CN104237323A - 融雪沥青混合料融雪长效性试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种融雪沥青混合料融雪长效性的试验方法，该方法将实验分为三组，融雪沥青混合料为实验组，未加融雪添加剂的普通沥青混合料为空白组，以融雪添加剂为参照组，分别将其放入水中间隔一段时间测定一次电导率，当融雪添加剂组中电导率达到最大值时止，通过计算得到融雪沥青混合料融雪长效时间。此种测定融雪沥青混合料融雪长效性的试验方法，试验数据准确可靠，可通过室内试验预测实际工程中融雪沥青路面融冰雪效果的时效，为室内评价融雪沥青混合料融冰雪长效性提供了试验方法。
Description
技术领域
本发明是一种用于有效评价融雪沥青混合料融雪长效性的试验方法，尤其是一种较易解决目前尚无评价融雪沥青混合料融雪长效性试验的方法，属于公路路面性能测试的技术领域。
背景技术
冬季路面积雪凝冰会导致行车不便甚至引发交通事故，多年来，各国多采用撒布氯盐类融雪剂进行路面融雪，虽取得了较好的融雪除冰效果，却造成了严重的环境污染和道路附属结构的腐蚀破坏。近几年来，道路研究者开始致力于高效环保的主动除冰雪技术开发，并研发出各种主动除冰雪路面技术。主动除冰雪路面技术是指通过不同的加工工艺对冰点下降剂进行处理，并成型成不同粒径的颗粒或粉末，替代沥青混合料中不同粒径的矿料，在渗透压和行驶车辆不断摩擦碾压的作用下冰点下降剂缓慢析出，在路表形成隔离层使冰点大幅度降低，从而使沥青路面具有主动除冰雪功能的一种技术。该技术的融冰雪效果在初期已通过一些试验路段得到证实，但是经过长时间的行车碾压及雨水冲刷的作用，冰点下降剂不断析出，其是否还具有融雪效果短时间内无法得到证实，因此，通过室内试验确定其融雪效果持续时间的试验方法值得研究，即研究融冰雪路面融雪长效性的评价方法。
目前，尚无融冰雪路面融雪长效性的室内试验方法。仅有在冰雪季节通过试验路实地观察其融雪效果进行对其融雪长效性的评价方法，但受到条件限制和受人为因素影响较大。
发明内容
本发明的目的是提供一种评价融雪沥青混合料融雪长效性的试验方法，该方法简单易行，解决了当前尚无评价融雪沥青混合料融雪长效性试验方法的问题。
一种评价融雪沥青混合料融雪长效性的试验方法，包括如下步骤：
(1)采用马歇尔击实的方法成型两组试件，其中一组试件材料为融雪沥青混合料，定义为实验组，另一组为未加融雪剂的普通沥青混合料，定义为空白组；
(2)将两组试件分别放入相同的水桶中，底部添加点式支撑物，使底部能较好的与水接触；加入体积V水的水量，使水没过试件，所述V水＝V马×h1÷h2，其中V马为试件的体积，所述h1为该融雪沥青混合料使用地区的年平均降雨量，单位mm；h2为融雪沥青混合料道路表面厚度，单位mm；
(3)另一个加入体积V水的相同水桶，其中加入融雪添加剂，所述融雪添加剂的重量与一个融雪沥青混合料试件中所加的融雪添加剂相同，定义为参照组；
(4)分别测定实验组、空白组和参照组水的电导率记为K1、K2、K参，所述融雪沥青混合料的电导率值为K融＝K1-K2，单位ms/cm；
(5)始终保持水桶中的水量不变，每隔一定时间测定、记录一次三个水桶中水的电导率，至参照组水的电导率不再变化为止，记录该参照组水最大的电导率值为Kc，并绘制K融与时间的关系曲线，求取K融与时间关系曲线的线性方程，记为K融＝at+b，回归得到参数a、b，t的单位为小时；
(6)计算融雪沥青混合料融雪长效性时间，T指有效天数，即实际降水天数。
