不同水泥摻量泡沫瀝青冷再生混合料細(xì)微觀空隙分布特征

劉 青

(青海大學(xué) 土木工程學(xué)院， 青海 西寧 810016)

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不同水泥摻量泡沫瀝青冷再生混合料細(xì)微觀空隙分布特征

劉 青

(青海大學(xué) 土木工程學(xué)院， 青海 西寧 810016)

基于馬歇爾試驗(yàn)、工業(yè)CT的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)以及VG軟件的三維重構(gòu)功能，系統(tǒng)研究了水泥摻量對(duì)泡沫瀝青冷再生混合料的強(qiáng)度特性、空隙率大小、最可幾空隙、空隙分形特征變化規(guī)律的影響，分析給出最可幾空隙、空隙分形特征的數(shù)學(xué)模型表征，并建立了細(xì)微觀空隙分布特征與力學(xué)性能之間的回歸關(guān)系。試驗(yàn)結(jié)果表明，水泥摻量對(duì)泡沫瀝青冷再生混合料細(xì)微觀空隙分布特征有顯著的影響，泡沫瀝青冷再生混合料空隙體積與其概率分布之間具有較好的洛倫茲分布關(guān)系，采用最可幾空隙和空隙分形維數(shù)可較好地表征水泥摻量對(duì)泡沫瀝青冷再生混合料細(xì)微觀空隙特征的影響；隨著水泥摻量增大，最可幾空隙體積減??；摻加水泥改變了泡沫瀝青冷再生混合料的整體空隙形狀特征，且水泥摻量越大，空隙形狀改變?cè)矫黠@；水泥改變了凍融循環(huán)作用下泡沫瀝青冷再生混合料的空隙衰變過(guò)程。

道路工程； 泡沫瀝青冷再生混合料； 空隙分布特征； 最可幾空隙； 空隙分形特征

0 引言

目前泡沫瀝青廠拌冷再生混合料中是否添加水泥，以及水泥對(duì)再生混合料性能影響如何，再生實(shí)際工程操作中也有著不同的做法，效果有好有壞，難下定論。室內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)，在泡沫瀝青冷再生混合料中加入適量活性填料(如水泥、石灰等)，可顯著改善其早期強(qiáng)度、水穩(wěn)定性、高溫穩(wěn)定性以及疲勞性能，關(guān)于水泥對(duì)泡沫瀝青冷再生混合料技術(shù)性能的影響國(guó)內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)開(kāi)展了大量研究并取得了一些重要成果[1-5]，但是，這些成果主要集中在宏觀力學(xué)試驗(yàn)方面，而關(guān)于水泥對(duì)泡沫瀝青冷再生混合料細(xì)微觀結(jié)構(gòu)性能的強(qiáng)度影響機(jī)理方面仍鮮見(jiàn)報(bào)道，僅有的一些研究成果只限于采用SEM定性的描述了水泥水化產(chǎn)物對(duì)泡沫瀝青冷再生混合料礦料界面和膠漿界面的影響，由于掃描電鏡試驗(yàn)取樣過(guò)程和掃描試驗(yàn)過(guò)程均具有較大的隨意性，且很難定量分析，試驗(yàn)結(jié)果難以令人信服。為了從細(xì)微觀空隙角度揭示水泥對(duì)冷再生混合料的作用機(jī)理，本文首先研究了水泥摻量對(duì)冷再生混合料干、濕ITS的影響，進(jìn)一步借助X-ray的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)和VG軟件的三維重構(gòu)功能系統(tǒng)研究了不同水泥摻量泡沫瀝青冷再生混合料細(xì)微觀空隙分布特征，推薦了泡沫瀝青冷再生混合料適宜的水泥摻量范圍，研究結(jié)果可為新版《瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》的修正以及泡沫瀝青冷再生技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的推廣應(yīng)用提供理論借鑒。

