(57)【要約】多孔性試料の材料特性を非破壊的に確定する方法が提供される。第１容器（１００）を大気圧以下の圧力に減圧し、この大気圧以下の圧力よりも大きい試験圧力を、試料（３００）を含む第２容器（２００）内に設定する。第１容器と第２容器との間の弁機構（４１０）を開くことによって、第１容器と第２容器の圧力を均一にする。得られる第２容器内の圧力変化は、最初の圧力降下とそれに続く平衡圧力への遷移として現れる。試料の包絡容積を弁機構が開いた直後に第２容器に生じる最小圧力から確定する。ここで、最小圧力は最初の圧力降下と関連している。このようにして、試料の包絡密度は試料の質量と包絡容積の比率として得られる。試料の真密度と相対的吸収度も確定され得る。また、関連するシステムが提供される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量を有する多孔性試料の特性を非破壊的に確定する方法において、
第１容器を大気圧以下の圧力に減圧する段階と、
試料が配置された第２容器内に前記大気圧以下の圧力よりも大きい試験圧力を設定する段階と、
前記第１容器と前記第２容器との間に操作可能に係合された弁機構を開けることによって、前記第１容器と前記第２容器の圧力を均一にする段階であって、前記第１容器と前記第２容器の各々は圧力変化を生じ、前記第２容器内の圧力変化は、圧力対時間曲線において、最初の圧力降下とそれに続く平衡圧力への遷移として現れる段階と、
前記弁機構が開いた直後に前記第２容器に生じる最小圧力から、前記試料の包絡容積を確定する段階であって、前記最小圧力は前記最初の圧力降下に関連する段階と、
前記試料の包絡密度を前記試料の前記質量と前記包絡容積の比率として確定する段階と
を備える方法。
【請求項２】
前記試料の真容積を前記第２容器の前記平衡圧力から確定する段階をさらに備える請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記試料の真密度を前記試料の前記質量と前記真容積の比率として確定する段階をさらに備える請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記試料は、アスファルト舗装混合物によって構成され、前記方法は、前記アスファルト舗装混合物の試料の理論最大比重（Ｇｍｍ）を前記試料の前記真密度と約２５℃の水の密度との比率として確定する段階をさらに備える請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記試料は、土壌試料および骨材試料からなる群から選択され、前記方法は、前記試料の嵩比重（Ｇｓｂ）を前記試料の前記包絡密度と約２５℃の水の密度との比率として確定する段階をさらに備える請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記試料は、土壌試料と骨材試料からなる群から選択され、前記方法は、前記試料の真比重（Ｇｓａ）を前記試料の前記真密度と約２５℃の水の密度の比率として確定する段階をさらに備える請求項３に記載の方法。
【請求項７】
少なくとも１つのパージサイクルを用いて、前記第１容器と前記第２容器をパージする段階をさらに備え、各パージサイクルは、前記第１容器と前記第２容器を減圧し、次いで、前記第１容器と前記第２容器に実質的に不活性な気体を充填する段階を備える請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記第１容器を減圧する前記段階は、前記第１容器を約２０トールの圧力に減圧する段階をさらに備える請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記第２容器に前記試験圧力を設定する前記段階は、前記第２容器内に約７００トールの圧力を設定する段階をさらに備える請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記試料の前記包絡容積を確定する前記段階は、前記最小圧力から前記試料の包絡容積を確定する段階をさらに備え、
