專利名稱：透水性瀝青混合料水穩(wěn)定性的測試裝置及評(píng)價(jià)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于浙青混合料性能評(píng)價(jià)技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種評(píng)價(jià)浙青混合料水穩(wěn)定性的測試裝置及評(píng)價(jià)方法。
背景技術(shù)：
對于透水性浙青路面，其孔隙率大，內(nèi)部空隙多且相互連通，雨水容易進(jìn)入其結(jié)構(gòu)內(nèi)部，在雨量大時(shí)會(huì)飽水；雨后，部分雨水會(huì)由于橫向排水不暢而停留在透水性浙青混合料的底部。當(dāng)浙青混合料內(nèi)部積水時(shí)，在高速行駛的車輛荷載的重復(fù)作用下，混合料內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生較大的動(dòng)水壓力，從而使透水性浙青混合料相對于密級(jí)配的浙青混合料而言，更易產(chǎn)生水fe咅?，F(xiàn)有技術(shù)中，對于浙青混合料的水穩(wěn)定性評(píng)定一般采用浸水馬歇爾法、凍融劈裂 法、浸水車轍試驗(yàn)等方法。但是這些試驗(yàn)方法都存在一定的局限性，不能模仿混合料內(nèi)部空隙中存在水時(shí)，由于行車荷載的快速碾壓作用而產(chǎn)生的動(dòng)水壓力對浙青混合料的破壞作用。采用常規(guī)的試驗(yàn)方法和評(píng)價(jià)指標(biāo)時(shí)常會(huì)出現(xiàn)評(píng)價(jià)指標(biāo)合格、而實(shí)際工程中卻易出現(xiàn)水損害的現(xiàn)象。因此，現(xiàn)有水穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法并不能準(zhǔn)確地模擬現(xiàn)實(shí)中的客觀環(huán)境和條件，其測評(píng)結(jié)果的準(zhǔn)確性有待提高，測評(píng)結(jié)論的可靠性不強(qiáng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低、組裝方便、測試精度高的透水性浙青混合料水穩(wěn)定性的測試裝置，還提供一種用該測試裝置評(píng)價(jià)透水性浙青混合料水穩(wěn)定性的方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為一種透水性浙青混合料水穩(wěn)定性的測試裝置，包括測試容器、加載系統(tǒng)和水浴恒溫控制設(shè)備，所述測試容器中設(shè)置有待測試件容置區(qū)，所述加載系統(tǒng)包括與伺服加載試驗(yàn)機(jī)相連的加載桿和加載底座，所述加載桿和加載底座形成的加載區(qū)位于所述待測試件容置區(qū)內(nèi)；所述水浴恒溫控制設(shè)備連接于所述測試容器上。上述透水性浙青混合料水穩(wěn)定性的測試裝置中，所述待測試件容置區(qū)主要由固定于所述測試容器容腔底部的金屬件合圍而成，所述待測試件容置區(qū)的底部墊有模擬現(xiàn)實(shí)中所述透水性浙青混合料下方路面結(jié)構(gòu)層的支撐件。上述的透水性浙青混合料水穩(wěn)定性的測試裝置中，所述金屬件優(yōu)選包括沿一矩形四角分布的四個(gè)角鐵件。上述的透水性浙青混合料水穩(wěn)定性的測試裝置中，優(yōu)選的，所述水浴恒溫控制設(shè)備包括儲(chǔ)水容器，儲(chǔ)水容器外部設(shè)有溫度控制器，設(shè)于所述儲(chǔ)水容器容腔內(nèi)的溫度傳感器和電阻式加熱器與所述溫度控制器連接；所述儲(chǔ)水容器通過水管與所述測試容器的容腔連通，所述水管上設(shè)有微型高溫水泵以形成水浴循環(huán)體系。上述的透水性浙青混合料水穩(wěn)定性的測試裝置中，所述加載桿的端部優(yōu)選設(shè)有用于加載待測試件的加載板，所述加載板下方設(shè)有緩沖墊；所述測試容器的底面外側(cè)固接有與所述加載底座相嵌合的底座套。作為一個(gè)總的技術(shù)構(gòu)思，本發(fā)明還提供一種用上述的測試裝置評(píng)價(jià)透水性浙青混合料水穩(wěn)定性的方法，包括以下步驟
