考试真空法ogfc空隙率Word格式文档下载.docx

1、,Abstract,In this paper,the mixture ratio experiment has been done about OGFC-13 asphalt mixture of the layer on S103（liuyang section） of Changsha,Hunan province The void fraction of asphalt mixture is determined by vacuum sealing method and volume method on the condition of different material and d

2、ifferent gradation. Through the comparison and analysis of void fraction determined values by vacuum method and volume method, it can been found that the air porosity of OGFC-13 asphalt mixture has a good linear relationship with the 2.36mm pass rate. The linear relationship of void fraction determi

3、ned value by vacuum method and volume method relates with materials and nominal diameter. ,key words, OGFC - 13 asphalt mixture,The pass rate of 2.36 mm sieve hole,vacuum sealing method,Volume method; Linear relationship 0.引言 OGFC沥青路面称为开级配磨耗层，又称多孔性排水沥青面层。多孔性排水沥青面层能迅速让路表降水渗入结构层内，从结构层内部排至道路边缘，使沥青路面表面保

4、持相对干燥，可以提高路面抗滑性能、雨天行驶安全性及路面标线可视,2,性，同时也能在很大程度上消除轮胎与路面空气的抽空和压缩产生的噪音。基于OGFC沥青路面的诸多优点，排水沥青混合料路面在许多国家正日益受到重视,3,4,并在矿料级配、配合比设计和透水性能等方面的研究取得了许多成果与经验。,5,6,然而大空隙沥青混合料的排水性能、耐久性能均与混合料的空隙率密切相关。又由于大空隙沥青混合料试件具有空隙率大、连通空隙多的特点, 采用一般的表,7,干法、蜡封法不能测量其毛体积相对密度。目前通常采用体积法测量大空隙沥青,8-9,混合料空隙率，但真空密封法具有人为干扰少，操作简单，且精准度较高的优点。因此，

5、本文以长沙市S103线（浏阳市段）OGFC-13防滑降噪沥青路面试验路为依托，通过室内试验，利用真空密封法与体积法就如何准确测量大空隙沥青混合料试件的毛体积密度，从而得到更接近试件的真实空隙率进行相关性研究，对促进防滑降噪沥青路面在南方地区的推广，以及对OGFC沥青路面空隙闭塞和耐久性不足等问题的后续研究具有非常重要的意义。 1.试验方案 根据公路沥青路面施工技术规范（JTG F40-2004）规定的OGFC-13级配范围作为工程设计级配范围，在充分参考同类工程的成功经验的基础上，拟定2.36mm筛孔通过率13%为中值，利用石灰岩和辉绿岩两种石材和高粘改性沥青分别以P（2.36mm筛孔通过率）

6、中值?3%在级配范围内适配出3组不同OGFC-132.36初试级配，每组分别制作5个马歇尔试件，根据公式计算每组级配初试沥青用量和最大理论相对密度，利用真空法和体积法测定每组级配的毛体积相对密度，计算出每组级配的空隙率，探讨OGFC-13混合料空隙率与P的关系，以及真空法与2.36体积法空隙率测定值之间的关系。 2.试验原材料 本实验采用中国石化东海牌高粘改性沥青作为胶结料，根据公路工程沥青及沥青混合料试验规程（JTG E20-2011）进行相关试验，均满足高粘沥青规范要求。分别选用湖南安化大福龙头建材有限公司提供的1# 料:1015mm、2# 料:510mm、3#料: 35mm辉绿岩碎石、4

7、# 料:03mm石屑和浏阳高平石料场提供的1# 料:510mm石灰岩碎石、3# 料:05mm石灰岩石屑作为集料，填料统一采用石灰岩矿粉。根据公路工程集料试验规程（JTG E42-2005）进行相关试验,试验结果均满足规范要求。 3.OGFC-13沥青混合料 3.1 OGFC-13初试级配的确定 以2.36mm通过率13%为中值，分别利用石灰岩、辉绿岩两种石材与高粘改性沥青以P中值?3%在级配范围内各适配出3组不同石灰岩OGFC-13和辉绿岩2.36OGFC-13初试级配，各合成级配如表2、表3所示。表1 石灰岩OGFC-13沥青混合料初试级配 Table 1 The initial grada

8、tion of limestone OGFC - 13 asphalt mixture 通过下列筛孔（mm）的质量百分率 级配 16 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075 级配一 100.0 90.0 52.8 21.0 11.6 9.6 8.0 6.9 5.8 4.7 级配二 100.0 90.4 54.7 23.7 13.9 11.2 9.1 7.6 6.4 5.1 级配三 100.0 90.8 56.5 26.4 16.3 12.8 10.1 8.3 6.9 5.5 表2 辉绿岩OGFC-13沥青混合料初试级配 Table2 The ini

