一種瀝青混合料滲透性的測試裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于瀝青混合料使用性能的檢測與評價領(lǐng)域，具體涉及一種瀝青混合料滲 透性的測試裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著交通運輸事業(yè)的不斷進步，中國公路建設(shè)事業(yè)取得了長足的發(fā)展，截止2014 年底，全國公路總里程達446. 39萬公里。在已通車的公路中，瀝青混凝土路面占絕大多數(shù)。 在交通網(wǎng)基本滿足需要的情況下，應(yīng)該注重道路的使用性能。傳統(tǒng)密級配路面存在諸多問 題，如：隨著經(jīng)濟發(fā)展，道路上車輛增多，形成噪聲污染。有關(guān)資料反映，我國有3390萬人 受到公路噪聲的干擾，嚴(yán)重的交通噪聲會引起道路兩側(cè)的居民心情煩悶，暴躁易怒。調(diào)查發(fā) 現(xiàn)，生活在高速公路旁的居民，心肌梗塞率增加了 30%左右?？梢?，噪音會影響人們的身心 健康和正常生活。下雨天氣，雨水來不及排出，在輪胎與路面之間形成一層水膜。摩擦系數(shù) 減小，車輛易打滑。路面積水，在車輛荷載的作用下，不僅會形成水霧，影響駕駛員視線，造 成行車安全性能降低，而且易造成集料的松散、剝落，形成水損壞，影響道路的使用壽命。降 雨量大的城市，每年的降雨都給道路排水系統(tǒng)帶來很大負擔(dān)，碰到特大暴雨，往往影響道路 的正常運行。
[0003] 采用開級配抗滑磨耗層（OGFC)能適當(dāng)緩解以上問題。首先，OGFC能吸收交通噪 音，降噪3~5dB。其次，OGFC能保持良好的表面特性，其磨阻性能在使用期間基本不變，避 免路面因長期使用，抗滑性能減小的弊端。最后，OGFC最主要的功能是排水，雨水可以通過 OGFC大空隙滲透到路面及其以下。因而可保持路面的干燥，提高道路的行車安全性和道路 的使用壽命，緩解城市排水系統(tǒng)的壓力。綜上，路面的滲透性具有很大的研究意義。以往測 量路面滲透性的方式分為兩大類，一類是將滲透儀直接放到路面上進行現(xiàn)場測量，另一類 是路面鉆孔取樣或者是制作馬歇爾試件，然后將試件放到實驗室儀器上測試。這些方法只 能測出滲透系數(shù)，不能測出殘留在瀝青混合料內(nèi)部的水量，而且實驗室的滲透性測量儀不 能模擬降水強度和路面橫坡，從而使路面滲透性的測量結(jié)果存在誤差。針對現(xiàn)有的實驗室 滲透儀存在的不足，有必要對測量方式進行改進，為OGFC的發(fā)展提供參考數(shù)據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供評價瀝青混合料滲透性的方法，以 研究影響瀝青混合料滲透性的因素。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種瀝青混合料滲透性的測試裝置，其 特征是，包括蓄水槽和底座，所述蓄水槽的底板設(shè)置若干通孔，水經(jīng)過通孔向下流，模擬降 雨，蓄水槽的側(cè)面設(shè)置有泄水孔，所述底座設(shè)置有上底板和下底板，所述上底板和下底板一 端鉸接連接，另一端設(shè)置有高度調(diào)節(jié)裝置，高度調(diào)節(jié)裝置改變上底板的坡度，從而模擬路面 橫坡，所述上底板的四周設(shè)置有圍擋，所述上底板設(shè)有卡槽和隔板，所述蓄水槽可插入卡槽 內(nèi)固定，使蓄水槽中的水落到試件上，所述隔板與圍擋相連接。
[0006] 優(yōu)選的是，所述隔板將圍擋凸出部分隔為第一表面排水收集部和第二橫向滲透水 收集部，所述第一表面排水收集部和第二橫向滲透水收集部均設(shè)置排水閥。
[0007] 優(yōu)選的是，所述蓄水槽底板面積為300mmX 50mm。
[0008] 優(yōu)選的是，所述泄水孔為5個，所述泄水孔距底板距離分別為9cm、14cm、19cm、 24cm和29cm，5個泄水孔的高度由低到高對應(yīng)的降雨強度分別為12. 5ml/s · m2、15. 7ml/ s ·ηι2、21· 2ml/s ·ηι2、24· 7ml/s ·ηι2和27. lml/s ·ηι2,通過不同的泄水孔調(diào)節(jié)水頭差，得到不 同的降雨強度，如果需要14cm的水頭差，需將9cm的泄水孔密閉。
[0009] 優(yōu)選的是，所述上底板和下底靠近隔板的一端為鉸接連接，另一端設(shè)置有高度調(diào) 節(jié)裝置，所述高度調(diào)節(jié)裝置包括螺絲和螺母，螺絲穿過上底板，螺絲的底端設(shè)置于下底板的 上表面，通過旋轉(zhuǎn)螺絲和螺母可調(diào)節(jié)兩層之間的距離，改變上層的坡度。
[0010] 一種瀝青混合料滲透性的測試方法，其特征是，包括以下步驟：
[0011] 步驟一：根據(jù)瀝青路面所處地理環(huán)境的降雨強度選擇適當(dāng)?shù)男顾赘叨?，調(diào)節(jié)上 底板的坡度；
[0012] 步驟二：分別選取瀝青混合料試件2個側(cè)面作為排水面和滲透面，其余側(cè)面密封， 稱取試件質(zhì)量為Hi 1;
