[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

说明书

本发明公开了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。装置包括马歇尔击实仪、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。方法包括：用放置在马歇尔冲击锤下落的锤头上的加速度计来获得加速度数据；获得的数据用五点移动平均值过滤，得到加速度‑时间历程曲线，再根据曲线对每次冲击后沥青混合料的响应进行分析，确定了基于加速度峰值和冲击时间的变化可以确定压实过程的不同阶段。该方法可有效分析马歇尔击实仪压实过程中沥青混合料的压实特性，可更好地指导路面压实施工。

技术领域

本发明属于沥青路面施工技术领域，涉及一种沥青路面材料压实设备，特别涉 及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。

背景技术

压实是保证沥青路面寿命的一个重要环节。不管采用何种沥青混合料设计方法，在工程实践中，压实通常通过压路机滚筒的重量来压缩沥青混合料的体积来达到所 需的密度。在压实过程中，集料形成提供抗变形性的骨架，并同时通过减少孔隙率 来限制水的渗透，从而延长路面的使用寿命。压实不足可能导致沥青路面和下承层 的过早损坏。

成功压实的一个关键因素是沥青混合料设计。沥青混合料设计的历史可追溯到二十世纪初。早期的沥青工程师根据自身的经验开始了解沥青混合料配料的重要性。 沥青混合料设计是确定沥青胶结料、粗骨料和细骨料的最佳比例的过程，以创造出 良好的路用性能和持久的路面。

布鲁斯·马歇尔(Bruce Marshall)发明的马歇尔沥青混合料设计方法是沥青 工业发展的一个飞跃。50多年来，马歇尔沥青混合料设计方法主导美国和世界铺路 业。在国内，马歇尔沥青混合料设计方法仍然是土木工程师的主要选择，目前该方 法已被广泛应用于国内沥青混合料设计和施工中。数代工程师和专家采用这种设计 方法，但是由于测试技术的缺乏而无法深入了解沥青混合料的冲击压实过程。

按马歇尔沥青混合料设计方法设计的马歇尔击实仪，是沥青混合料马歇尔稳定度试验中试样成型的专用仪器，其结构及性能完全符合公路试验规程要求。现有的 利用马歇尔击实仪的方法是测定沥青混合料的马歇尔稳定度，该方法是利用马歇尔 冲击锤对沥青混合料进行压实的，该方法中存在一个缺陷：马歇尔冲击锤击实次数 的控制基本采用一个固定值。比如，密级配沥青混合料一般采用正反75次，SMA沥 青混合料一般采用正反50次。这种击实次数的确定仅仅根据以往经验，而无法反映 各个沥青混合料的实际压实特性。

目前存在的另一种沥青混合料设计方法，即Superpave设计法，是通过引入旋 转压实仪(SGC)来更好地了解压实过程，其可以在每次旋转压实之后监测样品高度， 并提供比以前的压实仪更好的现场压实模拟。因此，旋转压实仪可以确定沥青混合 料设计的合理压实功来避免过度压实。对于马歇尔冲击锤压实，目前还没有方法来 表征和分析沥青混合料在压实过程中的行为(即压实特性)。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术的不足，提供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；该方法能够表征马歇尔锤式压实的沥青混 合料的压实行为；可评估不同沥青混合料的压实特性；可评估不同沥青混合料的冲 击锁定点。该方法可有效分析马歇尔击实仪压实过程中沥青混合料的压实特性，以 更好地来指导路面压实施工。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：

本发明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，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。

进一步地，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。