前記最小圧力は、圧力対時間曲線において最初の圧力降下と平衡圧力との間の遷移をモデル化し、最良の適合方程式を作成し、該方程式を用いて、前記弁機構が開いた直後に前記第２容器に生じる最小圧力を確定する解析によって、確定される請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記試料の前記包絡容積を前記最小圧力から確定する段階であって、前記最小圧力は、前記圧力対時間曲線において、最初の圧力降下と平衡圧力との間の遷移をモデル化し、最良の適合方程式を作成し、該方程式を用いて、前記弁機構が開いた直後に前記第２容器に生じる最小圧力を確定する解析によって、確定される段階と、
前記第２容器内において、前記試料を前記試料の包絡容積と実質的に同じ包絡容積を有する実質的に非吸収性の試験品と取替え、次いで、前記第１容器と前記第２容器との間の圧力を均一化させることによって、前記実質的に非吸収性の試験品に対する圧力対時間曲線を確定する段階と、
前記実質的に非吸収性の試験品に対する圧力対時間曲線を前記試料に対する圧力対時間曲線と比較し、前記試料の相対的吸収を確定する段階と
をさらに備える請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
質量を有する多孔性試料の特性を非破壊的に確定するシステムであって、
大気圧以下の圧力に減圧され得る第１容器と、
試料が配置され、前記大気圧以下の圧力よりも大きい試験圧力に設定され得る第２容器と、
前記第１容器と前記第２容器との間に操作可能に係合された弁機構であって、該弁機構を開けることによって、前記第１容器と前記第２容器の圧力を平衡圧力に均一化できるように構成される弁機構と、
前記弁機構が開いたときの前記第２容器内の圧力変化を確定するように構成される監視装置であって、前記圧力変化は前記弁機構が開いた直後に前記第２容器に生じる最小圧力を示し、前記最小圧力は包絡容積に関連し、前記試料の前記質量と前記包絡容積の比率によって、前記試料の包絡密度が得られる監視装置と
を備えるシステム。
【請求項１３】
前記監視装置は、前記第２容器の平衡圧力から前記試料の真容積を確定するようにさらに構成され、前記試料の前記質量と前記真容積の比率によって、前記試料の真密度が得られる請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
少なくとも１つのパージサイクルを用いて、前記第１容器と前記第２容器をパージするように構成されるパージ機構をさらに備え、各パージサイクルは、前記第１容器と第２容器を減圧し、次いで、前記第１容器と前記第２容器に実質的に不活性な気体を充填する段階を備える請求項１２に記載のシステム。
【請求項１５】
前記パージ機構は、前記第１容器を約２０トールの圧力に減圧するようにさらに構成される請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記パージ機構は、前記第２容器内に約７００トールの試験圧力を設定するようにさらに構成される請求項１４に記載のシステム。
【請求項１７】
前記第１容器と前記第２容器は、約２対５の容積比を有する請求項１２に記載のシステム。
【請求項１８】
少なくとも前記第１容器は、アルミニウムから構成される請求項１２に記載のシステム。
【請求項１９】
前記第２容器と前記監視装置の少なくとも１つに操作可能に係合されたコンピュータ装置であって、前記圧力対時間曲線において最初の圧力降下と平衡圧力との間の遷移をモデル化し、最良の適合方程式を作成し、該方程式を用いて、前記弁機構が開いた直後の前記第２容器に生じる最小圧力を確定し、前記最小圧力から前記試料の包短容積を確定するように構成されるコンピュータ装置をさらに備える請求項１２に記載のシステム。
【請求項２０】
前記第２容器と前記監視装置の少なくとも１つに操作可能に係合されたコンピュータ装置をさらに備え、
前記コンピュータ装置は、
前記圧力対時間曲線において最初の圧力降下と平衡圧力との間の遷移をモデル化し、最良の適合方程式を作成し、該方程式を用いて、前記弁機構が開いた直後に前記第２容器に生じる最小圧力を確定し、前記最小圧力から前記試料の包絡容積を確定し、
前記試料の包絡容積と実質的に同じ包絡容積を有する実質的に非吸収性の試験品であって前記第２容器内において前記試料と取替えられた試験品に対する、前記第１容器と前記第２容器との間の圧力を均一化させたときの圧力対時間曲線を確定し、
