CN103048173A - 沥青混合料试件的制作及其内部渗水性能的测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开沥青混合料试件的制作及其内部渗水性能的测试方法，试件制作方法包括：（1）用钢板作为底模，在底模的表面中心位置安装与需要设置的圆柱形孔的尺寸相同的圆柱体钢质杆件作为芯模；（2）在试件成型用底模和芯模侧面套上与试件相同高度的边模；（3）制作带孔的板块状试件。测试方法包括：以所述沥青混合料试件的上顶面的中心绘制一个圆；采用路面渗水仪进行渗水试验。发明提供一种带孔的板块状沥青混合料试件的制作方法，试件结构简单，制作方法简便；本发明提供了沥青混合料试件且能利用该试件进行内部不同深度处渗水性能的检测方法。为验证设计的沥青混合料的性能提供科学的依据，提高沥青路面抗水损害性能。

Description

沥青混合料试件的制作及其内部渗水性能的测试方法

技术领域

本发明涉及一种道路材料渗水性能的检测技术领域，尤其是一种板状、带孔的沥青混合料试件的制作及其内部渗水性能的测试方法。

背景技术

采用工业CT扫描室内成型的沥青混合料试件，其内部空隙沿试件深度的分布如图1所述。结果表明，试件内部的空隙沿试件深度的分布呈现较强的变异性。一般情况下，试件顶部与底部的空隙数量明显多于中部。

现行《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20-2011）中T0730-2011“沥青混合料渗水试验”方法采用路面渗水仪测定轮碾法制作的沥青混合料试件的渗水系数。试验结果仅反映试件表面以下一定深度的渗水性能。由于试件内部空隙沿深度方向分布的变异性，现有方法不能反映试件中部及底部的渗水性能。试验结果应用于验证设计的沥青混合料的性能，不具有代表性。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有T0730-2011“沥青混合料渗水试验”方法的不足，提供沥青混合料试件的制作及其内部渗水性能的测试方法，为验证设计的沥青混合料的性能提供科学的依据，提高沥青路面抗水损害性能，具体技术方案如下。

沥青混合料试件的制作方法，其包括如下步骤：

（1）用长300mm、宽300mm、厚5mm~10mm的钢板作为底模，在底模的表面中心位置安装与需要设置的圆柱形孔的尺寸相同的圆柱体钢质杆件作为芯模；

（2）在试件成型用底模和芯模侧面套上与试件相同高度的边模；按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20-2011）中T0703-2011“沥青混合料试件制作方法（轮碾法）”制作带孔的板块状试件。

进一步的，在底模的表面中心位置安装的所述芯模的个数为1个以上。

进一步的，圆柱形孔的直径为2~30mm，深度为试件厚度的0.2~0.8倍。

进一步的，所述圆柱形孔的个数为2个， 2个圆柱形孔对称设置在试件的中心轴两侧，两圆柱形孔中心间距为70~120mm；且中心轴过试件的上顶面中心。

进一步的，所述圆柱形孔的个数为1个，圆柱形孔中心与试件的中心轴重叠，且中心轴过试件的上顶面中心。

所述制作方法制得的沥青混合料试件的内部渗水性能的测试方法，其包括如下步骤：

①以所述沥青混合料试件的上顶面的中心绘制一个圆，所述圆柱形孔位于该圆内；

②采用路面渗水仪进行渗水试验：首先，将路面渗水仪的塑料圈置于沥青混合料试件带孔表面上，使得塑料圈内侧置于步骤①所述圆上；在塑料圈外侧画上外圈，用橡皮泥对外圈以内的表面除圆柱形孔以外的部分进行密封处理，将渗水仪放在密封后的橡皮泥表面，渗水仪上安装压重钢圈，以防止压力水从渗水仪底部与橡皮泥表面间流出；

③关闭渗水仪开关，向量筒中注满水，然后打开开关，使得量筒中的水向下流动，排出渗水仪底部密封空间中空气，关闭开关，再次向量筒中注满水；

④打开渗水仪开关，待水面下降至量筒的100mL刻度时，立即开动秒表计时，至水面下降至500mL刻度时为止；

用以下公式计算渗水系数：

$C_W=\frac{400}{t}\×60$

C_W为渗水系数；t为计时时间。

与现有技术相比，本发明具有下述优点及有益效果：

（1）与现有轮碾成型方法相比，本发明提供一种带孔的板块状沥青混合料试件的制作方法，试件结构简单，制作方法简便；

（2）与现有《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20-2011）中T0730-2011“沥青混合料渗水试验”方法相比，本发明提供了沥青混合料试件且能利用该试件进行内部不同深度处渗水性能的检测方法。为验证设计的沥青混合料的性能提供科学的依据，提高沥青路面抗水损害性能。