1 主要原材料及試件準(zhǔn)備

試驗(yàn)選用的泡沫瀝青由試驗(yàn)室自制，其主要技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表1；水泥選用秦嶺牌PO32.5普通硅酸鹽水泥；回收舊瀝青路面材料(Reclaimed Asphalt Pavement，簡(jiǎn)稱(chēng)RAP)為陜西某高速公路瀝青路面銑刨料，新集料為機(jī)制砂和石灰?guī)r碎石，根據(jù)RAP、10～20 mm碎石(新集料)、機(jī)制砂篩分試驗(yàn)結(jié)果，確定其各自摻加比例為RAP料∶碎石∶石屑=78∶12∶10，混合料合成級(jí)配見(jiàn)表1。

表1 泡沫瀝青冷再生混合料合成級(jí)配Table1 Syntheticgradingoffoamedasphaltcoldrecycledmixture級(jí)配通過(guò)下列尺寸(mm)的百分率/%26.5191613.29.5合成級(jí)配/%10094.591.486.577.9上限/%10093908779下限/%7669666355通過(guò)下列尺寸(mm)的百分率/%4.752.361.180.60.30.150.07553.842.127.222.414.79.86.768574739302520433122161175

采用重型擊實(shí)試驗(yàn)確定1.5%水泥摻量下泡沫瀝青冷再生混合料的最佳拌合用水量為4.4%，按照濕ITS最大，同時(shí)兼顧干ITS和干濕ITS比較大的原則確定的最佳泡沫瀝青用量用量為4.0%，為避免拌合用水量、養(yǎng)生溫度、試件成型方法、養(yǎng)生時(shí)間等外在因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響，試驗(yàn)中唯一的變量試驗(yàn)參數(shù)為水泥摻量，水泥以外摻的形式摻加，摻量為0%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%。

① 混合料拌合：混合料拌合時(shí)先將水泥、集料一起干拌90 s，加入預(yù)定質(zhì)量的拌合用水量攪拌90 s，最后加入泡沫瀝青，攪拌90 s后觀察混合料顏色、泡沫瀝青的裹附狀況是否異常，混合料拌合均勻后方可使用。

② 試件成型及養(yǎng)生[1]：按照《公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》(JTGF41-2008)規(guī)定的馬歇爾擊實(shí)方法成型試件，將拌和均勻的混合料裝入試模，雙面擊實(shí)各50次后置于60 ℃鼓風(fēng)烘箱中養(yǎng)生48 h，待試件養(yǎng)生結(jié)束后再趁熱雙面各擊實(shí)25次，室溫冷卻12 h后備用，為避免放置時(shí)間對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響，除凍融循環(huán)試驗(yàn)外，其余試件需在7 d內(nèi)完成試驗(yàn)。

2 基于X-Ray技術(shù)測(cè)算泡沫瀝青冷再生混

合料空隙率

2.1 空隙率測(cè)算

試驗(yàn)選用德國(guó)YXLON公司225 kV工業(yè)CT掃描系統(tǒng)。VGStudio MAX三維可視化軟件的三維重構(gòu)功能是實(shí)現(xiàn)CT掃描圖像三維可視化的重要手段，為了得到泡沫瀝青混合料馬歇爾試件內(nèi)部空隙的空間分布規(guī)律和孔隙的細(xì)微觀特征，本文采用VG軟件自帶的缺陷分析模塊進(jìn)行計(jì)算，經(jīng)室內(nèi)反復(fù)調(diào)試，用于泡沫瀝青冷再生混合料CT掃描試驗(yàn)的主要參數(shù)如表2所示。

表2 工業(yè)CT設(shè)備規(guī)格與參數(shù)Table2 IndustrialCTequipmentspecificationsandparame-ters設(shè)備參數(shù)最大電壓/kV最大電流/mA規(guī)格2253.0像素尺寸/μm2操作模式濾波片組合及厚度200×200容積掃描和數(shù)字成像1mmCu+1mmFe

2.2 試驗(yàn)結(jié)果分析

VG軟件計(jì)算輸出的表單信息包括了馬歇爾試件內(nèi)部每個(gè)獨(dú)立空隙的空間三維X、Y、Z坐標(biāo)，空隙的體積，空隙的表面積，以及空隙在馬歇爾試件內(nèi)部在X、Y、Z三個(gè)方向的尺寸大小。不同水泥摻量泡沫瀝青冷再生混合料實(shí)測(cè)空隙率、CT測(cè)算空隙率結(jié)果見(jiàn)表3。由于CT掃描和表干法實(shí)測(cè)空隙率均不會(huì)對(duì)試件造成損傷，獲取CT圖像后將馬歇爾試件用于劈裂試驗(yàn)，以便進(jìn)一步建立細(xì)微觀空隙特征與宏觀力學(xué)性能之間的關(guān)系。不同水泥摻量的泡沫瀝青冷再生混合料干ITS(Indirect tensile strength，下同)、濕ITS、TSR(Splitting Strength Ratio)試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

