1.1.3激光斷面儀
激光斷面儀用于測量表面宏觀構造已經有好幾年了。該技術可用于瀝青混凝土路面的質量保證。
該法用于評價離析就是通過激光斷面儀所測得的表面構造深度, 與事先假定的非離析區域里表面構造深度之間的比較來劃分離析程度。NCHRPReport 441 中, 根據構造比劃分離析區域的結果。
該技術的優點之處: 因為該技術能夠以正常的行車速度操作, 所以能快速取得連續的縱表面構造剖面圖; 能提供量化數據, 可與非均勻表面構造的視覺識別相對應; 設備便利可攜, 價格適宜, 且能被安裝在任何車輛上; 設備和分析軟件容易使用, 能提供所得數據的統計分析結果。
缺點之處: 該技術只能測量瀝青混凝土路面的表面缺陷, 在深度方向上有關非均勻性的信息則無法獲取, 這就意味著需要第二種試驗方法去進一步定義非均勻區域里離析的類型與程度; 為得到較好的分辨率, 需要較慢的速度; 路面要干燥, 潮濕的路表面會改變激光束的反射; 可能統計是依賴混合料的類型, 這需要在使用該設備的試驗中得到評估。
1.2破損類(Dest ruct ive test ing)
盡管破損類基本上是在室內評價離析, 但首先要現場取芯。
2001年Tashman等人發表文章, 提出如何研究混合料中粒徑大于2.36mm集料的離析狀況。
其方法是把混合料的水平截面和豎直截面劃分成等面積的內外2個區域, 選擇能夠描述這些區域內集料平均粒徑差異的參數來評價離析。
基于數字圖像處理技術, 2004 年Hunter等人在TRB上撰文, 提出評價混合料中集料離析的2 種方法。這2種方法都是通過比較截面上相等區域里集料累計面積值的大小來評價離析程度的。
基于NCHRPReport441中的大量試驗數據,2004年的TRB上, 吳軍霞(音譯)等人對用多元變量模型來評價瀝青混合料路面的離析進行了分析, 提出瀝青混凝土路面的離析程度能夠從其主要成分(空隙率、瀝青含量和級配) 的變化上來預測,密實度的變化與離析的程度間有著很好的相關性。
瀝青混凝土路面的離析狀況, 主要由其組成成分中集料的分布狀態所決定, 截面上集料的分布位置和分布數目決定了截面上集料的分布狀態。
Tashman法和Hunter法雖能評價瀝青混凝土路面在深度方向上的離析狀況, 但它們的評價結果卻是部分的、不全面的, 因為這2種方法在考慮截面上集料的分布數目(累計的集料面積表示) 的同時,對集料的分布位置考慮得不多。多元變量模型僅能提供相對結果, 而不能獲得混合料中各成分具體的分布狀況。
2離析評價方法新構想
對瀝青混凝土路面離析的評價就是對其混合料中集料的分布狀態的評價, 包括集料的分布位置和分布數量。理論上, 均勻的瀝青混合料就是在瀝青混合料的任一截面上, 任意關于截面中心對稱的任意區域里各檔集料的顆粒數目相等, 位置關于截面中心對稱。
2.1集料分布位置
若瀝青混合料是均勻的, 則在該瀝青混合料的任一截面上, 各檔集料重心(質心) 都應與該截面幾何中心重合。
根據2點間距離公式, 計算截面上各檔集料與該截面幾何中心的偏差。
2.2集料分布數目
若瀝青混合料是均勻的, 則在該瀝青混合料的任一截面上, 關于截面中心對稱的任意區域里各檔集料的顆粒數目相等。
根據標準差, 計算截面上各檔集料分布數目的狀態參數。
2.3截面上集料的離析狀態
根據截面上集料的分布位置和分布數目, 計算截面上集料的離析狀態。
2.4混合料整體離析狀態
單一截面上集料的分布狀態不能代表整個試件中集料的分布狀態。因此, 為減少這類誤差, 需要做同一試件的一組平行截面, 如平行的水平截面或豎直截面, 取均值來代表整體情況。
一組水平截面上集料分布狀態的均值代表該試件中集料在水平方向上的分布狀態, 而一組豎直截面上集料分布狀態的均值則代表該試件中集料在豎直方向上的分布狀態。綜合集料在水平和豎直方向上的分布狀態, 來研究集料在試件整體中的分布狀態, 評價離析狀態。
3結語
準確、迅速、客觀、定量地評價瀝青混凝土路面的離析狀況是比較困難的。通過對現有文獻資料的研究, 發現目前的瀝青混凝土路面離析評價方法都或多或少地存在不足, 不能準確地評價瀝青混凝土路面的離析狀況。瀝青混凝土路面的離析狀況, 主要是由混合料組成成分中集料的分布狀態所決定。基于瀝青混合料中集料的分布狀態, 對瀝青混凝土路面離析進行評價的構想是可行的。
(安全評價師)