(I)組裝測試裝置先利用所述測試容器上設(shè)置的底座套將測試容器套裝在所述加載底座上，然后將所述加載桿安裝到外設(shè)的伺服加載試驗(yàn)機(jī)上，使所述加載桿與加載底座的中間區(qū)域形成加載區(qū)，并使所述加載區(qū)位于所述待測試件容置區(qū)內(nèi)；與此同時(shí)，用水管將所述測試容器的容腔與所述水浴恒溫控制設(shè)備的儲(chǔ)水容器連通；
(2 )安放待測試件根據(jù)現(xiàn)實(shí)中所述透水性浙青混合料下方路面結(jié)構(gòu)層的不同，在所述待測試件容置區(qū)的底部放置支撐件；將成型好的待測試件稱重，記錄其質(zhì)量G1，然后將待測試件放到所述支撐件上；
(3 )設(shè)定測試溫度開啟所述水浴恒溫控制設(shè)備，將所述儲(chǔ)水容器中的溫水弓丨入到所述 測試容器內(nèi)，在測試容器內(nèi)形成水浴，通過恒溫水浴使待測試件的溫度達(dá)到設(shè)定溫度，并恒溫至少Ih ；
(4 )加載試驗(yàn)啟動(dòng)所述伺服加載試驗(yàn)機(jī)(可以精密控制加載參數(shù))，通過所述加載系統(tǒng)對所述待測試件進(jìn)行往復(fù)地動(dòng)態(tài)加載，荷載大小為IOKN 40KN，加載頻率為IHz 10Hz，連續(xù)加載時(shí)間為Ih 4h ;
(5)穩(wěn)定性評(píng)價(jià)加載試驗(yàn)完成后從所述測試容器中取出待測試件，若待測試件已松散，則直接評(píng)定為水穩(wěn)定性不合格；若待測試件未松散，則對待測試件沖洗、烘干后進(jìn)行稱重，記為G2 ;根據(jù)已記錄的G1和G2,并通過以下公式計(jì)算出待測試件的剝落率BLL，根據(jù)所述剝落率BLL的大小評(píng)定透水性浙青混合料的水穩(wěn)定性；剝落率BLL的值越大，則透水性浙青混合料的水穩(wěn)定性越差；
剝落率計(jì)算公式為BLL= (G1 一 G2) /G1X 100%。本發(fā)明的上述技術(shù)方案提出了一種能夠更準(zhǔn)確模擬行駛汽車對含水的透水性浙青路面作用的加載測試裝置，并據(jù)此提出了相應(yīng)的評(píng)價(jià)透水性浙青混合料水穩(wěn)定性的方法和評(píng)定指標(biāo)；本發(fā)明的評(píng)價(jià)方法對待測試件進(jìn)行加載時(shí)，可以在待測試件內(nèi)部產(chǎn)生動(dòng)水壓力，且其大小與實(shí)際行車荷載作用在路面結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的動(dòng)水壓力大小非常相近。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)特別體現(xiàn)在
(I)采用伺服加載試驗(yàn)機(jī)對浸水的待測試件進(jìn)行精確控制地快速、重復(fù)加載，可以有效模擬雨天及雨后行車作用在路面中產(chǎn)生的動(dòng)水壓力對浙青混合料的破壞作用。(2)采用本發(fā)明的測試裝置和評(píng)價(jià)方法可以充分考慮溫度(水溫的控制范圍為常溫 100°C)對透水性浙青混合料的水穩(wěn)定性的影響。(3)本發(fā)明的測試裝置和評(píng)價(jià)方法可以通過采用不同硬度的支撐件(例如硬橡膠塊)來模擬透水路面下的路面結(jié)構(gòu)對透水路面層的支撐作用。(4)本發(fā)明的優(yōu)選方案通過采用分離式的水浴恒溫控制設(shè)備，可以保證待測試件內(nèi)部及周圍的水的溫度均勻性，避免了直接在測試容器內(nèi)加熱時(shí)產(chǎn)生的各處溫度不均勻的現(xiàn)象。(5)本發(fā)明的優(yōu)選方案中通過設(shè)置加載板及在加載板底部貼一層緩沖墊(例如硬橡膠墊)，可以更好地模擬汽車輪胎對浙青混合料路面的作用。
綜上所述，采用本發(fā)明的測試裝置、評(píng)價(jià)方法及評(píng)價(jià)指標(biāo)，可以較好地分辨出透水性浙青混合料的水穩(wěn)定性的好壞，而且本發(fā)明的測試裝置還可以用于研究浙青混合料在荷載應(yīng)力和動(dòng)水壓力耦合作用下的破壞效應(yīng)。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例中透水性浙青混合料水穩(wěn)定性的測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明 實(shí)施例中安放待測試件后的測試容器的俯視圖。圖例說明