表3 不同水泥摻量泡沫瀝青冷再生混合料空隙率測(cè)試結(jié)果Table3 Voidstestresultsfoamedasphaltasphaltcoldre-cycledmixunderdifferentcementcontent水泥摻量/%表干法實(shí)測(cè)空隙率/%CT測(cè)算空隙率/%水泥摻量/%表干法實(shí)測(cè)空隙率/%CT測(cè)算空隙率/%011.3710.172.011.169.68111.269.932.511.029.621.511.209.79310.329.58

表4 不同水泥摻量泡沫瀝青冷再生混合料劈裂試驗(yàn)結(jié)果(試驗(yàn)溫度:15℃)Table4 ITStestresultsfoamedasphaltcoldrecycledmixunderdifferentcementcontent水泥摻量/%干ITS/MPa濕ITS/MPaTSR/%0 0.700.4361.41 0.710.5983.11.50.740.6385.120.750.6586.62.50.790.720.9130.800.7492.5 注:試驗(yàn)溫度為15℃,試驗(yàn)方法參考JTGF41-2008。

分析試驗(yàn)結(jié)果可知： ①CT測(cè)算的空隙率略小于表干法實(shí)測(cè)空隙率。0%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%水泥摻量下，CT實(shí)測(cè)空隙率分別為表干法實(shí)測(cè)空隙率的89.4%、88.1%、87.4%、86.7%、87.3%、92.8%，這與國(guó)內(nèi)已有研究成果相吻合，滿足CT測(cè)算空隙率與實(shí)測(cè)空隙率相差15%～20%的誤差要求。CT實(shí)測(cè)空隙偏小的原因主要由工業(yè)CT的掃描精度所致，泡沫瀝青混合料中小于10 μm的空隙其雖能識(shí)別，但從計(jì)算輸出的excel表單可以看到有大量的空隙體積統(tǒng)計(jì)為0 mm3，雖然軟件識(shí)別時(shí)將這部分空隙體積統(tǒng)計(jì)為0 mm3，但這部分空隙不但有一定的體積，而且其數(shù)量相當(dāng)多，這就造成了CT測(cè)算空隙率和表干法實(shí)測(cè)空隙率有些差別的主要原因。此外，VG軟件的缺陷檢測(cè)功能只統(tǒng)計(jì)了馬歇爾試件內(nèi)部的閉口空隙體積，X-ray掃描試驗(yàn)時(shí)雖采用鋁箔對(duì)試件進(jìn)行了全封閉處理，但難免造成試件邊緣部位部分半封閉空隙遺漏。 ②隨著水泥摻量的增大，泡沫瀝青冷再生混合料空隙率有減小的趨勢(shì)，水泥摻量由0%增大到2%，泡沫瀝青冷再生混合料空隙率減小了1.8%，而水泥摻量由0%增大到3%，泡沫瀝青冷再生混合料空隙率減小了9.2%，表明小劑量水泥的摻加對(duì)泡沫瀝青冷再生混合料的總空隙率并沒(méi)有明顯影響，但水泥摻量超過(guò)2%，水泥的摻加將對(duì)泡沫瀝青冷再生混合料密實(shí)度產(chǎn)生顯著影響。 ③水泥摻量由0%增大到2%，干ITS僅增大了7%，而濕ITS增大了51.1%，可見(jiàn)水泥作為活性填料添加后并沒(méi)有顯著提高泡沫瀝青冷再生混合料的干ITS，而是較大程度提高了泡沫瀝青冷再生混合料的濕ITS和干濕ITS比；此外，隨著水泥摻量的增大，混合料濕ITS總體上呈增大變化趨勢(shì)，水泥摻量小于1%，隨著水泥摻量的增大混合料濕ITS顯著增大，但水泥摻量超高2%后，ITS增加趨勢(shì)基本穩(wěn)定。

