[发明专利]基于沥青混合料介电特性的沥青含量无损检测方法

说明书

本发明公开了一种基于沥青混合料介电特性的沥青含量无损检测方法。本发明通过推导公式，将沥青含量与其介电特性建立联系，利用资料数据获得沥青与矿料的密度，通过设计得到混合料的孔隙率，而后通过实验测量沥青与矿料的介电常数，将以上数据输入至公式中后即可通过测量沥青混合料介电常数直接计算其沥青含量。该方法无论从测试方法的合理性还是实验时间上均有较大进步，另外其无损检测的特性，与常规的沥青含量测量方法有着本质区别与优势，并能够为实际道路工程无损检测沥青含量研究奠定基础。

技术领域

本发明属于道路工程领域，涉及一种基于沥青混合料介电特性的沥青含量无损检测方法。

背景技术

沥青路面出现早期病害与否，不仅与施工工艺及摊铺质量控制等施工过程相关，也同样与选取的沥青混合料原材料性质和级配、油石比等设计不当有关。而其中最常见的病害是泛油或车辙，即采用沥青用量不当导致。在我国规范中，沥青混合料设计方法通常采用马歇尔法，设计核心为通过空隙率、矿料间隙率等体积参数对沥青混合料有关组分的体积进行描述，但未计算沥青被集料吸收的部分，并没有对沥青混合料各组分的体积进行准确地分析与计算，导致沥青混合料的沥青用量偏小、空隙率偏大。但如果仅盲目考虑增加部分沥青用量，则可能会导致沥青用量偏大、空隙率偏小，从而降低沥青路面的热稳定性，导致车辙等病害问题。综上，合理设计沥青混合料所采用的油石比是确保沥青路面的施工质量和使用性能的关键之一。而如何对沥青混合料进行合理的油石比设计，是保证沥青路面使用性能和寿命的关键条件之一。

在现今的工程实际中，对沥青含量测定的一般方法是燃烧法和离心抽提法，但这两种测量方法会对混合料试件造成破坏，且操作复杂耗时长。

发明内容

本发明目的在于针对目前检测沥青混合料沥青含量操作复杂、有损的缺陷，提供一种沥青含量无损检测方法，准确、快速、无损地计算沥青混合料的沥青含量，从而反映实际工程道路的施工质量，也为室内监测沥青混合料沥青含量变化乃至道路检测提供方法借鉴。

为达到上述目的，采用技术方案如下：

基于沥青混合料介电特性的沥青含量无损检测方法，包括以下步骤：

建立混合料沥青含量与介电常数的关系如下：

式中，P为沥青含量；e为沥青混合料的空隙率；μ为沥青与矿料密度换算比，为换算式，γ_as、γ_s分别为沥青和矿料的密度；k_m、k_s、k_as分别为沥青混合料、矿料以及沥青的介电常数系数；

其中，分别为三个系数的计算式；ε_m、ε_s、ε_as分别为沥青混合料、矿料以及沥青的介电常数；

将相关测量数据代入公式中，计算得到沥青混合料的沥青含量。

按上述方案，矿料的介电常数按以下方法确定：

对大型矿料进行钻芯切割得到3个高12mm×直径26mm的小试件，采用高温测试平台正反两面各测量一次小试件介电常数，用3个小试件测得的共6个介电常数的均值代表矿料的介电常数值。

按上述方案，沥青的介电常数按以下方法确定：

制作5个直径为40mm，厚度为9.5mm的圆柱形模具，上端开口，四周及下端封闭，将沥青加热倒入其中，静置待其冷却后，将其上部表面刮平，敲碎模具，取出沥青块，对其进行钻芯，得到符合测量要求的直径25mm，厚度9.5mm的沥青块试件，测量前放入25℃恒温箱内保温30min，使其温度保持与混合料测量温度一致，每个试件正反各测一次，测量结果取10个测量值的平均值作为此种沥青的介电常数值。

按上述方案，混合料的介电常数按以下方法确定：