基于CT扫描技术的温拌沥青混合料压实特性及其演化过程

温拌沥青是使用特定的添加剂，使沥青混合料的拌合及压实温度降低的一类新型沥青混合料的统称。温拌沥青在不降低沥青路面使用性能的前提下，大大降低拌合及压实温度，因此正是西部地区公路交通建设节能减排的理想材料。但是目前有关温拌沥青压实机理的研究只是停留在宏观层次，对于温拌沥青微细观结构的研究并未深入展开。本课题在基于X-CT扫描技术、分形维数分析方法的基础上，对温拌沥青混合料的压实特性及其演化过程进行深入研究，准确描述温拌沥青降粘过程，以及温拌沥青混合料的压实过程，提出评价温拌沥青压实特性的技术指标，初步建立温拌沥青混合料的压实特性的评价体系。本课题的研究成果将为西部地区温拌沥青混合料的设计与施工提供理论依据，对充分挖掘温拌沥青的压实机理有着重要意义。

项目自立项以来，依据国家自然科学基金项目申请书要求，采用CT扫描、分形与数字图像处理等技术手段对温拌沥青降粘原理、温拌沥青混合料微细观结构及其压实演化过程进行系统研究，准确描述了温拌沥青的降粘过程，定量表述了温拌沥青混合料压实过程，并建立了温拌沥青混合料压实特性指标评价体系。.首先通过红外光谱试验和差示扫描量热法研究基质沥青与温拌沥青在添加温拌剂前后化学成分的变化规律，并结合沥青针入度、延度、软化点、粘度、复数剪切模量（G*）和相位角（δ）等指标对比分析温拌沥青的降粘原理，探究温拌添加剂的工作原理；其次，采用CT扫描、切割和分形与数字图像处理等技术手段对马氏、旋转和轮碾成型方法下的温热拌沥青混合料进行系统研究，进而确定了温拌沥青混合料室内压实参数，探究了沥青混合料压实方法与空隙之间的关系，分析了沥青混合料空隙率与压实度之间的内在联系；最后，基于温拌沥青工作原理和不同成型方法下温拌沥青混合料微细观结构演化过程，提出合理评价温拌沥青混合料压实特性的技术指标，初步建立适用于评价温拌沥青混合料微细观压实特性的指标体系。.研究结果表明：（1）降粘型温拌沥青混合料技术与表面活性温拌沥青混合料技术出发点不同，降粘型温拌沥青混合料技术侧重于改性基质沥青，进而形成高温粘度降低而低温粘度不变的温拌改性沥青，而表面活性温拌技术侧重于改变温拌沥青混合料低温拌和工作性，可采用温拌沥青三大指标、粘温曲线、DSC曲线等来研究降粘型温拌沥青混合料技术。（2）基于温热拌沥青混合料压实演化过程分析，以温热拌等体积原理，初步拟定了马氏、旋转和轮碾成型方法下温拌沥青混合料的室内压实条件；空隙分维数可定量描述空隙相对粗细程度，表述了温拌沥青混合料在马氏、旋转和轮碾三种成型方法下试件成型过程，其中空隙粗细演化与试模、重锤和揉搓作用相关；空隙率与压实度线性相关，宏细观空隙关联性分析可从细观层面探究温拌沥青混合料的压实特性。（3）温拌沥青混合料空隙分维数、空隙面积比、颗粒面积比等细观参数可反映温拌沥青混合料压实演化过程，并且空隙面积比、空隙分维数和空隙率均随压实次数的增大而减小；空隙分维数、空隙面积比和空隙率可反映温拌沥青混合料压实过程；根据温拌沥青混合料细观结构与压实演化过程研究结论，初步建立了适用于评价温拌沥青混合料微细观压实特性的指标体系。