3 水泥對(duì)泡沫瀝青冷再生混合料細(xì)微觀空

隙特征的影響

3.1 細(xì)微觀空隙分布評(píng)價(jià)指標(biāo)選取

目前許多學(xué)者都提出采用平均孔徑、孔級(jí)配來(lái)揭示瀝青混合料的細(xì)微觀空隙分布特征[6-8]，但平均孔徑是一個(gè)統(tǒng)計(jì)概念下的平均值，無(wú)法排除試件成型過(guò)程中以及養(yǎng)生過(guò)程中人為因素導(dǎo)致的大孔體積變異性。經(jīng)初步統(tǒng)計(jì)擬合分析，對(duì)于泡沫瀝青冷再生混合料這種微孔數(shù)量多，大孔數(shù)量少，空隙分布特征具有明顯的非均一特性，采用孔級(jí)配和平均孔徑指標(biāo)并不能準(zhǔn)確地判斷出水泥摻量對(duì)泡沫瀝青冷再生混合料細(xì)微觀空隙分布特征的影響，經(jīng)室內(nèi)反復(fù)擬合回歸，本文以最可幾空隙和空隙分形維數(shù)為評(píng)價(jià)指標(biāo)來(lái)研究水泥摻量對(duì)泡沫瀝青冷再生混合料細(xì)微觀空隙分布特征的影響。

3.2 最可幾孔徑

既然空隙分布特征具有非均一特性，且微孔數(shù)量居多，水泥對(duì)泡沫瀝青冷再生混合料的“加筋”、“填充”作用勢(shì)必會(huì)對(duì)其內(nèi)部細(xì)微觀空隙分布特征產(chǎn)生一定影響，如何定量描述水泥摻量對(duì)空隙分布特性的影響就顯得十分重要[8-12]。所謂的最可幾孔徑是指馬歇爾試件內(nèi)部空隙中出現(xiàn)次數(shù)最多的空隙體積，最可空隙取決于空隙的分布形態(tài)，如果是正態(tài)分布，最可幾空隙就是平均空隙體積[10]。對(duì)于各水泥摻量的4×635張圖像的統(tǒng)計(jì)分析顯示，不同體積大小的空隙概率密度函數(shù)基本符合洛倫茲函數(shù)(Lorentz)分布，本文以洛倫茲函數(shù)擬合峰值概率對(duì)應(yīng)的空隙體積來(lái)表征最可幾空隙，擬合結(jié)果見(jiàn)圖1。

(1)

Vm=xc

(2)

式中： f(x)為洛倫茲函數(shù)；xc為峰值空隙體積。

A、W均為回歸系數(shù)；

圖1 不同水泥摻量泡沫瀝青冷再生混合料最可幾空隙分布Figure 1 The most probable void distribution of foamed asphalt cold recycled mixes under different dosage of cement

圖1最可幾空隙擬合結(jié)果表明：各水泥摻量下，泡沫瀝青冷再生混合料空隙體積與其概率分布之間具有較好的洛倫茲分布關(guān)系，隨著水泥摻量增大，最可幾空隙體積減小，6種水泥摻量下泡沫瀝青冷再生混合料最可幾空隙體積分別為0.247 35、0.189 18、0.175 19、0.150 56、0.144 40、0.125 16 mm3。相比不摻加水泥，1%、3%水泥可分別使最可幾空隙減小23.5%、49.4%，泡沫瀝青冷再生混合料最可幾空隙體積隨水泥摻量的增大呈二次函數(shù)關(guān)系遞減，擬合關(guān)系良好(見(jiàn)圖2)。分析其原因，加入水泥后，水泥水化產(chǎn)物在泡沫瀝青膠漿內(nèi)部相互交織、穿插、生長(zhǎng)的同時(shí)物貫穿了泡沫瀝青冷再生混合料的孔隙，將大孔分隔成體積更小一級(jí)的孔隙，宏觀表現(xiàn)為隨水泥摻量的增大，單位面積內(nèi)孔隙數(shù)量多，小孔出現(xiàn)的概率增大，水泥摻量越大，水泥的“加筋”、“填充”作用越明顯。