前記実質的に非吸収性の試験品に対する圧力対時間曲線を前記試料に対する圧力対時間曲線と比較し、前記試料の相対的な吸収を確定するように構成される請求項１２に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、材料特性を確定するためのシステムおよび方法に関し、さらに詳細には、締固めされていない瀝青舗装混合物の比重、密度、および吸収、土壌や骨材の嵩比重と真比重および吸収特性、並びに締固めされた瀝青材料の野外における円筒状試料および実験室において準備された試験品の嵩比重、浸透性、および多孔度を確定するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
建設業界において、建設プロセスの種々の過程中に用いられる材料の物理的特性の知識が必要とされることが多い。これらの材料として、例えば、土壌、骨材、および瀝青舗装混合物が挙げられる。これらの材料の真（見掛け）密度（または比重）、最大密度（または比重）、および嵩密度（または比重）、並びにそれらの吸収は、一般的に、共通の関心事とされる材料特性である。粗骨材および細骨材に対するこれらの値の確定は、多大な時間を必要とする。何故なら、測定手順の多くが試験品を２４時間水槽内に浸漬させることを必要とするからである。このような測定方法および手順は、例えば、ＡＳＴＭ規格第Ｃ１２８−９７号「細骨材の比重および吸収のための標準試験方法」および第Ｃ１２７−８８号「粗骨材の比重および吸収のための標準試験方法」に見出される。これらの規格は、引用することにより本明細書の一部をなすものとする。
【０００３】
瀝青舗装混合物の理論最大比重および密度を確定するための標準的な方法は、ここでは「ライス（Ｒｉｃｅ）法」とも呼ばれ、その結果は、ここでは「ライス値」と呼ばれる。この方法は、真空ポンプとその関連する配管と共に作動される水が充填された比重壜と天秤とを備えるシステムを用いる。この方法の詳細は、ＡＳＴＭ規格第Ｄ２０４１−００号「瀝青舗装混合物の理論最大比重および密度のための標準試験方法」に見出される。この規格も、参照することによって、ここに含まれるものとする。アスファルト舗装において、瀝青舗装混合物に対するライス値は、一般的に、野外において締固めされた材料の密度を比較するための基準として用いられる。しかし、ライス法は、必要な測定が試料を水中に浸漬させることによってなされるので、面倒であり、多大の時間を必要とし、不正確であり、試料が破壊することがある。
【０００４】
従って、土壌、骨材、および瀝青舗装混合物の比重、吸収、および他の特性を非破壊的に確定することができるシステムおよび方法が求められている。このようなシステムおよび方法は、望ましくは、試料の取扱いを最小限にし、試料の解析を迅速に行い、一般的に用いられている方法よりも精度が改善された必要とされる結果を得ることが可能であるべきである。
【発明の開示】
【０００５】
上記および他の要求は、本発明によって、満たされる。一実施形態において、本発明は、多孔性試料の材料特性を非破壊的に確定するための方法を提供する。第１容器を大気圧以下の圧力に減圧し、試料が配置された第２容器に試験圧力を設定し、ここで、試験圧力は大気圧以下の圧力よりも大きい。次いで、第１容器と第２容器間において操作可能に係合された弁機構を開けることによって、第１容器と第２容器の圧力を均一にする。これによって、第１容器と第２容器の各々に、圧力変化が生じる。ここで、第２容器の圧力変化は、圧力対温度曲線において、最初の圧力降下と、それに続く平衡圧力への遷移として現れる。次いで、試料の包絡容積を、弁機構が開いた直後に第２容器に生じる最小圧力から確定する。ここで、最小圧力は、上記の最初の圧力降下と関連している。この後、試料の包絡密度を、試料の質量と包絡容積との比率として確定する。
【０００６】
