成的判断标准主要用于沥青混凝土级配设计过程中，不能对已经成型的沥青混凝土试件或者修筑完成的沥青层内部的混凝土结构作出准确、有效的判断，因此上述方法难以用于控制沥青层的施工质量。

由上述介绍可见，目前的沥青混凝土结构形式的判断方法存在着许多缺陷，如何建立一种沥青混凝土结构类型的快速判断方法，这种方法既可以用于沥青混凝土结构设计过程中，又可以用于沥青层施工质量的控制，已经成为道路科技工作者亟待解决的问题。

另一方面，近年来随着数字图像技术的发展，各种图像采集和处理技术层出不穷，为道路材料力学性能的研究提供了新的技术手段。人们通过数码相机、扫描仪等技术可以获取沥青混凝土在二维平面上的细观结构形态；通过CT、核磁共振等技术可以获取沥青混凝土在三维空间的细观结构，这些细观结构包括集料和空隙的大小、分布等。而且初步的研究已发现不同结构类型的沥青混凝土，其细观结构形态具有较大的差异。但是，如何把图像处理技术运用到定量评价沥青混凝土结构类型方面目前还未见报导。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种沥青混凝土结构类型的快速判断方法，采用图像处理技术识别沥青混凝土的内部结构，最终实现对沥青混凝土结构类型的快速判断。

本发明采用的技术方案如下：

一种沥青混凝土结构类型的快速判断方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

1）按照待测定的集料级配，以8微米的沥青膜厚度计算得到沥青用量，在实验室内击实成型全级配的马歇尔试件；当评价路面中沥青混凝土的结构类型时，也可直接钻孔取芯获取圆柱体试样；

2）沿马歇尔试件或者钻孔取得的圆柱体试样的轴向进行切割，使得切割后的试件分为体积相等的两半，获得切割后形成的矩形截面；采用像素不低于300万的数码相机，拍摄矩形截面，获得其数码相片，并将所述数码相片转化为黑白图像；把获得的黑白图像导入至图像处理软件Image-Pro Plus内，剔除截面图像内细集料颗粒，采集图像内所有粗集料的面积，并计算得出全级配混凝土试件内粗集料面积与截面面积的比值n₁；