圖2 不同水泥摻量的泡沫瀝青冷再生混合料最可幾孔徑分布規(guī)律Figure 2 Mixture most probable void size distribution of foamed asphalt asphalt cold under different cement content

3.3 空隙分形特征

為了計(jì)算簡(jiǎn)單，通常將混合料中的單個(gè)空隙等效成同體積的球體或橢球，實(shí)際中孔隙的形態(tài)多種多樣，空隙形狀雜亂無(wú)章，對(duì)材料中的微裂紋結(jié)構(gòu)、空隙等不規(guī)則圖形，Mandel-brot等認(rèn)為存在如下關(guān)系[8-13]：

P1/D∝A1/2

(3)

對(duì)式(3)兩邊取對(duì)數(shù)后可得：

lnP=C+(D/2)lnA

(4)

式中：P為空隙的周長(zhǎng)；A為空隙面積；C為常數(shù)；回歸直線的斜率D為分形維數(shù)，D為不規(guī)則圖形邊界線的分形維數(shù)。

雖然泡沫瀝青冷再生混合料馬歇爾試件中的空隙形態(tài)雜亂無(wú)章，但同一批馬歇爾試件由于試驗(yàn)級(jí)配、試件成型方法、CT掃描參數(shù)等內(nèi)外因完全相同，相同水泥摻量的混合料試件其內(nèi)部孔隙分布形狀應(yīng)該具有一定的相似性，本文借鑒小島法研究思路對(duì)VG計(jì)算的空隙率結(jié)果進(jìn)行擬合分析，假設(shè)泡沫瀝青冷再生混合料內(nèi)部孔隙球體體積與球體表面積之間存在關(guān)系V=KSD，兩邊取自然對(duì)數(shù)：

lnV=lnK+DlnS

(5)

式中：V為孔隙的體積，mm3；S為孔隙表面積，mm2；K為擬合參數(shù)。

根據(jù)VG軟件輸出空隙率計(jì)算結(jié)果進(jìn)行擬合分析，不同水泥摻量下泡沫瀝青冷再生混合料孔隙表面積對(duì)數(shù)與體積對(duì)數(shù)之間的擬合關(guān)系式見(jiàn)圖3。

由圖3擬合結(jié)果可知：泡沫瀝青冷再生混合料內(nèi)部細(xì)微觀空隙體積與空隙表面積在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)下具有較好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)R2均達(dá)到了0.99，擬合關(guān)系良好，表明不同水泥摻量的泡沫瀝青冷再生混合料內(nèi)部空隙形狀具有一定的相似性，細(xì)微觀空隙具有明顯的分形特征(見(jiàn)圖4)；以空隙體積與表面積雙對(duì)數(shù)擬合曲線的斜率表征泡沫瀝青冷再生混合料的細(xì)微觀空隙分形特征[10]，在6種水泥摻量下，隨著水泥摻量增大，擬合曲線斜率依次增大，截距的絕對(duì)值依次減小，可見(jiàn)水泥摻量對(duì)泡沫瀝青冷再生混合料內(nèi)部空隙分形特征有顯著的影響，水泥的摻加影響了冷再生混合料的細(xì)微觀空隙形狀特征。這也可以用來(lái)解釋不同水泥摻量泡沫瀝青冷再生混合料強(qiáng)度差異的原因：除了水泥作為次級(jí)結(jié)合料提高了膠漿與集料之間的粘附性外，水泥水化產(chǎn)物所形成的“二級(jí)界面”改變了混合料內(nèi)部空隙形狀特征[5]，導(dǎo)致應(yīng)力集中因子發(fā)生了變化，以致相同荷載作用對(duì)相同空隙大小不同空隙形狀特征的材料所造成的疲勞損傷不同，水泥的加入改善了泡沫瀝青冷再生混合料的受力環(huán)境，一定程度上可彌補(bǔ)集料-膠漿以及膠漿內(nèi)部的界面缺陷。

圖3 不同水泥摻量泡沫瀝青冷再生混合料空隙體積與空隙表面積雙對(duì)數(shù)擬合結(jié)果Figure 3 Void volume and surface the double logarithmic fitting result of foamed asphalt cold recycled mixture under different cement content

