空隙率分布对水分的影响

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1、┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊毕业设计（论文）空隙率分布对水分的影响描述和表征沥青混合料制备沥青混合试件实验室使用的沥青混合试件使用PG76-22沥青结合料制造（马林，科珀斯克里斯蒂，得克萨斯州）和经破碎的河道砂石骨料。试件的制备采用两种不同的级配，在旋转压实仪里面的两个压实角，从顶部和底部修剪，以便产生不同的空隙率分布。图1中提出的，在这项研究中所使用的两个级配有12.5mm的最大粒径。表1包括两个级配的混合特性。旋转压实仪用于压实大小为直径为150mm和高度为165mm的圆柱形试件。如表2详细所诉，压实角为1.25°和2.

2、5°的预备试件属于A级配，而只有一个角度1.25°被用于预备B级配的试件。这些试件是空心的和小幅裁切顶部和底部的尺寸为直径100mm，高150mm。空隙率的百分率由实验室内使用真空密度测定仪系统测量所获得（IntroTek公司，北卡罗来纳州罗利）（美国试验材料学会，2006a）。预制12种级配类型的试件，以及其中一半使用过程中的含水量影响稍后会详述。因此，对于表2中列出的每种混合类型，其中三次重复试件有效。正如将在后面讨论的，试件被进一步在不同的位置裁切（在表2中的标记中心以及倾斜）直到最终高度为100mm。在这些较小试件中使用渗透性测量和机械测试。渗透性测量渗透性是孔隙

3、介质的一个属性，涉及其传输和排水能力。常水头法被用来测量A级配和B第7页共7页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊毕业设计（论文）级配混合试件的渗透率（美国材料与试验协会2006年b）。在测试期间，每个试件用橡胶膜包裹，然后放置在三轴渗透管中，其中的水被用于施加34.5kPa的横向围压。然后，通过试件将压力施加到诱导水流中，即使在相对较高的水平，例如施加的压力高达275.8kPa，也没有水的流动。第二次尝试包括在用水达到饱和的试件前采用真空的渗透性的测试程序。类似第一种情况下，也没有水流通过试件进行测定。第三种尝试了采用真空饱和的多

4、孔石料将真空饱和试件的顶部尝试超出流动在边界，但没有水的流动来完成。最近的研究经验表明，在压实沥青混合料的圆桶的边缘进行往返运动可以显著的降低其渗透率（莫平2000年）。为了排除这种可能性，制备混合A级配的新样本没有修剪顶部和底部的边缘（165mm高）。对不饱和的和真空饱和的试件进行测试，在这两种情况下测量，没有水的流动。因此，得出的结论是试件A和B这两个级配是不透水的。使用X射线CT技术研究空隙率分布系统描述及校准X射线CT技术被用来评价沥青混合料试件内部的空隙率分布。这种评价的目的是要确定试件之间的空隙率分布是否有某种差异，并分析这种分布。X射线CT技术是一种非破坏性

5、技术，用于观察不透明物体的内部特性。一个X射线源发出已知强度的光束穿过试件，光束到达一个探测器，在那里衰减的光束强度会被测量出来。然后将试件相对于它的中心旋转360°，如此可以建立一个完整的二维图象。该试件移至垂直方向上某个给定的固定间隙，所以在不同高度的位置上可以得到不同的图像，从而能够描述试件的整体。在扫描沥青混合料试件前，用直径为100mm的混凝土芯来校准，因为它的X射线衰减性能类似与被分析的沥青混合料试件。标准试件，也被第7页共7页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊毕业设计（论文）称为楔形，通常用于纠正的X射线硬化和环形伪

6、影的影响（凯查姆和卡尔森2001年）。使用512频道的探测器其垂直间距为1mm来捕捉图像。图像水平分辨率为0.2mm/piXel。图像处理使用Image-ProPlus软件（MediaCybernetics公司，贝塞斯达，马里兰州）的IPBasic功能来开发的宏是用来处理和分析图像的（Al-Omari等.2002年）。宏加载的图像及将它们转换为黑色和白色的基础上的用户输入的阈值介于0到255，它表示该图像中的级配等级。如果测得是级配强度低于指定的阈值，被赋的值为0（黑色），如果它高于指定的阈值，它被就会赋予一个值为255（白）。把原始图像转换成黑白构图，其中黑色代表空隙，

7、白色代表骨料和沥青粘结剂。合适的阈值是对应的宏输出的平均空隙率得到的（％AV），使用下面的公式计算，就可以用真空密度测定仪系统得到实验室里测定的空隙率：其中P=的图像总数；（AV）=图像i的空隙面积；AT=横截面的图像区域。连通性分析X光CT图像也被用来研究空隙率的连通性。临界值的图像被转换成二进制文本文件，所形成的图像的每个像素是由一个数字值的矩阵转换组成的。如果像素表示无效，相应的二进制文件第7页共7页┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊毕业设计（论文）中的数是零，并且如果它表示有效