当前世界环境

介绍

在研究人员之间存在共识，总体形状属性会影响性能，但在测试能力量化相关形状特性的能力上出现了争论。在压实的混合物中，角形颗粒表现出更大的互锁和内部摩擦，因此导致比圆形颗粒更大的机械稳定性（Little，Button等，2003）。因此，角度和粗糙纹理的聚集体是在SMA中的聚集体之间进行互锁的至关重要，因此，它们是期望获得抵抗永久变形和疲劳裂化的SMA混合物。另一方面，在混合物中，平坦和细长的聚集体颗粒的存在是不希望的。这种颗粒在施工期间倾向于破裂，影响耐久性路面（Teng 2001）。

具有石头上的粗骨骼骨架，具有石头触点，提供更大的骨料颗粒以更有效地分布在路面结构内产生的典型载荷和应力。在NCHRP 9-8研究中建议的石头接触时定义的概念是在粗骨料中使用空隙，VCA（Watson，Masad等，2004）

图1：角度对粒子间空隙的影响 点击此处查看数字

气孔在沥青混合料抗车辙、疲劳开裂和低温开裂等主要路面病害方面起着重要的作用。它们还影响沥青混合料的耐久性老化和剥离。例如，较低的空隙含量可以最大限度地降低集料内部沥青粘结剂膜的老化程度，以及水渗入混合料并从集料上剥离沥青粘结剂的可能性(Masad et al. 2002)。如图1所示:相同孔隙总体积的试样，其孔隙分布可能不同，从而表现出不同的力学性能。因此，捕获空气空隙分布将是相当有趣的(Masad等人，2002)。

石髓沥青（SMA）包括标准化的试验方法，如骨折面部百分比 - ASTM D5821，粗骨料（UCVCC）的未提振的空隙含量，米氏菌和伊利诺伊大学汇总成像系统（UIAIS），测量聚集角度粗骨（Ofori-Abebresse和Martin 2006）。婚礼和嫁妆评估了粗骨料角度（CAA）对柔性路面的车辙特性具有显着影响。（Anirudh，Mallesh和Anjum 2014）表明，与含有未卷积的砾石的沥青混合物相比，使用碎石的使用增加了沥青混合物的稳定性（Kim，pH，＆Souza，1975）。粗骨料更加角度可以增加石头互锁的石头，从而降低了车辙易感性并导致较低的车辙深度（路面力学和性能2006）。

表1中提出了基于间接和直接方法的粗聚合角度测试的比较

表1：粗骨料角度测试的分类

印度手动粗骨料角度（CAA）测试是通过在特定方式用夯实杆在容器中以指定的方式压实不同的粗聚集层来手动完成。聚集体置于三个相等的层中，每个层被用100个次数压实，在表面层上方5cm的距离处的自由降差杆。粗骨料之间的空隙率是所需水的容积比，以将空隙填充到气缸的总体积（是：2386（第1部分）1963,1963）。根据该测试确定角度的一种方法是基于聚集体的重量需要填充汽缸，另一个基于聚集体的体积特性。

角度次数=（加入水的体积/总量）x 100-33

其中，“33”是空隙体积的百分比，在完美的圆形聚集体中。角度数量的值通常在0和11之间。在道路结构中，通常优选的7-10的角度数，（是：2386（第1部分）1963,1963）。

该测试是令人厌倦的，耗时的耗时，取决于运营商的判断，再现低的再现性，如果必须重复次数有可能产生错误。为了取代传统的测试，提出了一种用于粗略聚集角度的自动化方法。设计了一个轨道振动器，被设计为自动成绩。本机的主要目标是通过在轨道运动中振动聚集体样品而不是通过传统CAA手动测试中的自由杆压缩它们来获得最小百分比的空隙（完美互锁）。图2描绘了这种概念，轨道运动如何有助于聚合互锁。

图1:自动平地机运动的剖面图和平面图 点击此处查看数字

粗骨 - 自动成绩器

图3显示了基准机，它有两种时间（分钟）和速度（每分钟旋转）的工作。时间可以从零到99分钟设置，旋转速度从50到250 rpm变化，以摇动粗圆形运动中的粗聚集，以便更好地互锁和减少它们之间的空隙。重要的是选择最合适的工艺参数，以在粗聚集体之间实现最小百分比空隙。因此，这项研究是为了调查自动成绩的时间和速度变化的作用，找到最有效的时间和速度。比较和根据CAA手动测试进行比较和缩放，以获得相同的可重复性和再现性。