圖4 不同水泥摻量泡沫瀝青冷再生混合料空隙分形特征Figure 4 Void fractal characteristics of foamed asphalt cold recycled mixtures under different cement content

4 不同水泥摻量泡沫瀝青冷再生混合料耐

久性分析

為研究水泥摻量對(duì)泡沫瀝青冷再生混合料耐久性的影響，筆者采用凍融循環(huán)試驗(yàn)并結(jié)合X-Ray的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)對(duì)凍融循環(huán)作用下不同水泥摻量的泡沫瀝青冷再生混合料細(xì)微觀空隙進(jìn)行探討，并以“最可幾空隙”作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。

凍融循環(huán)試驗(yàn)步驟[1，14]：各水泥摻量下每次凍融循環(huán)試驗(yàn)需成型4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試件，相同水泥摻量完成凍融試驗(yàn)需成型24個(gè)馬歇爾試件；標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)生結(jié)束后先將試件浸在25 ℃水中飽水0.5 h，取出試件在98.5 kp真空條件下保持15 min，然后打開(kāi)閥門(mén)，恢復(fù)常壓，試件在水中放置0.5 h；取出試件放入塑料袋中，加入約10 mL的水，扎緊袋口，將試件放入-18 ℃恒溫冰箱中，保持12 h；取出試件后立即放入25℃水浴中，撤去塑料袋，保溫12 h；保溫結(jié)束后將試件置于15 ℃鼓風(fēng)烘箱中烘干，此為一個(gè)凍融循環(huán)。每次凍融循環(huán)結(jié)束，將烘干后的試件進(jìn)行X-Ray掃描，相同凍融次數(shù)，不同水泥摻量的泡沫瀝青冷再生混合料最可幾空隙變化規(guī)律見(jiàn)表5和圖5，由于CT掃描屬于無(wú)損檢測(cè)，CT掃描后的試件仍可用于劈裂試驗(yàn)，圖6建立了馬歇爾試件最可幾空隙體積與其濕ITS之間的關(guān)系。

表5 凍融循環(huán)后泡沫瀝青冷再生混合料最可幾空隙體積變化規(guī)律Table5 Themostprobablevariationofthevoidvolumeaf-terfreeze-thawcyclesoffoamedasphaltasphaltcoldrecycledmixesmm水泥摻量/%凍融次數(shù)/次01200.246790.251050.25121.00.192170.196160.196721.50.171430.176340.177162.00.154130.160330.161422.50.139680.14740.148753.00.127620.136940.13855凍融次數(shù)/次3450.252110.253510.25710.195550.195630.197550.177320.178010.180730.163630.165240.169110.153340.155980.161080.145620.149280.15553

圖5 不同凍融循環(huán)后泡沫瀝青冷再生混合料最可幾空隙體積變化規(guī)律Figure 5 Most probable void volume variation of cold recycled asphalt emulsion mix after different freezing

圖6 泡沫瀝青冷再生混合料最可幾空隙與濕ITS之間的擬合關(guān)系Figure 6 The fitting relationship between wet ITS and the most probable void of foamed asphalt cold recycled mixes

由表5、圖5可知：經(jīng)過(guò)凍融循環(huán)后，泡沫瀝青冷再生混合料最可幾空隙體積增大，相同凍融次數(shù)，隨著水泥摻量的增大，最可幾空隙體積增大的趨勢(shì)有所降低，水泥改變了凍融循環(huán)作用下泡沫瀝青冷再生混合料的空隙衰變過(guò)程，加入水泥具有維持冷再生混合料空隙體積變化不大的作用，增強(qiáng)了混合料抗凍融耐久性，此外，水泥摻量超過(guò)2%后最可幾空隙體積減小幅度明顯減小，考慮到過(guò)多的水泥摻量將導(dǎo)致泡沫瀝青冷再生混合料剛性增大，也會(huì)增大工程造價(jià)，這與國(guó)內(nèi)外主流的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)相吻合[14-16]，推薦適宜的水泥摻量不宜超過(guò)2%。從圖6擬合結(jié)果可以看出：濕ITS與最可幾空隙體積之間具有較好的指數(shù)擬合關(guān)系，濕ITS隨最可幾空隙體積的增大呈指數(shù)關(guān)系減小，水泥影響了泡沫瀝青冷再生混合料的最可幾空隙大小，進(jìn)而影響了泡沫瀝青冷再生混合料濕ITS，摻加適量的水泥可提高泡沫瀝青冷再生混合料的抗水損害能力，這也驗(yàn)證了本文提出的最可幾空隙統(tǒng)計(jì)擬合模型是合理可行的。

