[发明专利]一种沥青混合料均匀性评价方法

说明书

技术领域

本发明属于道路工程领域，尤其涉及一种沥青混合料均匀性的定量评价方法。

背景技术

沥青混合料的均匀程度直接关系到沥青路面的力学性能和使用寿命。在许多潜在引起热拌沥青混合料路面早期破坏的因素中，最严重的是沥青混合料的不均匀性。不均匀的沥青混合料中集料的级配和（或）沥青含量与最初的现场配合比中的要求不相符，造成混合料的密度和空隙率变化很大。研究已经表明：沥青混合料发生不均匀时，混合料的劲度、拉伸强度和疲劳寿命下降，路面的服务寿命降低，从而加速路面的早期损坏。

沥青混合料是由沥青、粗细集料、添加剂和空隙四成分组成。沥青混合料的不均匀性是沥青混合料中组成成分不均匀性的综合反映。传统上人们没有把沥青混合料的均匀性当作一个严重的问题来看待，没有采取严格的措施予以控制，只是要求施工时认真就可以了。而随着交通量的增大，均匀性已经成为决定路面质量的主要因素之一，应该引起充分注意。将路面早期水损坏的主要原因归结于路面空隙率过大，又将空隙率过大归结于压实度不够，压实不足，这确实是早期路面空隙率过大的主要原因，但却比较容易解决；实际上，沥青混合料的不均匀性不仅是造成局部空隙率过大的另一个主要原因，而且是比较难以解决的技术问题。一旦沥青混合料出现不均匀性，一切关于材料设计的努力都变得徒劳无功了。路面压实度的不足，有时也是混合料不均匀性引起的，仅检测路面的平均压实度，往往不能客观地反映问题，还应考虑其变异性。当沥青混合料不均匀发生时，仅仅依靠提高压实度难以达到减少空隙率的目的，甚至会造成集料破碎而实得其反。

查找现有的研究成果和文献资料，令人遗憾的是，目前，国内外对沥青混合料均匀性定量的研究还不是很多。究其原由，除了上述传统的认识外，可能还有以下3方面因素：（1）沥青混合料均匀性研究是一项复杂的课题，它的涉及面很广，系统地研究起来比较困难。（2）局限于传统研究方法，定量研究沥青混合料均匀性很困难。（3）虽然，目前世界上很多国家逐步意识到沥青混合料均匀性的重要性，但在高纬度的一些国家，如英国、比利时、荷兰、法国等，在沥青混合料设计时，习惯采用较细的集料和连续级配（SMA除外），公称最大粒径不大于20mm，沥青混合料的非均匀性在这些国家不是主要问题，故对混合料均匀性展开研究的积极性不太高。

目前，在有限的沥青混合料均匀性定量研究中，其均匀性评价指标参数的选择与确定不够科学，考虑不够全面，代表性不强，结果有偏差，只能部分反映沥青混合料均匀性的实际情况。

发明内容

为了克服现有评价方法的局限性，本发明提供一种沥青混合料均匀性评价方法。

本发明解决其问题所采用的方案是：一种沥青混合料均匀性评价方法，该方法具体为：室内成型或现场取样提供分析所需的沥青混合料圆柱形试件；通过工业CT机或数码相机采集沥青混合料试件的截面图像，运用后者时，沥青混合料试件需先经锯齿切割机切割；将图像转化为BMP格式的黑白图像。分析该黑白图像，得到沥青混合料截面图像中每个集料和孔隙的信息，如周长、面积、等效直径、长轴短轴坐标、质心位置坐标等。获取上述混合料截面上的集料和孔隙信息以后，就混合料中集料和孔隙的位置分布、数量分布、长轴方位角分布三个方面分别计算混合料截面上集料和孔隙的分布状态，借此评价混合料均匀性。

本发明的有益效果是：本发明基于数字图像技术，直接针对沥青混合料的均匀性进行定量评价，相比其他方法，评价结果更为准确。

附图说明

图1是本发明划分沥青混合料水平截面示意图；

图2是本发明划分沥青混合料竖直截面示意图。

具体实施方式

本发明沥青混合料均匀性评价方法，具体为：室内成型或现场取样提供分析所需的沥青混合料圆柱形试件；通过工业CT机或数码相机采集沥青混合料试件的截面图像，运用后者时，沥青混合料试件需先经锯齿切割机切割；将图像转化为BMP格式的黑白图像。分析该黑白图像，得到沥青混合料截面图像中每个集料和孔隙的信息，如周长、面积、等效直径、长轴短轴坐标、质心位置坐标等。获取上述混合料截面上的集料和孔隙信息以后，就混合料中集料和孔隙的位置分布、数量分布、长轴方位角分布三个方面分别计算混合料截面上集料和孔隙的分布状态，借此评价混合料均匀性。

截面上各档集料的位置分布状态通过该档集料的重心与该截面几何中心的距离偏差率来衡量。所述计算公式如下：

集料重心与几何中心的距离偏差：

把距离偏差S转换成无量纲的r：r_i=S_i/R