I.水浴恒溫控制設(shè)備；11.溫度傳感器；12.電阻式加熱器；13.儲(chǔ)水容器；14.溫度控制器；2.測試容器；21.活動(dòng)蓋板；3.加載系統(tǒng)；31.加載桿；32.加載底座；33.加載板；34.緩沖墊；4.支撐件；5.角鐵件；6.底座套；7.待測試件容置區(qū)；8.水管；81.進(jìn)水管；82.出水管；9.微型高溫水泵；10.待測試件。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。實(shí)施例
一種如圖I和圖2所示的透水性浙青混合料水穩(wěn)定性的測試裝置，包括測試容器2、加載系統(tǒng)3和水浴恒溫控制設(shè)備I。本實(shí)施例的測試容器2為一鐵制長方體容器，測試容器2的底板尺寸為450mmX450mm,高度為300mm。測試容器2的頂部蓋一塊中心開口 4>80mm的活動(dòng)蓋板21。本實(shí)施例的測試容器2的中央?yún)^(qū)域(中心300mmX 300mm區(qū)域)設(shè)置有待測試件容置區(qū)7用于固定待測試件10，待測試件容置區(qū)7主要由固定于測試容器2容腔底部的金屬件合圍而成，該金屬件包括沿一矩形四角分布的四個(gè)角鐵件5(豎向角鋼)，其高度為200_，待測試件容置區(qū)7即四個(gè)角鐵件5圍成的矩形區(qū)域。待測試件容置區(qū)7的底部墊有模擬現(xiàn)實(shí)中透水性浙青混合料下方路面結(jié)構(gòu)層的支撐件4。本實(shí)施例是通過選擇不同硬度的厚橡膠塊(300mmX300mmX 100mm),以模擬透水浙青混凝土層底部的其它路面結(jié)構(gòu)層對透水浙青混合料層的支撐作用。本實(shí)施例的加載系統(tǒng)3包括與伺服加載試驗(yàn)機(jī)相連的加載桿31和加載底座32，力口載桿31和加載底座32形成的加載區(qū)位于待測試件容置區(qū)7內(nèi)的中心區(qū)域。加載桿31的端部設(shè)有用于加載待測試件的加載板33,加載板33米用IOOmm的鋼板,加載板33下方設(shè)有緩沖墊34，本實(shí)施例的緩沖墊34為厚度20mm的橡膠塊，以模擬輪胎對路面的加載。測試容器2的底面外側(cè)固接有與加載底座32相嵌合的底座套6，底座套6為一外徑為0 200_、內(nèi)徑為O 150mm、深度為20mm的圓環(huán)，通過該圓環(huán)可套在伺服加載試驗(yàn)機(jī)的加載底座32上。本實(shí)施例的水浴恒溫控制設(shè)備I連接于測試容器2上。水浴恒溫控制設(shè)備I包括儲(chǔ)水容器13，儲(chǔ)水容器13外部設(shè)有溫度控制器14，設(shè)于儲(chǔ)水容器13容腔內(nèi)的溫度傳感器11和電阻式加熱器12與溫度控制器14連接；儲(chǔ)水容器13的容腔通過兩根水管8 (即測試容器2的進(jìn)水管81和出水管82，且進(jìn)水管81的管口設(shè)于測試容器2底部，出水管82的管口設(shè)于測試容器2上部)與測試容器2的容腔連通，進(jìn)水管81與儲(chǔ)水容器13之間設(shè)有微型高溫水泵9以形成水浴循環(huán)體系。
一種用本實(shí)施例的測試裝置評(píng)價(jià)透水性浙青混合料水穩(wěn)定性的方法，包括以下步驟
(O組裝測試裝置先利用測試容器2上設(shè)置的底座套6將測試容器2套裝在加載底座32上，然后將加載桿31安裝到外設(shè)的伺服加載試驗(yàn)機(jī)上(加載桿31采用外螺紋與伺服加載試驗(yàn)機(jī)上的內(nèi)螺紋連接),使加載桿31與加載底座32的中間區(qū)域形成加載區(qū)，并使加載區(qū)位于待測試件容置區(qū)7內(nèi)；與此同時(shí)，用水管8將測試容器2的容腔與水浴恒溫控制設(shè)備I的儲(chǔ)水容器13連通；
(2 )安放待測試件根據(jù)現(xiàn)實(shí)中透水性浙青混合料下方路面結(jié)構(gòu)層的不同，在待測試件容置區(qū)7的底部放置支撐件4，本實(shí)施例選用的支撐件4為一適當(dāng)硬度的長方體硬橡膠塊(300mmX 300mmX厚100mm)，該硬橡膠塊置于四個(gè)角鐵件5 (角鋼)圍成的矩形區(qū)域中；將成型好的透水性浙青混合料的車轍板待測試件10 (300mmX 300mmX 50mm)稱重,記錄其質(zhì)量G1，然后將待測試件10放到支撐件4上；
