[发明专利]一种利用智能马歇尔击实仪评估沥青混合料的压实特性的方法及装置

权利要求书

1.一种利用智能马歇尔击实仪评估沥青混合料的压实特性的装置，其特征在于，它包括马歇尔击实仪、用于承载沥青混合料样品的模具、加速度计、数据采集系统；在马歇尔击实仪的击实锤上安装有加速度计；加速度计的安置方向与击实锤的下落方向相同；加速度计通过同轴电缆与数据采集系统连接。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的装置还包括计算机，数据采集系统与计算机连接，计算机内设置有用于接收和存储加速度数据的LabVIEW系统设计软件。

3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述的加速度计是一个范围为5000g的小型三轴ICP加速度计。

4.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述模具为直径10cm的模具或直径15cm的模具。

5.一种采用如权利要求1-4任一所述的装置进行的，利用智能马歇尔击实仪评估沥青混合料的压实特性的方法，其特征在于，包括下述步骤：

(1)将沥青混合料样品装入磨具中，将沥青混合料加热至达到使用冲击锤完成每侧固定次数冲击后，其孔隙率达一定范围的温度，基质沥青加热到120℃-150℃，聚合物改性沥青加热到140℃-170℃；

(2)在马歇尔击实仪的击实锤上安装加速度计；加速度计的安置方向与击实锤的下落方向相同；加速度计通过同轴电缆与数据采集系统连接；数据采集系统与计算机连接，计算机内设置用于接收和存储加速度数据的LabVIEW系统设计软件；使用一定的压实功来击实沥青混合料；利用马歇尔击实仪的击实锤对样品每一侧进行固定次数击实，获得每次击实的加速度数据；

(3)用五点移动平均值过滤从加速度计获得的加速度数据，并将每次击实后的沥青混合料的响应数据即加速度数据绘制在加速度-时间历程曲线中进行分析；

(4)根据加速度-时间历程曲线，评估沥青混合料在压实过程中的不同阶段的压实特性：在压实初始阶段，冲击时间相对较长，低加速度峰值和多于一个峰值的存在；随着沥青混合料的密度增加，刚度也同时增加，引起加速度峰值的变化；在中间压实阶段，冲击时间变短，加速度峰值增加，多个加速度峰值演化成一个峰值；当沥青混合料达到最终的压实阶段时，加速度峰值和冲击时间变得稳定，这意味着压实不再显著增加；采用在最终的压实阶段，加速度峰值变得稳定时的这个点作为冲击锁定点；冲击锁定点是发送到加速度计的沥青混合料的加速度峰值变得稳定时的冲击次数，亦即，加速度-时间历程曲线停止波动的锤击次数；此时，加速度峰值和冲击时间稳定，在此后，加速度峰值和冲击时间都不发生变化。

6.如权利要求5所述的利用智能马歇尔击实仪评估沥青混合料的压实特性的方法，其特征在于，上述步骤(1)中，首先确定沥青混合料的理论最大比重；对于10cm模具，装入10cm模具中的沥青混合料样品的重量为1230g±5g；对于15cm模具，装入15cm模具中的沥青混合料样品的重量为2760g±5g。

7.如权利要求5所述的利用智能马歇尔击实仪评估沥青混合料的压实特性的方法，其特征在于，上述步骤(1)中，将沥青混合料加热2小时至达到使用冲击锤完成每侧75次冲击，两侧共150次冲击后，孔隙率为3％-5％的温度。

8.如权利要求5所述的利用智能马歇尔击实仪评估沥青混合料的压实特性的方法，其特征在于，上述步骤(2)中，对于10cm模具，使用4.536kg±5g重的击实锤来击实沥青混合料；对于15cm模具，使用10.21kg±5g重的击实锤来击实沥青混合料；一旦压实过程结束，测定样品的比重。