[0013] 步驟三：將試件放至上底板上方，所述試件靠近隔板一端高度與隔板高度相同， 滲透面對應(yīng)隔板一側(cè)，密封試件與圍擋之間的間隙，將蓄水槽放入卡槽中，在蓄水槽的底板 上方放置一塊隔板，防止底板的通孔在注水過程中漏水，向蓄水槽中注水，待達到指定的高 度后，抽離隔板并開始計時，收集并測量時間t范圍內(nèi)試件表面排水體積V 1和橫向滲透水 體積V2，試驗后，稱量試件質(zhì)量為Hl2，計算試件表面排水系數(shù)
、橫向滲透系數(shù)
和保水系數(shù)，
公式中P為水的密度；
[0014] 步驟四：將車轍試驗與滲透性測試試驗結(jié)合，在30~60°C范圍內(nèi)任一溫度T下， 選取試件排水面進行車轍試驗，輪碾方向為與滲透面法線垂直的方向，測試試件經(jīng)過不同 時間的車轍試驗后的滲透參數(shù)1、η 2、η3，分別繪制試件的表面排水系數(shù)H1、橫向滲透系 數(shù)η2、保水系數(shù)η 3與車轍試驗時間的關(guān)系曲線，評估該瀝青混合料試件的滲透性和保水 性。
[0015] 優(yōu)選的是，所述試件尺寸為300mmX 300mmX 50mm，所述試件中300mmX 300mm和 300mmX 50mm 2個側(cè)面分別作為排水面和滲透面。
[0016] 優(yōu)選的是，車轍試驗每次碾壓時間為lOmin，碾壓后，將試件從車轍儀上取出，進行 滲透測試，車轍試驗次數(shù)為6次，計算車轍試驗累計碾壓時間分別為10min、20min、30min、 4〇111；[11、501]1；[11、和601]1；[11時，試件表面排水系數(shù)11 1、橫向滲透系數(shù)11；!、保水系數(shù)11；3的數(shù)據(jù)。
[0017] 優(yōu)選的是，為保證試驗的順利進行，以免各個時間段的車轍試驗有溫度差異，水槽 中的水溫需與車轍試驗的溫度相同且滲透試驗控制在3分鐘以內(nèi)。
[0018] 本發(fā)明所達到的有益效果：本發(fā)明所述一種瀝青混合料滲透性的測試裝置及方法 通過旋轉(zhuǎn)螺絲調(diào)節(jié)上底板的坡度模擬路面橫坡，通過調(diào)節(jié)泄水口高度模擬降雨強度，分開 收集試件表面排水和橫向滲透水，并通過實驗前后試件的質(zhì)量差，計算出殘留在混合料內(nèi) 部的水量，更形象、直觀的展現(xiàn)了瀝青混合料試件的滲透性和保水性；所述一種瀝青混合料 滲透性的測試裝置及方法能夠從瀝青混合料試件的材料和結(jié)構(gòu)方面，研究影響瀝青混合料 滲透性的因素，在道路鋪裝前設(shè)計好道路的滲透性，計算出殘留在路面內(nèi)部的水量，為以后 研究雨水對路面的影響提供數(shù)據(jù)。
【附圖說明】
[0019] 圖1為本發(fā)明蓄水槽的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖2為本發(fā)明底座的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖3為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖4為車轍試驗時間與試件表面排水系數(shù)q i的關(guān)系曲線；
[0023] 圖5為車轍試驗時間與試件橫向滲透系數(shù)Tl 2的關(guān)系曲線；
[0024] 圖6為車轍試驗時間與試件保水系數(shù)Il3的關(guān)系曲線。
【具體實施方式】
[0025] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明 的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護范圍。
[0026] 如圖1至圖3所示，一種瀝青混合料滲透性的測試裝置，其特征是，包括蓄水槽1 和底座5,所述蓄水槽1的底板7設(shè)置若干通孔，所述蓄水槽底板7面積為300mmX 50mm，所 述通孔直徑為1mm左右，水經(jīng)過通孔向下流，模擬降雨，蓄水槽的側(cè)面設(shè)置有泄水孔2,所述 泄水孔2為5個，所述泄水孔2距底板7距離分別為9cm、14cm、19cm、24cm和29cm，5個泄 水孔2的高度由低到高對應(yīng)的降雨強度分別為12. 5ml/s ·ηι2、15. 7ml/s ·ηι2、21. 2ml/s ·ηι2、 24. 7ml/s · m2和27. lml/s · m2,通過不同的泄水孔2調(diào)節(jié)水頭差，得到不同的降雨強度，如 果需要14cm的水頭差，需將9cm的泄水孔密閉，所述底座設(shè)置有上底板和下底板，所述上底 板和下底板靠近隔板的一端為鉸接連接，另一端設(shè)置有高度調(diào)節(jié)裝置，所述高度調(diào)節(jié)裝置 包括螺絲和螺母，螺絲穿過上底板，螺絲的底端設(shè)置于下底板的上表面，通過旋轉(zhuǎn)螺絲和螺 母可調(diào)節(jié)兩層之間的距離，改變上層的坡度，所述上底板的四周設(shè)置有圍擋，所述上底板設(shè) 有卡槽6和隔板4,所述蓄水槽可插入卡槽6內(nèi)固定，