附图说明

图1为室内成型沥青混合料试件内部空隙沿试件深度的分布图。

图2为实例中带一个圆柱形孔的板块状沥青混合料试件的结构示意图。

图3为实例中带两个圆柱形孔的板块状沥青混合料试件的结构示意图。

图4为实例中设置1个孔的板块状试件成型用底模、芯模结构图。

图5为实例中设置2个孔的板块状试件成型用底模、芯模结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本发明作进一步详细说明，但本发明的实施和保护范围不限于此。

如图2或图3，为带孔的板块状沥青混合料试件的结构示意图，板块状试件外观尺寸为：长300mm、宽300mm、厚50~100mm。在试件表面1中心位置绘制1个直径为150mm圆2。圆内设置1个或者2个圆柱形孔3：1个孔则置于圆心4处；2个孔则以圆心4为对称轴对称设置，中心间距为70~120mm。圆柱形孔的直径为2~30mm，深度为试件厚度的0.2~0.8倍。

如图4，带孔的板块状沥青混合料试件的制作方法：设置1个孔的板块状试件成型用底模、和芯模的结构：用长300mm、宽300mm、后5mm~10mm的钢板作为底模，在底模的表面5中心位置安装1个与需要设置的孔的尺寸相同的圆柱体钢质杆件6，作为芯模。

如图5，带孔的板块状沥青混合料试件的制作方法：设置2个孔的板块状试件成型用底模、和芯模的结构：用长300mm、宽300mm、后5mm~10mm的钢板作为底模，在底模的表面5对称安装2个与需要设置的孔的位置、尺寸相同的圆柱体钢质杆件6，作为芯模。

在试件成型用底模和芯模侧面套上与试件相同高度的边模。按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20-2011）中T0703-2011“沥青混合料试件制作方法（轮碾法）”制作带孔的板块状试件。

实施例1带1个孔的板块状沥青混合料试件的制作及其内部渗水性能的测试方法

（1）试件的结构

板块状试件外观尺寸为：长300mm、宽300mm、厚50mm。在试件表面1中心位置绘制1个直径为150mm圆2。圆内设置1个圆柱形孔3，置于圆心4处。圆柱形孔的直径为2mm，深度为试件厚度的0.2倍。

（2）带孔的板块状沥青混合料试件的制作方法

底模、和芯模的结构：用长300mm、宽300mm、厚10mm的钢板作为底模，在底模的表面5中心位置安装1个与需要设置的孔的尺寸相同的圆柱体钢质杆件6，作为芯模。

在试件成型用底模和芯模侧面套上与试件相同高度的边模。按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20-2011）中T0703-2011“沥青混合料试件制作方法（轮碾法）”成型带孔的板块状试件。

（3）带孔的板块状沥青混合料试件内部的渗水性能的检测方法

采用路面渗水仪进行渗水试验。首先，将路面渗水仪的塑料圈置于带孔表面上，使得塑料圈内侧置于直径为150mm圆2上。用粉笔分塑料圈外侧画上圈。用橡皮泥对外圈以内的表面除孔以外的部分进行密封处理。将渗水仪放在条状密封材料表面，安装压重钢圈，以防止压力水从底座与路面间流出。

关闭渗水仪开关，向量筒中注满水，然后打开开关，使得量筒中的水向下流动，排出渗水仪底部密封空间中空气。关闭开关，再次向量筒中注满水。

打开渗水仪开关，待水面下降至量筒的100mL刻度时，立即开动秒表计时，至水面下降至500mL刻度时为止。

用以下公式计算渗水系数：

$C_W=\frac{400}{t}\×60$

C_W为渗水系数；t为计时时间。试验结果见表1。

实施例2带1个孔的板块状沥青混合料试件的制作及其内部渗水性能的测试方法

（1）试件的结构

板块状试件外观尺寸为：长300mm、宽300mm、厚100mm。在试件表面1中心位置绘制1个直径为150mm圆2。圆内设置1个圆柱形孔3，置于圆心4处。圆柱形孔的直径为30mm，深度为试件厚度的0.8倍。

（2）带孔的板块状沥青混合料试件的制作方法

底模、和芯模的结构：用长300mm、宽300mm、厚5mm的钢板作为底模，在底模的表面5中心位置安装1个与需要设置的孔的尺寸相同的圆柱体钢质杆件6，作为芯模。

在试件成型用底模和芯模侧面套上与试件相同高度的边模。按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20-2011）中T0703-2011“沥青混合料试件制作方法（轮碾法）”成型带孔的板块状试件。