本発明の他の有利な態様は、質量を有する多孔性試料の特性を非破壊的に確定するためのシステムからなる。このようなシステムは、大気圧以下に減圧され得る第１容器と、試料が配置され、試験圧力が設定され得る第２容器を備え、試験圧力は大気圧以下の圧力よりも大きい。弁機構は、第１容器と第２容器との間に操作可能に係合され、この弁機構を開けることによって、第１容器と第２容器の圧力を平衡圧力に均一化することができるように構成される。監視装置は、弁機構が開いたときの第２容器内の圧力変化を確定するように構成される。この圧力変化は、弁機構が開いた直後に第２容器に生じる最小圧力を示す。最小圧力は、試料の包絡容積と関連し、従って、試料の質量と包絡容積の比率によって、試料の包絡密度が得られる。
【０００７】
従って、本発明の実施形態は、試料の容積を確定するために気体の置換を用いることによって、土壌、骨材、および瀝青舗装混合物の比重、吸収、および他の特性を非破壊的に確定することができるシステムおよび方法を提供する。さらに、本発明の実施形態は、試料の取扱いを最小限にし、試料の解析を迅速に行い、一般的に用いられている方法よりも改善された精度を有する必要とされる結果を得ることができるシステムおよび方法を提供する。このように、本発明の実施形態は、必要な試料の解析を行なうのに必要な時間を短くし、試料を汚染または破壊させず、試料を次の試験に利用可能とする、極めて高い再現性をもたらす。従って、本発明の実施形態によれば、ここに詳細に述べるような著しい利点が得られる。
【０００８】
本発明を一般的な用語を用いて説明したが、以下、添付の図面について説明する。図面は必ずしも尺度通りではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の好ましい実施形態が示されている添付の図面を参照して、本発明をさらに十分に説明する。しかし、本発明は多くの異なる形態で実施されてもよく、ここに述べる実施形態に制限されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、この開示内容が綿密かつ完全で、本発明の範囲を当業者に十分に知らしめるために、提供される。図面の全体を通して、同じ番号は同じ構成要素を示す。
【００１０】
図１は、本発明の一実施形態による試料の特性を非破壊的に確定するシステムを示している。このシステムは、番号１０によって総称的に示されている。このようなシステム１０は、第１容器１００と、試料３００を収容するように構成された第２容器２００と、第１容器１００と第２容器２００との間に連通する弁機構４００と、弁機構４００と連通する気体源５００および真空源６００と、監視装置７００とを備えている。本発明の１つの有利な態様によれば、システム１０は、例えば、土壌、骨材、または瀝青舗装混合物の試料３００の容積、さらにその密度および比重を確定し、例えば、前述したＡＳＴＭ規格Ｄ２０４１のような適用可能な規格によって要求される必要なデータを得るように構成されている。
【００１１】
さらに詳細には、本発明の実施形態は、試料３００の容積を確定するのに、理想気体の熱力学の法則（ＰＶ＝ｎＲＴ）を利用する。ここで、Ｐは圧力、Ｖは容積、ｎは気体のモル数、Ｒは定数、およびＴは温度（単位：Ｋ）である。試料３００の容積の確定は、その試料３００が配置され、かつ試験圧力に設定された既知の容積を有する閉鎖された第２容器２００から、既知の容積を有する減圧された第１容器１００内に、気体が膨出するときの圧力変化を測定することによって、なされる。図１に示されるように、試料３００（ここでは、「Ｖs」とも呼ぶ）の容積を確定するために、第１容器１００と第２容器２００（ここでは、それぞれ、「Ｖ1］および「Ｖ2］とも呼ぶ）は密封可能である。ここで、容器１００と容器２００は、それらの内部の圧力を監視するための装置、例えば、弁機構４００と関連付けられた監視装置７００、または各容器１００、２００と操作可能に係合される圧力ゲージと操作可能に係合されてもよい。一実施形態において、第１および第２容器１００および２００は、本発明に適用される方法論の説明から当業者によって容易に理解されるように、例えば、熱力学的な考察から、アルミニウムによって作製される。気体源５００は、例えば、ヘリウム、窒素、または二酸化炭素のような実質的に不活性な気体を供給するように構成され、真空源６００は、例えば、真空ポンプからなる。気体源５００、真空源６００、および容器１００と２００は、適当な配管によって、弁機構４００を構成する１つ以上の弁４１０に連通されている。容器１００および２００は、当業者によって容易に理解されるように、また、前述のシステム１０に対する誤差伝播の解析に関してここでさらに検討されるように、試料３００を含む第２容器２００からの気体の膨出に対して最適化されている。