(3)設(shè)定測試溫度開啟水浴恒溫控制設(shè)備1，將儲(chǔ)水容器13中的溫水引入到測試容器2內(nèi)，在測試容器2內(nèi)形成水浴，通過恒溫水浴使待測試件10的溫度達(dá)到設(shè)定溫度60°C，并恒溫至少lh，使試件內(nèi)部溫度均達(dá)到設(shè)定的溫度；
(4)加載試驗(yàn)啟動(dòng)伺服加載試驗(yàn)機(jī)，通過加載系統(tǒng)3對待測試件10進(jìn)行往復(fù)地動(dòng)態(tài)加載，荷載大小為20KN，加載頻率為10Hz，連續(xù)加載時(shí)間為2h ；
(5)穩(wěn)定性評(píng)價(jià)加載試驗(yàn)完成后關(guān)閉微型高溫水泵9，關(guān)閉水浴循環(huán)，從測試容器2中取出待測試件10 (若待測試件10已松散，則直接評(píng)定為水穩(wěn)定性不合格)；若待測試件10未松散，則對待測試件10用水沖洗，配合毛刷輕輕地刷去待測試件表面的浮漿，然后放入溫度為105°C的烘箱中，烘干至恒重；烘干后進(jìn)行稱重，記為G2 ;根據(jù)已記錄的G1和G2，并通過以下公式計(jì)算出待測試件10的剝落率BLL，根據(jù)剝落率BLL的大小評(píng)定透水性浙青混合料的水穩(wěn)定性；剝落率BLL的值越大,則透水性浙青混合料的水穩(wěn)定性越差；
剝落率計(jì)算公式為BLL= (G1 一 G2) /G1X 100%。采用上述本實(shí)施例的方法分別對試件編號(hào)為1、2、3的待測試件10進(jìn)行評(píng)價(jià)，本實(shí)施例的評(píng)價(jià)方法與常規(guī)浸水馬歇爾試驗(yàn)法的對比評(píng)價(jià)結(jié)果如下表I所示。(表I為本實(shí)施例的評(píng)價(jià)方法與常規(guī)浸水馬歇爾試驗(yàn)法的對比評(píng)價(jià)結(jié)果)。
權(quán)利要求
1.一種透水性浙青混合料水穩(wěn)定性的測試裝置，包括測試容器(2)、加載系統(tǒng)(3)和水浴恒溫控制設(shè)備(1)，其特征在于所述測試容器中設(shè)置有待測試件容置區(qū)(7)，所述加載系統(tǒng)(3)包括與伺服加載試驗(yàn)機(jī)相連的加載桿(31)和加載底座(32)，所述加載桿(31)和加載底座(32)形成的加載區(qū)位于所述待測試件容置區(qū)(7)內(nèi)；所述水浴恒溫控制設(shè)備(I)連接于所述測試容器(2)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的透水性浙青混合料水穩(wěn)定性的測試裝置，其特征在于所述待測試件容置區(qū)(7)主要由固定于所述測試容器(2)容腔底部的金屬件合圍而成，所述待測試件容置區(qū)(7)的底部墊有模擬現(xiàn)實(shí)中所述透水性浙青混合料下方路面結(jié)構(gòu)層的支撐件(4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的透水性浙青混合料水穩(wěn)定性的測試裝置，其特征在于所述金屬件包括沿一矩形四角分布的四個(gè)角鐵件(5)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I 3中任一項(xiàng)所述的透水性浙青混合料水穩(wěn)定性的測試裝置，其特征在于所述水浴恒溫控制設(shè)備(I)包括儲(chǔ)水容器(13)，儲(chǔ)水容器(13)外部設(shè)有溫度控制器(14)，設(shè)于所述儲(chǔ)水容器(13)容腔內(nèi)的溫度傳感器(11)和電阻式加熱器(12)與所述溫度控制器(14)連接；所述儲(chǔ)水容器(13)通過水管(8)與所述測試容器(2)的容腔連通，所述水管(8)上設(shè)有微型高溫水泵(9)以形成水浴循環(huán)體系。
