[发明专利]一种量化温度、频率影响因素的沥青混合料质量评价方法

说明书

本发明公开了一种量化温度、频率影响因素的基于介电常数理论模型计算的沥青混合料质量评价方法，该方法基于介电常数理论模型计算，包括以下步骤：(1)备样；(2)介电常数测定：测定试样在不同温度梯度下的介电常数与损耗角正切值；(3)量化温度、频率影响因素建立介电理论模型；(4)验证理论模型：利用测试值与模型模拟值对比进行验证；(5)质量评价：计算各组沥青试验的变异系数和电导活化能，用于评价混合料的质量。本方法提出了一种可以量化温度、频率因素对沥青混合料介电常数测量精确性影响大小的介电常数理论模型并用于评价沥青混合料质量，对提升无损检测设备的检测精度，减少温度、频率等因素的影响具有很大的实际意义。

技术领域

本发明属于道路工程领域，涉及一种量化温度、频率影响因素的基于介电常数理论模型计算的沥青混合料质量评价方法。

背景技术

采用探地雷达对沥青路面进行无损检测时，是基于某一路段不同位置处沥青路面材料的介电常数值差异来进行质量评价的。沥青路面材料的介电常数值通常与密度、压实度等工程指标相关，也可依据不同位置处介电常数值的差异对路面病害进行诊断。因此，实现沥青路面材料的介电常数的准确测定对沥青路面质量评价而言至关重要。

外界环境通常会对无损检测设备的准确测定造成干扰，而温度因素是最主要的因素之一。由于沥青路面的温度动态变化，并不是一个恒定的值，因此如何明确温度因素对于沥青混合料介电常数的影响，从而实现温度因素修正，是提升无损检测设备检测精度的关键。

采用探地雷达对沥青路面进行无损检测时，由于外加电场的存在，使得沥青混合料内部电荷重新排列，在介质表面产生一定数量的电荷，即产生极化现象，使得沥青混合料展现出了一定的介电性质。沥青混合料作为路面材料的重要组成，通常是由集料、沥青、空气三种物质组成的复合材料，而复合材料的介电性质可以由复合材料介电模型进行表示。复合材料介电模型是用来描述多相复合材料介电常数与其组成成份介电常数及所占体积率等参数之间的函数关系。

目前国内外的研究主要针对于复合材料内部各组分的体积关系，对于温度等外界影响因素的研究较少。然而在采用无损检测设备进行沥青路面检测时可以发现，除道路材料本身情况以外，对沥青混合料介电常数测定即对电磁波传输造成主要影响的是温度和频率这两个因素。其中频率可以依据不同道路的探测需求采用人为方式进行设定，故要提升探地雷达对于沥青混合料介电常数的检测精度，需要充分考虑温度因素的影响，即明确温度因素对于沥青混合料介电常数的影响。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于针对目前无损检测设备检测时受到温度、频率影响而精度不高的缺陷，为提升无损检测设备的检测精度，提出一种量化温度、频率影响因素的基于介电常数理论模型计算的沥青混合料质量评价方法。

本发明提供的技术方案如下：

一种量化温度、频率影响因素的沥青混合料质量评价方法，包括以下步骤：

(1)备样：选取沥青和集料混合制成混合料，经压实、切割、加工后制成试样，每组混合料至少5个平行试样；

(2)介电常数测定：测定试样在不同温度梯度下的介电常数与损耗角正切值；

(3)建立介电理论模型：量化温度、频率影响因素建立介电理论模型；

(4)验证理论模型：利用步骤(2)所测得的介电常数与损耗角正切值，计算得到各试样的电导率，并与介电理论模型对比验证可行性，介电理论模型可行性高则可用于质量评价；

(5)质量评价：利用介电理论模型计算各组沥青试验的变异系数和电导活化能，计算得到各种沥青和集料的电导活化能值，用于评价混合料的质量。

具体的，

所述步骤(1)中的沥青选自50#基质沥青、70#基质沥青和SBS改性沥青中的一种，集料选自石灰岩和玄武岩集料中的一种；