【００１２】
試料３００の解析の前に、まず、両方の容器を空にし、次いで、既知の容積を有する較正物体を第２容器２００内に配置させて、一連の測定を行うことによって、システム１０を較正する。試料３００をＶ2内に配置するシステム構成の場合、容積Ｖ1とＶ2を確定し、気体をＶ2からＶ1内に膨出させ、以下のようにして、平衡圧力Ｐｃを得る。
【００１３】
【数１】
2005534924.tif 000003
Ｖc≡較正物体の容積
Ｐv≡膨張前のＶ1における減圧された圧力
Ｐo≡膨張前のＶ2における圧力
Ｐe≡較正物体が存在しない場合のＶ1における膨出圧力
Ｐc≡較正物体が存在する場合のＶ1における膨出圧力
【００１４】
この後、試料３００の未知の容積Ｖsを測定するために、試料３００をＶ2内に配置し、気体をＶ1内に膨出させ、平衡圧力Ｐsを得る。次いで、試料３００の容積Ｖsを以下の関係式に従って確定する。
【数２】
2005534924.tif 000004
【００１５】
当業者であれば、ここに詳細に述べる方法を実施する前に、システム１０を適切に準備しなければならないことが容易に理解されるだろう。例えば、まず、弁機構４００への接続部を介して２つの容器１００と２００および弁機構４００とに作用する真空源６００を用いて、システム１０を減圧するとよい。このような手順によって、システム１０から空気と、さらにシステム１０または試料３００内に存在し得る水を除去、すなわち、パージする。また、真空を用いることによって、試料３００内の水を蒸発させ、試料３００から水を除去するのを容易にする。次いで、容器１００と２００および弁機構４００に、弁機構４００への接続部を介して、気体源５００からの気体を充填させる。このような真空化および充填手順を、容器１００と２００および弁機構４００、さらに試料３００内の細孔を実質的に気体のみで確実に充填させるために、必要に応じて、繰り返し行い、監視装置７００によって監視するとよい。このパージプロセスが完了したら、以下に提示する理論に従って、ここに述べられる方法を行なう。
【００１６】
本発明の実施形態は、特に、２つの容器１００と２００、並びに理想気体の法則による気体置換手法を用いて、試料３００の容積を確定することを目的としている。しかし、この技術によって、試料３００の容積を確定することができる２つの可能な方法がある。図１に示されるように、未知の容積を有する試料３００を第２容器２００内に配置する。ここで、試料３００の容積を確定する１つの方法によれば、第２容器２００を減圧し、第１容器１００を加圧し、その後、容器１００と２００を接続し、圧力をそれらの間で平衡に保つ。試料３００の容積を確定する第２の方法によれば、第１容器１００を減圧し、第２容器２００を加圧し、次いで、圧力を２つの容器１００と２００との間で平衡に保つ。減圧される容器は、例えば、約２０トールの圧力に減圧されるとよい。一方、加圧される容器は、例えば、約７００トールの圧力に設定されるとよい。
【００１７】
試料３００の容積を確定する２つの方法を比較する場合、どちらの方法が最も高い精度の結果をもたらすかを決定するために、誤差伝播の解析を用いた。各方法において、Ｖsに対する式を、Ｐo（平衡に達する前の第１容器１００または第２容器２００のいずれかにおいて設定された正圧）、Ｐs（平衡に達する圧力）、第１容器１００の容積Ｖ1、および第２容器２００の容積Ｖ2の関数として決定した。その後、独立変数の各々に関して、偏導関数を確定し、各不確実さ（Ｓx）を掛け、次いで、加えて求積した。当業者によって容易に理解されるように、誤差伝播の解析の結果によって、Ｖ1と、Ｖ2と、Ｖsとの関数としての測定方法における全体の不確実さの評価が得られる。以下に、偏導関数、および全体の不確実性さに対する式を示す。
【００１８】
Ｖ1からＶ2に膨出させた場合の誤差伝播
【数３】
2005534924.tif 000005
【００１９】
Ｖ2からＶ1に膨出させた場合の誤差伝播
