Novachip沥青混合料压实试件毛体积相对密度测试的试验研究

1、道路工程1282015年5期(总第125期基金项目:甘肃省科技计划资助(项目编号1306GTGA017。Novachip 沥青混合料压实试件毛体积相对密度测试的试验研究聂金元1,刘涛2,窦晖2,张星宇2(1甘肃省高速公路管理局,甘肃兰州730010;2甘肃路桥建设集团养护科技有限责任公司,甘肃兰州730050摘要:Novachip 超薄罩面空隙率是保证其是否具有优良性能的重要因素,通过对体积法、真空密度法和蜡封法3种不同的毛体积相对密度测试方法的分析和具体的应用后发现:体积法由于表面纹理构造的存在导致通过体积法测试计算得到的空隙率比其真值要高。蜡封法由于人为操作误差的影响其结果变异性较大。Co

2、relok 真空密度法则弥补了其他两种方法的不足。关键词:Novachip 超薄罩面;空隙率;毛体积相对密度;测试方法中图分类号:U414文献标识码:B目前,Novachip 超薄罩面由于其具有良好的抗滑、降噪、耐磨及排水性好等优点已广泛应用于高等级公路、市政道路的预防性养护中。Novachip 超薄罩面具有上述优良功能的主要原因之一是其混合料矿料级配为间断级配,矿料级配中236 475mm 颗粒含量的缺失为Novachip 混合料提供了一个较高的空隙率。空隙率的大小直接影响着Novachip 超薄罩面施工中乳化改性沥青的破乳时间及其是否具有良好的抗滑、降噪等功能的重要原因。因此,测试得到的N

3、o-vachip 混合料毛体积相对密度是否精确、可信直接关系着空隙率结果的精确性。目前,现行的沥青混合料试验程对Novachip 压实试件毛体积测试方法没有明确要求。对于其测试方法各个省份或各个设计也不尽相同。本文对蜡封法、体积法及coerlok 真空密度法3种毛体积测试方法原理进行分析后,分别应用这3种方法对Novachip 混合料室内成型试件进行测试和对比分析。1毛体积相对密度测试方法分析比较1.1体积法体积法是应用比较广泛的一种方法。该法是用游标卡尺测定压实试件的表面体积。所有表面空隙都看作是试件的一部分。试件表面纹理结构会对试件的体积测定造成影响。体积法测定的试件体积包括混合料实体体积

4、、表面纹理结构、表面连通开口空隙和试件内部空隙,由此测得的空隙率比其真值要大。1.2真空密度法真空密度法原理是将压实试件真空密封在一个刚性塑料袋中,通过水置换法测定试件的体积。通过抽真空后,柔软的塑料非常紧密的贴在试件的表面。刚性塑料袋如桥梁一样,覆盖跨过试件表面的凹陷处,从而改变了试件的表观体积。CoreLok 法测定的试件体积包括混合料实体体积、少部分表面纹理机构、所有表面连通开口空隙和内部空隙,其测试得到的空隙率相比体积法较小。1.3蜡封法蜡封法基本原理与真空密度法相同,而密封介质采用石蜡。在测试中,石蜡融化程度直接影响其测试结果的精确度,虽然要求将石蜡融化至熔点以上5.50.5,但在融

5、化过程中需要人为把握。融化程度太高则石蜡流淌性较好,部分石蜡进入开口空隙导致测试结果偏小,融化程度较低则石蜡流淌性较差,对表面纹理封闭不好导致测试结果偏大,因此该方法受人为影响因素较多。2试验方案2.1原材料试验用10 15mm 、5 10mm 粗集料和0 3mm 机制砂采用甘肃武山县鸳鸯镇玉石湾石料。改性沥青采用壳牌Novabinder 聚合物改性沥青。矿粉采用甘肃天水麦积区花牛镇矿粉。原材料试验检测为合格。2.2配合比矿料级配见表1,油石比为5.0%。表1矿料级配筛孔尺寸/mm1613.29.5 4.75 2.36 1.180.60.30.150.075通过率/%100.094.366.1

6、29.124.418.312.58.96.64.22.3试验方案设计对Novachip 沥青混合料试件成型采用马歇尔击实法双面各击实50次成型,为了保证试验结果具有良 2015年5期(总第125期129好的对比性,试件成型后同组内的同一试件依次采用体积法、Corelok 真空密度法和蜡封法进行测试,测试后计算试件空隙率及同组试验结果的变异性。真空密度法试验仪器采用美国InstroTek /CPN 国际公司生产的CoreLok 新型沥青混合料密度测定仪。3试验结果及分析对试件成型后按不同方法依次进行测试后计算了试件空隙率及试验结果的变异性,结果见表2。表2试验结果测试方法毛体积相对密度空隙率/%

7、毛体积相对密度试验结果变异性/%体积法 2.18213.090.82真空密度法 2.21311.890.40蜡封法2.19912.441.25为了便于分析,以试验方法为横坐标,计算得到的空隙率和毛体积相对密度试验结果的变异性为纵坐标绘制关系图,如图1和图2所示 。图1 试验方法和空隙率关系图图2试验方法和试验结果变异性关系图可以看出,采用不同试验方法测试得到的毛体积相对密度结果中应用体积法测试得到的结果最小,蜡封法得到的结果次之,Corelok 真空密度法得到的结果最大。从而造成不同试验方法得到的空隙率为体积法测试得到的结果最大,蜡封法得到的结果次之,Corelok 真空密度法得到的结果最小。

8、计算同组内测试结果的变异性可以看出,Corelok 真空密度法测试时结果变异性最小,体积法测试时次之,蜡封法测试时最大。结合3种不同试验方法原理分析可知,由于表面纹理构造的存在导致体积法测试得到的空隙比其真值要高。而蜡封法由于人为操作误差的影响其结果变异性较大,不能提供精度较高的结果。Corelok 真空密度法则在一定程度上弥补了其他两种方法的不足,因此在Nova-chip 沥青混合料压实试件毛体积相对密度测试中建议采用真空密度法进行测试,从而得到精度较高的空隙率。4结论对体积法、真空密度法和蜡封法3种不同的毛体积相对密度测试方法原理进行分析后,采用这3种方法对Novachip 超薄罩面沥青混合料压实试件的毛体积相对密度进行测试分析,并计算了其空隙率和试验结果的变异性。结果表明由于表面纹理构造的存在导致通过体积法测试计算得到的空隙率比其真值要高。而蜡封法由于人为操作误差的影响其结果变异性较大,不能提供精度较高的结果。Corelok 真空密度法则弥补了其他两种方法的不足,因此在Novachip 沥青混合料压实试件毛体积相对密度测试中建议采用真空密度法进行测试,从而得到精度较高的空隙率