[發明專利]一種基于介電特性的瀝青混合料級配評價方法

在審

• 申請號: 201910740205.6
• 申請日: 2019-08-12
• 公開（公告）號: CN110361427A
• 公開（公告）日: 2019-10-22
• 發明（設計）人: 羅蓉;楊洋;王錦騰;于曉賀;程博文
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G01N27/22
• 分類號: G01N27/22;G06F17/11
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 劉琰

1.一種基于介電特性的瀝青混合料級配評價方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟1、獲取設計瀝青混合料級配各篩孔粒徑通過百分比，并計算得到設計級配對應的分形維數；

步驟2、測量設計級配瀝青混合料的介電常數；

步驟3、測量所用瀝青的介電常數；

步驟4、根據介電常數模型確定礦料的介電常數；

步驟5、檢測施工攤鋪后確定位置處瀝青混合料的實際介電常數，假定實際路面瀝青體積不發生改變，求解空隙率，并得到實際礦料間隙率；

步驟6、根據三維空隙模型，將實際礦料間隙率帶入確定相應級配的分形維數；

步驟7、查找對應設計級配規范中的上、下限級配，確定最大、最小分形維數的區間范圍，比較測試瀝青混合料的級配分維數，判斷其是否在該區間范圍內。

2.根據權利要求1所述的基于介電特性的瀝青混合料級配評價方法，其特征在于，步驟1中計算分形維數的方法為：

擬合公式并得到設計級配對應的分形維數D：

其中，P(r)為對應篩孔孔徑的通過百分率，r為篩孔尺寸，r_max為篩孔最大尺寸，M為粒徑小于對應篩孔孔徑的集料質量，M₀為集料總質量。

3.根據權利要求1所述的基于介電特性的瀝青混合料級配評價方法，其特征在于，步驟2中測量設計級配瀝青混合料的介電常數ε_m的方法為：

根據設計級配制作三個瀝青混合料試件；

以設計級配和空隙率為標準，采用旋轉壓實成型得到圓柱體瀝青混合料試件，鉆芯切割，得到圓柱體待測試件；

采用介電常數儀Percometer檢測待測試件介電常數，選擇圓型探頭并選擇對應的測量模式對Percometer儀器進行標定，標定結束后，再將Percometer打開預熱一定時間；

將探頭舉起放置在待測試件上方位置，若Percometer的示數為1.0，則Percometer正常工作，若示數不為1.0，則再次進行標定；

對待測試件上下圓形面的上下左右和中部進行多次測量，測量完畢記錄介電常數值以及測量溫度，取測量值的均值作為設計級配瀝青混合料介電常數值ε_m。

4.根據權利要求1所述的基于介電特性的瀝青混合料級配評價方法，其特征在于，步驟3中測量所用瀝青的介電常數ε_b的方法為：

取瀝青若干，放置于烘箱中加熱一定時間，保證瀝青處于流動狀態，取直徑15mm的玻璃器皿周圍四壁抹滑石粉，導入瀝青，放置室溫直至冷卻為固體，取出瀝青試件，采用該方法制作三個瀝青樣品進行測量；

采用高溫介電常數平臺檢測瀝青介電常數，選擇測量探頭并選擇對應的測量模式對Percometer儀器進行標定，測量三個瀝青樣品的介電常數，取平均值作為瀝青介電常數。

5.根據權利要求1所述的基于介電特性的瀝青混合料級配評價方法，其特征在于，步驟4中的介電常數模型為：

根據介電常數模型確定礦料的介電常數ε_s：

其中，ε_m為瀝青混合料介電常數，ε_s為礦料介電常數，ε_b為礦料介電常數，f_a為礦料體積占比，f_b為瀝青體積占比。

6.根據權利要求1所述的基于介電特性的瀝青混合料級配評價方法，其特征在于，步驟6中確定相應級配的分形維數的方法為：

根據三維空隙模型將實際礦料間隙率ψ帶入確定相應級配的分形維數D’；其公式為：

其中，L為瀝青混合料馬歇爾試件等效立方體邊長；r_max為最大空隙直徑，r_min為最小空隙直徑；r_max＝0.22D₁；r_min＝0.22D_n；D₁是第一檔集料的公稱最大粒徑，Dn是最后一檔集料的公稱最大粒徑。

7.根據權利要求6所述的基于介電特性的瀝青混合料級配評價方法，其特征在于，步驟7中的方法為：

查找對應設計級配規范中的上、下限級配，確定最大、最小分形維數的區間范圍(D_max，D_min)，比較測試瀝青混合料的級配分維數，判斷其是否在該區間范圍內；

其公式為：

其中，r_max為最大空隙直徑，r_min為最小空隙直徑，P(r)為對應篩孔孔徑的通過百分率，r_上為上限級配對應篩孔尺寸，r_下為下限級配對應篩孔尺寸。