【数４】
2005534924.tif 000006
【００２０】
【数５】
2005534924.tif 000007
【００２１】
次いで、これらの各場合に対して、数値最小化を行なうことによって、容積Ｖ1とＶ2の最適な比率および測定量における最小の不確実さを得ることができる。この解析の結果によれば、試料３００の寸法に依存するが、第２の方法（Ｖ2からＶ1に膨出）の方が、第１の方法よりも５〜１０％小さい不確実性を有し、わずかに精度が高いことがわかった。さらに、一実施形態において、容積Ｖ1とＶ2との有利な比率は約２：５であることが見出された。
【００２２】
試料３００の質量を確定し、その結果として、試料３００の質量をその容積Ｖsで割ることによって、試料３００の密度が得られる。従って、試料３００の密度は、例えば、ｇ／ｃｍ3の単位で表され、試料３００の比重は、同じ温度、例えば、２５℃における等容積の水の質量または密度に対する試料３００の質量または密度の無単位の比率として確定される。
【００２３】
本発明による方法および装置を用いて十分な精度のデータを得るために、適切な試料寸法を用いるべきである。例えば、瀝青舗装材料の場合、以下の試料寸法が指針として推奨される。
【００２４】
【表１】
2005534924.tif 000008
【００２５】
場合によっては、第２容器２００の容量を制限してもよい。例えば、一実施形態において、第２容器２００は２０００ｃｍ3の容積Ｖ2を有するとよい。この場合、試料３００が２０００ｇよりも大きい質量を有していれば、この試料３００を２つ以上の部分に分割するとよい。さらに、試料３００が６０００ｇの質量を有している場合、その試料３００を、各々が２０００ｇの質量を有する３つの部分に分割するべきである。さらに他の場合、本発明のいくつかの実施形態によれば、試料３００は、好ましくは、少なくとも１５００ｇの質量を有するべきである。
【００２６】
前述の手順によって得られた結果は、当業者によって容易に理解されるように、試料３００の真比重または見掛け比重（Ｇｓａ）を示す密度である。しかし、土壌または骨材の試料３００の嵩比重（Ｇｓｂ）または瀝青舗装材料の試料３００の最大比重（Ｇｍｍ）も確定され得る。さらに具体的には、試料３００による気体の吸収によって、真比重または見掛け比重Ｇｓａから、ＧｓｂおよびＧｍｍパラメータがゆがめられる（ｓｋｅｗｅｄ）。従って、本発明の有利な一態様によれば、容器１００と２００との間の弁機構４００を開いたときに試料３００に吸収されている気体が試料３００から滲み出すときの第１容器１００（Ｖ1）内への気体の膨出に伴う第２容器２００（Ｖ2）における圧力変化を監視するとよい。その結果、（容器１００と２００において圧力が平衡に達したときの真容積とは異なる）試料３００の包絡容積、従って、包絡密度を、以下に述べるようにして、確定することができる。土壌および骨材の場合、試料３００の包絡密度は嵩比重（Ｇｓｂ）であり、瀝青舗装材料の場合、試料３００の包絡密度は最大比重（Ｇｍｍ）である。すなわち、試料３００の包絡密度は、試料３００の外面によって実質的に定められた容積として確定され、試料３００内の多孔を含んでいる。従って、真比重（見掛け）比重と嵩比重または最大比重との差は、試料３００の吸収に関連し、また、試料３００の浸透特性を示す値をもたらす。
【００２７】
さらに詳細には、２つの容器１００、２００の間の圧力を平衡にするために弁機構４００を開いた直後、（試料３００を含む）第２容器２００内の圧力は、監視装置７００によって見出されるように、また、図２に示されるように、４連成過減衰調和振動子（ｆｏｕｒ  ｃｏｕｐｌｅｄ  ｏｖｅｒ−ｄａｍｐｅｄ  ｈａｒｍｏｎｉｃ  ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒｓ）に相当する関数形態で減衰することがわかっている。同時に、試料３００に吸収されている気体が試料３００から拡散または滲み出しを始め、圧力を平衡圧力８００（Ｐs）まで上昇させる。この圧力上昇は、以下の関数形態を有している。
【数６】
2005534924.tif 000009
【００２８】