（3）带孔的板块状沥青混合料试件内部的渗水性能的检测方法

采用路面渗水仪进行渗水试验。首先，将路面渗水仪的塑料圈置于带孔表面上，使得塑料圈内侧置于直径为150mm圆2上。用粉笔分塑料圈外侧画上圈。用橡皮泥对外圈以内的表面除孔以外的部分进行密封处理。将渗水仪放在条状密封材料表面，安装压重钢圈，以防止压力水从底座与路面间流出。

关闭渗水仪开关，向量筒中注满水，然后打开开关，使得量筒中的水向下流动，排出渗水仪底部密封空间中空气。关闭开关，再次向量筒中注满水。

打开渗水仪开关，待水面下降至量筒的100mL刻度时，立即开动秒表计时，至水面下降至500mL刻度时为止。

用以下公式计算渗水系数：

$C_W=\frac{400}{t}\×60$

C_W为渗水系数；t为计时时间。试验结果见表1。

实施例3 带2个孔的板块状沥青混合料试件的制作及其内部渗水性能的测试方法

（1）带孔的板块状沥青混合料试件的结构

板块状试件外观尺寸为：长300mm、宽300mm、厚100mm。在试件表面1中心位置绘制1个直径为150mm圆2。

圆内设置2个圆柱形孔3，以圆心4为对称轴对称设置，中心间距为70mm。2个圆柱形孔的直径均为2mm，深度均为试件厚度的0.2倍。

（2）带孔的板块状沥青混合料试件的制作方法

试件成型用底模、和芯模的结构：用长300mm、宽300mm、厚5mm的钢板作为底模，在底模的表面5对称安装2个与需要设置的孔的位置、尺寸相同的圆柱体钢质杆件6，作为芯模。

在试件成型用底模和芯模侧面套上与试件相同高度的边模。按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20-2011）中T0703-2011“沥青混合料试件制作方法（轮碾法）”成型带孔的板块状试件。

（3）带孔的板块状沥青混合料试件内部的渗水性能的检测方法

采用路面渗水仪进行渗水试验。首先，将路面渗水仪的塑料圈置于带孔表面上，使得塑料圈内侧置于直径为150mm圆2上。用粉笔分塑料圈外侧画上圈。用橡皮泥对外圈以内的表面除孔以外的部分进行密封处理。将渗水仪放在条状密封材料表面，安装压重钢圈，以防止压力水从底座与路面间流出。

关闭渗水仪开关，向量筒中注满水，然后打开开关，使得量筒中的水向下流动，排出渗水仪底部密封空间中空气。关闭开关，再次向量筒中注满水。

打开渗水仪开关，待水面下降至量筒的100mL刻度时，立即开动秒表计时，至水面下降至500mL刻度时为止。

用以下公式计算渗水系数：

$C_W=\frac{400}{t}\×60$

C_W为渗水系数；t为计时时间。试验结果见表1。

实施例4 带2个孔的板块状沥青混合料试件的制作及其内部渗水性能的测试方法

（1）带孔的板块状沥青混合料试件的结构

板块状试件外观尺寸为：长300mm、宽300mm、厚100mm。在试件表面1中心位置绘制1个直径为150mm圆2。

圆内设置2个圆柱形孔3，以圆心4为对称轴对称设置，中心间距为120mm。2个圆柱形孔的直径均为30mm，深度均为试件厚度的0.8倍。

（2）带孔的板块状沥青混合料试件的制作方法

试件成型用底模、和芯模的结构：用长300mm、宽300mm、厚10mm的钢板作为底模，在底模的表面5对称安装2个与需要设置的孔的位置、尺寸相同的圆柱体钢质杆件6，作为芯模。

在试件成型用底模和芯模侧面套上与试件相同高度的边模。按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20-2011）中T0703-2011“沥青混合料试件制作方法（轮碾法）”成型带孔的板块状试件。

（3）带孔的板块状沥青混合料试件内部的渗水性能的检测方法

采用路面渗水仪进行渗水试验。首先，将路面渗水仪的塑料圈置于带孔表面上，使得塑料圈内侧置于直径为150mm圆2上。用粉笔分塑料圈外侧画上圈。用橡皮泥对外圈以内的表面除孔以外的部分进行密封处理。将渗水仪放在条状密封材料表面，安装压重钢圈，以防止压力水从底座与路面间流出。

