基于电磁波技术的沥青混凝土路面无损检测技术研究

摘要

无核密度仪是近几年出现的一种基于电磁波技术的能快速测量沥青混凝土路面密度的无损检测设备,可用于检测沥青路面的均匀性、离析、低密度区,是目前唯一能用于沥青混凝土路面品质控制的无核(无损)电磁传感设备,其出现顺应时代发展的潮流。美国SHRP研究计划提出了QC(质量控制)/QA(质量保证)体系,无核密度仪无疑对提高沥青路面施工质量有重大意义。然而,目前无核密度仪在国内还处于尝试利用阶段,研究比较单一,为此课题组开展了相关方面的研究,以期使无核密度仪在国内的研究应用在深度及广度上得到拓展,本论文研究的思路及开展的主要研究内容如下:
　　(1)总结沥青混凝土路面密度检测的各种方法,对各种检测方法的原理进行分析,并对几种检测方法的适用性进行比较,阐述无核密度仪的原理及系统组成。
　　(2)基于麦克斯韦方程和电磁场波动方程理论,分析电磁波在沥青混凝土路面中的传播与衰减特性。
　　(3)引入介质介电常数相关理论并阐述介质极化机制,推导介质介电极化模型,总结介电经验模型,探究介质介电常数与密度之关系,推导并建立沥青混合料密度预测模型。
　　(4)借鉴国内外研究方法,研究无核密度仪标定及测试方法,理论和实验结合分析影响无核密度仪测试的因素,对无核密度仪的标定方法进行比较分析,以及探究无核密度仪用于沥青混凝土路面密度测试的可行性,并提出无核密度仪测试中建议。
　　(5)基于数理统计方法,建立了基于无核密度仪电磁密度差的离析判别标准,并建立沥青混凝土路面电磁密度预测模型,采用无核密度仪快速无损地定量检测沥青混凝土路面密度或密度分布规律,对施工过程进行动态控制和评价,使无核密度仪能很好的用于公路施工中的QC/QA控制。
　　本研究是无核密度仪在多条路面施工现场的总结,对沥青路面施工QA/QC质量控制具有重要的意义,同时本研究可作为无核密度仪的设计及工程推广应用的参考。

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第一章 绪论

1.1问题的提出

1.2 沥青混凝土路面密度无损检测技术研究现状及发展趋势

1.3 本论文研究的内容及意义

第二章 沥青混凝土路面密度测试方法及原理

2.1 密度的定义

2.2密度检测方法

2.3 密度检测方法比较分析

2.4 本章小结

第三章 电磁基本理论

3.1 Maxwell方程

3.2 电磁波动方程

3.3电磁波在不同介质交界面的特性

3.4 电磁波在沥青混凝土路面中的传播特性[34][35]

3.5 本章小结

第四章 介电特性基本理论

4.1 介电常数

4.2 介质极化机制

4.3 介质极化模型

4.4 介电常数经验模型

4.5 介电常数与密度之关系

4.6 密度预测模型[57][58]

4.7 本章小结

第五章 无核密度仪测量与标定方法

5.1无核密度仪测量方法

5.2 无核密度仪标定方法

5.3 电磁密度校正方法

5.4 本章小结

第六章 无核密度仪实验研究

6.1实验方案

6.2 项目简介及实验仪器和实验材料

6.3 无核密度仪影响因素试验

6.4 无核密度仪测试方法对比试验

6.5 无核密度仪基于不同精度最小样本容量

6.6 无核密度仪标定方法比较分析

6.7 无核密度仪密度测试可行性分析

6.8本章小结

第七章 无核密度仪工程应用

7.1离析

7.2 基于密度差离析判别标准的建立

7.3 电磁密度预测模型

7.4 无核密度仪在沥青路面施工QA/QC中的应用

7.5 本章小结

第八章 结论与展望

8.1 结论

8.2 展望

参考文献

附录

攻读硕士学位期间取得的研究成果

发表的论文：

参与的科研项目：

致谢