9、tial gradation of diabase OGFC - 13 asphalt mixture 级配 通过下列筛孔（mm）的质量百分率 16 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075 级配一 100.0 90.1 61.0 17.2 10.3 9.4 7.9 6.7 5.6 4.4 级配二 100.0 90.1 61.0 17.3 13.0 11.9 9.2 7.3 6.0 4.6 级配三 100.0 90.5 62.7 20.2 15.9 14.4 10.6 8.0 6.3 4.8 3.2 各初试级配和初试沥青用量的确定 根据公路沥青路面施

10、工技术规范上的公式P=hA（h为沥青膜厚，A为集b料表面积）算得3.1所述各级配初试沥青用量如表3所示。表3 初试级配下的初试沥青用量 Table3 The initial asphalt content of initial gradation 初试级配 P（%） 初试沥青用量（%）P2.36 b级配一 11.6 4.8石灰岩 级配二 13.9 5.2级配三 16.3 5.6级配一 10.3 4.9辉绿岩 级配二 13.0 5.2级配三 15.9 5.44.空隙率的测定 4.1体积法简介 体积法适用于不能用表干法和蜡封法测定的空隙率较大的沥青碎石混合料及大空隙率透水性开级配沥青混合料。试验方

11、法、步骤及计算方法如下: ?称取干燥试件的空中质量,当用为钻芯法取得非干燥试件时,应用电风扇吹干至恒重ma作为空中质量;?用游标卡尺测定圆柱体试件的直径d和高度h,精确至ma2,，d，h0.02mm ;按计算圆柱体试件毛体积;再按计算V,m/VDimsaDim4试件毛体积密度，?测量沥青混合料的最大理论密度;最后按,t,S计算体积法测量的空隙率。 VV,（1,），100Dim,t4.2体积法测空隙率 根据3.1所述6组级配制作标准马歇尔试件，每组5个，击实次数为双面各50次。并用体积法测得各组级配试件平均空隙率如表4所示。表4 体积法空隙率 Table4 air voids by volume

12、 method 级配 毛体积密度 最大理论密度 空隙率平均值（g/cm3） （g/cm3） （%） 级配一 2.082 2.515 17.2石灰岩 级配二 2.111 2.499 15.5级配三 2.186 2.485 12.0级配一 2.062 2.584 20.2辉绿岩 级配二 2.097 2.570 18.4级配三 2.152 2.560 15.94.3真空密封法简介 从原理上分析，真空密封法与表干法、蜡封法相同，均是基于阿基米德的浮力原理。由于没有生产用于真空密封法的专业设备及耗材，本实验利用食品工业中的真空包装机，如图1所示，其真空泵的功率为 0.9 kW，真空压力为 ,0.1 MP

13、a，,6,根据吴国雄对真空法测定试件毛体积相对密度的研究，指出真空抽气时间在大于30 s的时候，试件中的空气基本抽尽，故本试验的抽气时间定为35s。若试验过程中，密封袋被刺穿导致试件浸水，则测出的试件的空隙率就会不准确，且浸水后的试件不能再用于真空法测量空隙率，除非试件已完全风干。为避免密封袋被刺穿，本实验选用质量较好的聚乙烯塑料袋（ 尺寸为 20cm 25cm） 。具体操作步骤如下:测定塑料密封袋的密度 ;称取干燥试件的空中质量 ;将试,mbd件放进塑料密封袋中，将放有试件的塑料密封袋放入真空密封机的真空室中，将试件密封好，称取密封后试件的空中质量 ;将密封好的试件浸没在水中， 并mds称取

14、其水中质量，从水中取出试件，?将密封袋解开，重新称量试件干重，若mss质量不变，则证明试件没浸水;完成上述步骤后，将记录的数据按照以下公式md,计算出试件的毛体积相对密度;测量沥青混合料的fm,m,（m,m）,dsssdsdb,fVV,（1,），100,最大理论相对密度，最后按计算试件真空法空隙率。tVAC,t图1真空法测毛体积密度 Fig.1 The measured bulk density by vacuum method 4.4真空密封法测空隙率 按照体积法测量试件的空隙率后，接着按4.3所述步骤用真空法测量试件空隙率，结果见表5所示。表5 真空法空隙率 Table5 air void

15、s by vacuum method 初试级配 毛体积相对密度 最大理论相对 空隙率平均值（g/cm3） 密度（g/cm3） （%） 级配一 2.118 2.515 15.8石灰岩 级配二 2.159 2.499 13.6级配三 2.202 2.485 11.4级配一 2.111 2.584 18.3辉绿岩 级配二 2.144 2.570 16.6级配三 2.199 2.560 14.15.真空法、体积法空隙率测定值与P关系 2.36根据4.1和4.3绘出石灰岩、辉绿岩OGFC-13初试级配下真空法与体积法空隙率测定值与P关系曲线图，如图2、图3所示。2.3618.017.0y = -1.08

