Διερεύνηση της συμπύκνωσης ασφαλτομιγμάτων μέσω της τεχνικής ανάλυσης ψηφιακής εικόνας

Abstract

Η ανάγκη προσομοίωσης της επιτόπου συμπύκνωσης μέσω της συμπύκνωσης στο εργαστήριο έχει οδηγήσει στην ανάπτυξη διαφόρων μεθόδων, μεταξύ των οποίων, η γυροσκοπική συμπύκνωση χρησιμοποιείται ολοένα και περισσότερο τα τελευταία χρόνια. Οι σύγχρονες μέθοδοι αξιολόγησης της εργαστηριακής και επιτόπου συμπύκνωσης εστιάζουν στην εσωτερική δομή των μιγμάτων. Στο πλαίσιο της παρούσας εργασίας, εφαρμόσθηκε τεχνική ανάλυσης δισδιάστατων ψηφιακών εικόνων δοκιμίων γυροσκοπικής συμπύκνωσης και πυρήνων οδοστρώματος με σκοπό τη διερεύνηση της επίδρασης της συμπύκνωσης στην εσωτερική δομή, εκφρασμένης μέσω των σημείων επαφής, του προσανατολισμού και του διαχωρισμού. Μελετήθηκε η επιρροή παραμέτρων που μεταβάλλονται στη γυροσκοπική συμπύκνωση (εσωτερική γωνία περιστροφής, θερμοκρασία και μηχανική κατεργασία) και διερευνήθηκε η δυνατότητα της γυροσκοπικής μεθόδου να αναπαράγει τις συνθήκες της επιτόπου συμπύκνωσης. Μέσω των αποτελεσμάτων της ανάλυσης, διαπιστώθηκε η διαφοροποίηση της εσωτερικής δομής λόγω της μεταβολής των παραμέτρων συμπύκνωσης, με σημαντικότερη τη μηχανική κατεργασία. Επίσης, αποδείχτηκε ότι η συμπύκνωση με εσωτερική γωνία περιστροφής 1.16° σε υψηλές θερμοκρασίες (της τάξεως των 150°C) αποτελεί μια ικανοποιητική προσέγγιση της επιτόπου συμπύκνωσης.

The need for simulation of field compaction in laboratory has led to the development of various methods, among which, the gyratory compaction is increasingly used in recent years. Modern evaluation methods of laboratory and field compaction focus on the internal structure of the mixtures. In the present study, a two-dimensional digital image analysis technique was applied in gyratory compacted specimens and field cores in order to investigate the effect of compaction on the internal structure, in terms of contact points, orientation and segregation. The influence of parameters varied in the gyratory compaction (internal gyration angle, temperature and mechanical process) was studied, along with the investigation of the ability of gyratory compaction to reproduce the field conditions. From the analysis results, the differentiation of the internal structure due to the variable compaction parameters was observed, among which, the mechanical process was found to be the most important. Moreover, it was demonstrated that gyratory compaction with internal angle of 1.16° at high temperatures (of around 150°C) is a good approximation of field compaction.