关闭渗水仪开关，向量筒中注满水，然后打开开关，使得量筒中的水向下流动，排出渗水仪底部密封空间中空气。关闭开关，再次向量筒中注满水。

打开渗水仪开关，待水面下降至量筒的100mL刻度时，立即开动秒表计时，至水面下降至500mL刻度时为止。

用以下公式计算渗水系数：

$C_W=\frac{400}{t}\×60$

C_W为渗水系数；t为计时时间。试验结果见表1。

对比实施例1 常规无孔的沥青混合料试件渗水试验

按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20-2011）中T0703-2011“沥青混合料试件制作方法（轮碾法）”成型无孔的板块状试件。试件外观尺寸为：长300mm、宽300mm、厚100mm。

将路面渗水仪的底座塑料圈置于试件中心位置，分别沿塑料圈的内侧和外侧画上圈，用密封材料对外圈和内圈之间的路面进行密封处理，将渗水仪放在所述外圈和内圈之间的密封材料表面，安装压重钢圈，以防止压力水从底座与路面间流出。

关闭渗水仪开关，向量筒中注满水，然后打开开关，使得量筒中的水向下流动，排出渗水仪底部密封空间中空气。关闭开关，再次向量筒中注满水。

打开渗水仪开关，待水面下降至量筒的100mL刻度时，立即开动秒表计时，至水面下降至500mL刻度时为止。

用以下公式计算渗水系数：

$C_W=\frac{400}{t}\×60$

C_W为渗水系数；t为计时时间。试验结果见表1。

说明：上述实施例1~实施例4、对比实施例1均采用技术性能完全相同的沥青混合料。

表1 板块状沥青混合料试件的渗水试验结果

由表1试验结果可见，随着设置孔数的增多、孔直径和深度的增加，渗水系数的逐渐增大。说明与现有《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20-2011）中T0730-2011“沥青混合料渗水试验”方法相比，本发明提供了沥青混合料试件内部不同深度处渗水性能的检测方法。为验证设计的沥青混合料的性能提供科学的依据，提高沥青路面抗水损害性能。

Claims (6)

1.沥青混合料试件的制作方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）用长300mm、宽300mm、厚5mm~10mm的钢板作为底模，在底模的表面中心位置安装与需要设置的圆柱形孔的尺寸相同的圆柱体钢质杆件作为芯模；

（2）在试件成型用底模和芯模侧面套上与试件相同高度的边模；按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20-2011）中T0703-2011“沥青混合料试件制作方法（轮碾法）”制作带孔的板块状试件。

2.根据权利要求1所述的沥青混合料试件的制作方法，其特征在于在底模的表面中心位置安装的所述芯模的个数为1个以上。

3.根据权利要求1所述的沥青混合料试件的制作方法，其特征在于圆柱形孔的直径为2~30mm，深度为试件厚度的0.2~0.8倍。

4.根据权利要求1所述的沥青混合料试件的制作方法，其特征在于所述圆柱形孔的个数为2个， 2个圆柱形孔对称设置在试件的中心轴两侧，两圆柱形孔中心间距为70~120mm；且中心轴过试件的上顶面中心。

5.根据权利要求1所述的沥青混合料试件的制作方法，其特征在于所述圆柱形孔的个数为1个，圆柱形孔中心与试件的中心轴重叠，且中心轴过试件的上顶面中心。

6.权利要求1～5任一项所述制作方法制得的沥青混合料试件的内部渗水性能的测试方法，其特征在于包括如下步骤：

①以所述沥青混合料试件的上顶面的中心绘制一个圆，所述圆柱形孔位于该圆内；

②采用路面渗水仪进行渗水试验：首先，将路面渗水仪的塑料圈置于沥青混合料试件带孔表面上，使得塑料圈内侧置于步骤①所述圆上；在塑料圈外侧画上外圈，用橡皮泥对外圈以内的表面除圆柱形孔以外的部分进行密封处理，将渗水仪放在密封后的橡皮泥表面，渗水仪上安装压重钢圈，以防止压力水从渗水仪底部与橡皮泥表面间流出；

③关闭渗水仪开关，向量筒中注满水，然后打开开关，使得量筒中的水向下流动，排出渗水仪底部密封空间中空气，关闭开关，再次向量筒中注满水；

④打开渗水仪开关，待水面下降至量筒的100mL刻度时，立即开动秒表计时，至水面下降至500mL刻度时为止；

用以下公式计算渗水系数：

为渗水系数；t为计时时间。

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