图2:粗骨料自动分级机 点击此处查看数字

由于通过使用“试验和误差”方法在本研究中测试了不同灰度的聚集体，因此估计可以填充到所有灰泥汽缸中的粗骨料的重量约为6.6-6.8千克。每个灰度的所需重量（kg）显示在表1中

图3：摇动过程后，水 在圆柱体中添加，直到所有空隙 填充和水之间的聚集体 出现在表面上 点击此处查看数字

通过自动分级机旋转粗聚集在给定的时间和速度集时，需要将水添加到自动分级滚筒中以测量空气空隙。由于在该研究中使用相同的样品，因此必须在表面饱和干燥的情况下制备聚集体，其中颗粒间隙是饱和的并且添加的水仅填充聚集体之间的间隙。褶皱粗聚集体之间的空隙百分比通过测量加入的水体积来确定。

表2：SMA20所需的不同筛子尺寸的聚集体百分比

结果与讨论

在本研究中，已选择花岗岩的上限三个渐变，平均限制和SMA下限。由于自动成绩器设计用于粗骨料，因此仅考虑了大于筛网4的聚集尺寸。每个渐变在三次变化下进行;三，五，七分钟，自百分比空气空隙后7分钟后保持稳定，三次旋转速度保持稳定;轨道振动器200,225和250 rpm。由于只需要聚集体之间的空隙量而不是颗粒空隙，因此在表面饱和干燥（SSD）条件下制备所有骨料样品。

手动粗骨料角度测试的结果显示在表2中，其中气缸重量为3.33千克，气缸体积为1800毫升。

基于手工粗骨料的结果有角(CAA)测试是执行控制的结果百分比总Auto-Grader获得的空隙,下限为38.88%孔隙率最高的价值,而最小值的百分比空隙属于上限,因为它有更多的比例较小的粒子,同样的结果与角度。这些结果背后的主要发现是，小颗粒之间的差距很低，大颗粒之间的差距相对更大，通过增加大颗粒的重量或百分比，它们之间的空气空隙百分比增加，反之亦然。

表3：显示手动粗骨料角度测试的结果

从聚集自动成分机的结果绘制不同的图表，该渐变（较低，平均值和上限），其比较通过不同速度一组（图6,6和7）获得的百分比空气空隙的结果。通过比较200,225和250rpm的绘制线，发现所有灰度的空隙率趋势相同，并且通过增加速度功率的减小。这种发现背后的原因是，通过增加旋转速度，角度聚集体之间的间隙降低，因此聚集体互锁增加和空气空隙百分比减小。

图4:百分比空气的比较 通过自动成分机较低的空白获得 限制所有速度 点击此处查看数字

图5：百分比空气空隙的比较 由自动成分机构获得的所有限制 变速装置 点击此处查看数字

图6：百分比空隙的比较 由自动成分机构获得全部上限 变速装置 点击此处查看数字

由于空气空气百分比随着所有灰度的速度增加而降低，因此当速度设定为最高（250rpm）时，在不同灰度的百分比空隙率之间进行比较。可以看出（图8）理论上预期的趋势，当下限的较大总尺寸的百分比增加到上限时，它们之间的空间也相比，它们之间的空隙百分比增加和副有关。

图7：百分比空气的比较 在速度时，void不同灰度 设置为最高 点击此处查看数字

所有渐变的CAA手动试验与骨料学平面结果的百分比空隙比较

在这项研究中，为每个灰度设定为三次，五个和7分钟和三个转速的三个变量，为每个灰度设定为200,225和250 rpm的三个变量。发现改善聚合互锁和增益最小百分比空隙的最佳方法是通过提高时间和速度功率，但是在一定时间内，空气空隙百分比保持恒定。因此，建议使用Auto-Grader以获得最大的时间和速度。为了有效地与集合自动评级机一起工作，所以进行速度和时间的最佳设置分别为250rpm和7分钟。

表2A：显示通过粗骨聚集角度手动和自动成分自动测试获得的空气空隙百分比的结果

从两个测试获得的空中空隙率的结果如表3所示。这两个测试的趋势是相同的;聚集体之间的空隙率最高，下限最高，然后在平均极限下降低，其上限为上限9。

图8:百分比之间的比较 由自动平地机获得的空气空隙 和粗骨料角度手册 测试不同的等级。 点击此处查看数字

总体而言，两次测试的结果之间存在大约2.5％的差距。从自动成分机中获得的聚集体之间的空隙率的百分比相对高于粗骨骼角度（CAA）手动试验，以控制该新型发发机的结果。因此，建立了从粗骨料自动成分和CAA手动试验中获得的空隙百分比之间的相关性。