5 結(jié)論

① 基于工業(yè)CT的無(wú)損掃描技術(shù)和VG軟件的缺陷檢測(cè)功能可以定量分析泡沫瀝青冷再生混合料內(nèi)部的細(xì)微觀空隙組成，CT測(cè)算空隙率與表干法實(shí)測(cè)空隙率之間線性擬合關(guān)系良好，相對(duì)誤差不超過(guò)11%。

② 小劑量水泥的摻加對(duì)泡沫瀝青冷再生混合料的總空隙率并沒(méi)有明顯影響，但水泥摻量超過(guò)2%，增大水泥摻量將對(duì)泡沫瀝青冷再生混合料密實(shí)度產(chǎn)生顯著影響；水泥作為活性填料添加后并沒(méi)有顯著提高泡沫瀝青冷再生混合料的干ITS，而是較大程度提高了泡沫瀝青冷再生混合料的濕ITS和干濕ITS比。

③ 通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析，本文選用的洛倫茲概率密度函數(shù)能較好的表征水泥摻量對(duì)泡沫瀝青冷再生混合料內(nèi)部最可幾空隙的影響。水泥水化產(chǎn)物在泡沫瀝青冷再生混合料內(nèi)部相互交織、穿插、生長(zhǎng)的同時(shí)減小了泡沫瀝青冷再生混合料的最可幾空隙，隨著水泥摻量增大，混合料內(nèi)部小孔的比例增大。

④ 采用lnV=AlnS+B擬合方程可較好評(píng)價(jià)泡沫瀝青冷再生混合料內(nèi)部的空隙形狀特征。泡沫瀝青冷再生混合料內(nèi)部空隙形狀具有明顯的分形特征，水泥的摻加改變了泡沫瀝青冷再生混合料的整體空隙形狀特征，且水泥摻量越大，空隙形狀改變?cè)矫黠@。

⑤ 水泥改變了凍融循環(huán)作用下泡沫瀝青冷再生混合料的空隙衰變過(guò)程，增強(qiáng)了混合料抗凍融耐久性具有維持冷再生混合料空隙體積變化不大的作用。

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The Fine Micro Void Distribution Characteristics of Foamed Asphalt Cold Recycled Mixture with Different Cement Content

LIU Qing

(School of Civil Engineering， Qinghai University， Xining， Qinghai 810016， China)

Based on the Marshall test，nondestructive testing technology of industrial CT and the three-dimensional reconstruction function of VG Software，to study strength properties，voids size，the most probable void，the void fractal characteristics variation of foamed asphalt cold recycled mixture，analysis gives the mathematical model of the most probable void and fractal characteristics，established the relationship between mechanical properties and fine micro void distribution characteristics.results show that，cement content have a significant impact on fine micro void distribution characteristics of foamed asphalt cold recycled mixture.void volume and its probability distribution has good lorentz distribution fitting relationship，and adopts the most probable void and fractal dimension can be a good characterization of the influence of cement dosage on fine micro void characteristics of foamed asphalt asphalt cold recycled mixture；With increasing dosage of cement，the most probable void volume decreased；Adding cement changed the foamed asphalt asphalt cold recycled mixture of void shape characteristics，adding more dosage of cement，the void shape change more obvious；Cement changed void decay process of foamed asphalt asphalt cold recycled mixture under the action of freeze-thaw cycle.

road engineering； foamed asphalt asphalt cold recycled mixture； void distribution； the most probable void； void fractal characteristics

2016 — 05 — 23

劉 青(1977 — )，男，陜西西安人，講師，工學(xué)碩士，研究方向：建筑材料、建筑經(jīng)濟(jì)、建筑施工、建筑設(shè)計(jì)。

U 416.26

A

1674 — 0610(2016)05 — 0256 — 07