5.根據(jù)權(quán)利要求I 3中任一項(xiàng)所述的透水性浙青混合料水穩(wěn)定性的測試裝置，其特征在于所述加載桿(31)的端部設(shè)有用于加載待測試件(10)的加載板(33)，所述加載板(33)下方設(shè)有緩沖墊(34);所述測試容器(2)的底面外側(cè)固接有與所述加載底座(32)相嵌合的底座套(6)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的透水性浙青混合料水穩(wěn)定性的測試裝置，其特征在于所述加載桿(31)的端部設(shè)有用于加載待測試件(10)的加載板(33)，所述加載板(33)下方設(shè)有緩沖墊(34);所述測試容器(2)的底面外側(cè)固接有與所述加載底座(32)相嵌合的底座套(6)。
7.一種用如權(quán)利要求6所述的測試裝置評(píng)價(jià)透水性浙青混合料水穩(wěn)定性的方法，包括以下步驟 (1)組裝測試裝置先利用所述測試容器(2)上設(shè)置的底座套(6)將測試容器(2)套裝在所述加載底座(32)上，然后將所述加載桿(31)安裝到外設(shè)的伺服加載試驗(yàn)機(jī)上，使所述加載桿(31)與加載底座(32)的中間區(qū)域形成加載區(qū)，并使所述加載區(qū)位于所述待測試件容置區(qū)(7)內(nèi)；與此同時(shí)，用水管(8)將所述測試容器(2)的容腔與所述水浴恒溫控制設(shè)備(I)的儲(chǔ)水容器(13)連通； (2)安放待測試件根據(jù)現(xiàn)實(shí)中所述透水性浙青混合料下方路面結(jié)構(gòu)層的不同，在所述待測試件容置區(qū)(7)的底部放置支撐件(4);將成型好的待測試件(10)稱重，記錄其質(zhì)量G1,然后將待測試件(10)放到所述支撐件(4)上； (3)設(shè)定測試溫度開啟所述水浴恒溫控制設(shè)備(1)，將所述儲(chǔ)水容器(13)中的溫水引入到所述測試容器(2)內(nèi)，在測試容器(2)內(nèi)形成水浴，通過恒溫水浴使待測試件(10)的溫度達(dá)到設(shè)定溫度，并恒溫至少Ih ； (4 )加載試驗(yàn)啟動(dòng)所述伺服加載試驗(yàn)機(jī)，通過所述加載系統(tǒng)(3 )對所述待測試件(10 )進(jìn)行往復(fù)地動(dòng)態(tài)加載，荷載大小為IOKN 40KN，加載頻率為IHz 10Hz，連續(xù)加載時(shí)間為Ih 4h ; (5)穩(wěn)定性評(píng)價(jià)加載試驗(yàn)完成后從所述測試容器(2)中取出待測試件(10)，若待測試件(10)已松散，則直接評(píng)定為水穩(wěn)定性不合格；若待測試件(10)未松散，則對待測試件(10)沖洗、烘干后進(jìn)行稱重，記為G2 ;根據(jù)已記錄的G1和G2，并通過以下公式計(jì)算出待測試件(10)的剝落率BLL，根據(jù)所述剝落率BLL的大小評(píng)定透水性浙青混合料的水穩(wěn)定性；剝落率BLL的值越大，則透水性浙青混合料的水穩(wěn)定性越差； BLL= (G1-G2) /G1X 100%o
全文摘要
本發(fā)明公開了一種透水性瀝青混合料水穩(wěn)定性的測試裝置及評(píng)價(jià)方法，包括測試容器、加載系統(tǒng)和連接于測試容器上的水浴恒溫控制設(shè)備，容器中設(shè)置有待測試件容置區(qū)，加載系統(tǒng)包括與伺服加載試驗(yàn)機(jī)相連的加載桿和加載底座。本發(fā)明的評(píng)價(jià)方法包括先組裝測試裝置；然后將待測試件稱重并記錄其質(zhì)量G1；開啟水浴恒溫控制設(shè)備在測試容器內(nèi)形成水浴，達(dá)到設(shè)定溫度后恒溫；啟動(dòng)伺服加載試驗(yàn)機(jī)，對待測試件進(jìn)行往復(fù)地動(dòng)態(tài)加載；加載后若待測試件已松散，則為不合格；若未松散，則沖洗、烘干后進(jìn)行稱重記為G2；根據(jù)公式計(jì)算出剝落率，剝落率值越大，則水穩(wěn)定性越差。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、組裝方便、測試精度高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N3/32GK102636401SQ201210130509
公開日2012年8月15日 申請日期2012年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月28日
發(fā)明者于斌, 田小革 申請人:長沙理工大學(xué)