图9：百分比之间的相关性 空中VOID获得了AUTO GRADER和结果 粗骨料角度手工试验。 点击此处查看数字

CAA_自动成分= 1.23 x（％空气空白） - 47.8

在哪里，

CAA =粗骨聚集角度，在0到11之间

图9示出了具有高线性回归的聚合自动评分器的粗聚合角度方程（几乎1）。因此，可以从自动成分测试中获得粗聚集角度的相同结果，但具有高精度，再现性和可重复性。

此外，由于这两个测试的趋势是线性的，并且它们的差异约为2.5％，因此也可以根据图8使用更简单的等式，比较较低的精度。

CAA_自动成分=(%空气空隙+2.5%)- 33 = %空气空隙-30.5

结论

本研究的主要焦点是通过量化时间和转速的不同变化来识别自动成绩的百分比空隙趋势，以进行最有效和有效的设置，以获得粗骨料之间的最小百分比空隙。

通过对气隙率的分析表明，提高粗集料自动分级机的速度和时间设置，对实现粗集料的完美联锁和降低粗集料之间的气隙率有显著的效果。因此，建议运行速度和时间设置为250RPM和7分钟。

在该研究中，将结果与印度粗骨料角度（CAA）标准手动测试的百分比空隙进行了比较。由于汇集了通过聚合自动评级机获得的空中空隙率遵循与手动测试相同的趋势，因此该机器可用于实现与CAA手动测试相比更高的精度，再现性和可重复性的粗略聚合角度数。

推荐

由于骨料自动分级机从颗粒之间的空气空隙率的间接测量获得角度，它可以用于确定未来工作的颗粒指数(《尺寸与土壤》，2011年)。在D3398骨料颗粒形状指标和指标的手动试验中，颗粒指标是根据以下公式得到的(aggregate et al. 2000)。

ia = 1.25v._10.- 0.25 V50 - 32.0

在哪里：
v10 =％在每层10滴压实的聚集体中的％空隙，

v50 =％在每层50滴压实的聚集体中的空隙，

通过使用适当的操作速度和时间的操作集，还可以基于粒子指数方程基于粒子指数方程来使用自动成分机。通过更高的精度，可重复性和可重复性可以获得相同的结果，这是可靠测试的基本原理。

参考

1. 集料、粗集料、细集料、试验粒径和压实土。2000。集料颗粒形状和质地指数的标准试验方法1d75集料取样规程3夯实土壤4。“04。
2. Anirudh, N, K M Mallesh和Mohammed Ilyas Anjum. 2014。粗集料颗粒指数的影响及其对沥青混凝土混合料性能的影响
3. “版权所有ASCE 2006 102路面力学和性能（GSP 154）路面力学和性能。”2006年（GSP 154）：102-9。
4. Cottrill，Caitlin，Natacha Thomas和Stephen Vaughn。1832年。“交通研究委员会年会;2010年1月，华盛顿D.C。“5（11）：1-16。
5. 是：2386（第1部分）1963年。“混凝土骨料的测试方法。”
6. 金，永拉克，D pH和莱昂纳多T Souza。1975年0851集料角度对配合比设计特性和路面性能的影响．
7. 小，达拉斯等人。2003年。“使用图像分析量化聚集体的形状，角度和表面纹理，研究它们对性能的影响。”http://www.ntis.gov。
8. Masad，E.等。“”使用X射线计算断层扫描“沥青混合空隙分布的表征。”土木工程材料杂志14（2）：122-29。
9. Ofori-Abebress，Edward和Amy EPPS Martin。2006年。“用聚合成像系统（AIMS）测量的MNROAD骨料物理性质。”（行进）。
10. Tm Al. Rousan, 2004。“用计算机自动化系统表征骨料形状特性”。”(12):211。
11. 尺寸，测试和实验室压实的土壤。2011年。“总粒子形状和纹理索引的标准试验方法。”00（重新申请2006）：3-6。
12. 滕，圣保罗。2001.“超级波混合物设计指南”。Westrack法医共识报告：23。
13. Watson，Donald等。2004年。“粗骨料测试中空隙的验证：确定热混合沥青混合物的石头接触。”运输研究记录1891（1）：182-90。