図２においてさらに示されるように、最小または基準圧力７５０と平衡圧力８００との間のデータ、例えば、第１減衰調和振動子（ｔｈｅ  ｆｉｒｓｔ  ｄａｍｐｅｄ  ｏｕｔ  ｈａｒｍｏｎｉｃ  ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）と平衡圧力８００との間のデータを用いて、時間ｔ＝０へのデータの傾きを外挿するとよい。このような時間ｔ＝０への外挿によって、気体が試料３００から拡散し得る前に、弁機構４００が瞬時に開き、および／またはシステム１０が瞬時に容器１００と２００を接続された場合に、理論的な最小圧力８５０が得られると仮定した場合に、システム１０に生じるその理論最小圧力８５０を示す値が得られる。従って、外挿された理論最小圧力８５０によって、包絡容積を確定することができる。ここで、試料３００の包絡容積は、試料３００の真容積に試料３００内の細孔の容積を加えたものである。この後、包絡容積を用いて、例えば、その包絡容積を有する瀝青舗装材料の試料３００の理論最大比重（Ｇｍｍ）、またはその包絡容積を有する土壌または骨材の試料３００の嵩比重（Ｇｓｂ）を確定する。従って、最終的な平衡圧力８００から確定された真容積と、外挿された理論最小圧力８５０から確定された包絡容積を用いて、試料３００内の細孔の容積、従って、試料３００の吸収特性を確定することができる。さらに、試料３００の吸収特性を気体の吸収と水の吸収との関係を記述する関数に代入し、試料３００の水の吸収を確定することができる。
【００２９】
場合によっては、理論最小圧力８５０から確定された包絡容積は、試料３００の細孔が小さいときには、より正確である。すなわち、小さい容積の細孔を有する試料３００の場合、細孔からの気体の拡散は比較的緩慢であり、理論最小圧力８５０は試料３００の包絡容積を確定するのに十分正確である。しかし、試料３００が大きな細孔も備える場合（大きな吸収を呈する場合）、これらの大きな細孔からの気体の拡散は比較的早く、従って、このような試料３００の包絡容積は理論最小圧力８５０のみでは正確にモデル化することができない。このような試料３００は、例えば、図３に示されるように、試料３００と殆ど同じ包絡容積を有する実質的に非吸収性の試験品の圧力対時間（ｌｏｇ表示）曲線と試料３００の圧力対時間（ｌｏｇ表示）曲線を比較することによって、特定されるとよい。実質的に非吸収性の試験品は、例えば、アルミニウムなどであるとよく、例えば、吸収性（多孔性）を呈する試料３００と比較して、弁機構４００が開いたときに迅速に圧力が降下し、最終的な平衡圧力８００への均一化の速度が高いとよい。試料３００と実質的に非吸収性の試験品に対する圧力対時間の曲線間のこのような比較は、それぞれオペレータによって手動でなされてもよいし、または例えば適切なコンピュータ装置によってなされてもよい。このようにして、試料３００の相対的な吸収度を示す値を得ることができる。
【００３０】
本発明の属する分野の当業者であれば、上記の説明および関連する図面における示唆の利得を享受すれば、本発明の多くの変形形態および他の実施形態に想到し得るだろう。従って、本発明は開示された具体的な実施形態に制限されず、変形形態および他の実施形態は添付の請求項の範囲内に包含されることを意図していると理解されるべきである。具体的な用語がここで用いられているが、それらは包括的かつ叙述的な意味においてのみ用いられ、制限する目的で用いられてはいない。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態による試料の材料特性を非破壊的に確定するためのシステムの概略図である。
【図２】本発明の一実施形態による、第１容器と第２容器との間の圧力を平衡にするために弁機構を開けたときの試料を含む第２容器内の圧力対時間を示す概略的なグラフである。
【図３】本発明の一実施形態による、第１容器と第２容器との間の圧力を平衡にするために弁機構を開けたときの試料と実質的に非吸収性の試験品に対する第２容器内の圧力対時間（ｌｏｇ表示）をそれぞれ示す概略的なグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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