16、67x + 29.99116.02R = 0.967315.0体积法14.0真空法13.0y = -0.9494x + 26.832空隙率（%）12.02R = 111.010.010.012.014.016.018.02.36mm通过率（%）图2石灰岩OGFC-13真空法、体积法空隙率测定值与P关系2.36Fig.2 The relationship between air voids of vacuum method and volume method and Poflimestone OGFC - 132.36 21y = -0.7502x + 27.934220R = 0.994219

17、18体积法17真空法16y = -0.6912x + 25.453152空隙率（%）R = 0.997714131281012141618图3辉绿岩OGFC-13真空法、体积法空隙率测定值与P关系2.36and volume method and Pofdiabase OGFC - 132.36 据图2、图3可知（1）空隙率与P具有良好的线性关系，空隙率随着P2.362.36的增大而减小;（2）不管是石灰岩还是灰绿岩，真空法空隙率测定值与P关系2.3622的R值都大于体积法空隙率测定值与P关系的R值，说明真空法空隙率测定与2.36P的线性关系拟合得更好;（3）体积法空隙率测定值均大于真空法空隙

18、率测定2.36值;且辉绿岩体积法与真空法空隙率测定值之差要大于石灰岩。OGFC-13沥青混合料空隙率与VV,aP，bP存在很好的线性关系，可用关2.362.36系表示，同种排水沥青混合料真空法与体积法空隙率的测定值之间的关系同样可VV,cVV，d用线性关系表示为:，系数a、b、c、d必须根据所选材料与沥vacDim11青混合料公称粒径通过一定试验确定。吕伟民学者所确定的排水沥青混合料10与P关系为VV=23.4-0.33 P，以及李闯民等学者通过试验确定的真空法与2.362.36VV,0.715VV，3.228体积法测空隙率之间的关系为,可能只是针对某种材料vacDim和某种公称粒径的排水沥青

19、混合料的公式，不能代表所有类型的排水沥青混合料空隙率与P的关系，故在用别的学者所总结出的关于排水沥青混合料空隙率经2.36验公式时必须根据自己试验的实际情况进行参考，不能盲目借鉴。每次初试级配所确定的空隙率所获得的经验公式，都可预估最佳配比和油石比下的沥青混合料的空隙率，而不要等到试验后，这样可为试验节省更多时间。6.结论与建议 （1）在P接近相同的情况下，两种方法测定的石灰岩OGFC-13各级配的2.36空隙率均小于辉绿岩各级配的空隙率约3%左右，是由于石灰岩强度远远低于辉绿岩，在马歇尔击实过程中，石灰岩更容易被击碎，导致空隙率要低于辉绿岩OGFC-13。（2）体积法的空隙率测定值大于真空法

20、测定值，是由于体积法测定试件的空隙率既包括了试件本身的空隙率，又包括了试件正常的构造纹理，而真空法通过抽真空然后密封，把表面凹凸不平的空隙给去掉了，因此真空法空隙率测定值更接近试件真实空隙率。（3）使用真空法测大空隙沥青混合料时，应确保密封袋不被刺破，试件不浸水，若试件浸水，导致试件水中重变小，计算出的毛体积变大，空隙率变小。（4）由于本试验仅研究了不同石材、同种沥青OGFC-13的试件，且试件的数量有限，因此，后期研究中将采用不同类型、不同最大公称粒径、以及不同成型方式的试件系统研究真空密封法测定大空隙沥青混合料毛体积相对密度的适用性以及真空法与体积法之间更深层次上的关系。 参考文献:1伍石

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22、J.中外公路，2013,33（4）:296-299.6黎霞,王宁辉,李闯民.大空隙沥青混合料空隙率测量方法的评价与分析J.中外公路,2008,28（3）:165-167. 7王旭末，应鹏程，何兆益（沥青混合料空隙率的研究J.重庆交通学院学报，2000，19（4）:19-21. 8吴国雄，杨锐，杨大田等（真空密封法测定沥青混合料毛体积相对密度试验J.重庆交通大学学报（自然科学版）,2010,29（6）:896-899. 9Tarefder R A，Zaman M，Hobson K（ Evaluating the Corelok measurement of bulk specific gravity for hot mix asp halt samplesJ.Journal of Testing and Evaluation，2002,30（4）:274,282（ 10李闯民,王宁辉.不同方法测量的排水沥青混合料试件空隙率关系J.公路，2007（1）:138-142. 11吕伟民.排水性沥青路面技术的进步与发展J.上海公路，2010（2）:6-10.