所述实验组和空白组均为四个圆柱形试件，其K1、K2均为四个试件的平均值。
所述V马＝π×D2×h÷4，其中马歇尔试件底面直径记为D，单位mm，高记为h，单位mm。
所述水桶上方加有水桶盖。
所述试件的大小为高60～70mm，直径100～120mm。
所述水桶中的水为蒸馏水。
所述步骤(5)中测定的数值在10个以上，间隔测定时长为24小时。
技术方案：
本发明具体步骤如下：
通过马歇尔击实的方法成型一组4个高63.5±1.3mm，直径101.6mm的圆柱体融雪沥青混合料试件，再用同样的方法及材料成型一组4个未加入融雪添加剂的普通沥青混合料试件。进行编号，融雪沥青混合料试件记为1、2、3和4，普通沥青混合料试件记为5、6、7和8，具体试验步骤如下：
第一步：确定用水量，查询该融雪沥青混合料使用地区的年平均降雨量，记为h1，单位mm；计算一个马歇尔试件的体积V马＝π×D2×h÷4(马歇尔试件底面直径记为D，单位mm，高记为h，单位mm)；查询路面上面层厚度，记为h2(融雪沥青混合料用于道路表面)，单位mm，一个马歇尔试件对应的用水量为V水＝V马×h1÷h2。
第二步：将两组融雪沥青混合料及普通沥青混合料共8个试件分别放入8个塑料桶内，试件底部用垫块垫起，分别倒入体积为V水的蒸馏水(如图1)，分别测量8个桶的质量，记为m1、m2……m8，为塑料桶加盖，防止水分快速蒸发。
第三步：向第9个桶内注入体积为V水的蒸馏水，随即放入质量为一个马歇尔试件中的融雪添加剂，测量桶的质量，记为m9，定义其为参照试样，为塑料桶加盖，防止水分快速蒸发。
第四步：开启电导率仪，根据电导率仪的使用说明，选择合适的电极，预热30min，测定桶内溶液温度，设定电导率仪的温度，分别测定9个试样的电导率，记为k1、k2……k9，分别求取两组试件的电导率平均值，融雪沥青混合料记为K1＝(k1+k2+k3+k4)÷4，普通沥青混合料记为K2＝(k5+k6+k7+k8)÷4，参照试样记为K参，则融雪沥青混合料的电导率值为K融＝K1-K2，单位ms/cm。
第五步：每隔24小时按照第四步分别对9个桶测定一次溶液电导率，并绘制K融与时间的关系曲线，每次测定前向桶内添加蒸馏水，保证桶的质量为m1、m2……m9，每个桶的质量误差为5g。
第六步：待K参基本不增长时，读取K参的最大值记为Kc，对K融测量15次后，求取K融与时间关系曲线的线性方程，记为K融＝at+b，回归得到参数a、b，t的单位为小时。
第七步：预测融雪沥青混合料融雪长效性时间，T指有效天数，即实际降水天数。
仅通过替换不同融雪添加剂融雪沥青混合料试件，可测定不同种类融雪沥青混合料融长效性。
本发明创造性地改变了目前融雪沥青混合料无评价融冰雪长效性试验方法的现状，通过该试验方法，能够通过室内试验较准确的预测融雪沥青路面融雪效果的时效。
沥青混合料中掺加了一定比例的融雪添加剂，融雪添加剂的主要成分为氯化物，该氯化物溶于水后将产生氯离子，溶液中氯离子浓度越高，溶液导电性能越强，反之越小。因此，本发明的原理为测试水溶液的导电性能，从而判断溶液中氯离子浓度大小，间接反映融雪添加剂析出快慢。
有益效果：此种测定融雪沥青混合料融雪长效性的试验方法，试验数据准确可靠，可通过室内试验预测实际工程中融雪沥青路面融冰雪效果的时效，为室内评价融雪沥青混合料融冰雪长效性提供了试验方法。
发明人已对试验方法进行了大量数据的测定，该试验方法试用情况良好，与实际观测结果基本一致，说明本发明试验方法是合理的、可靠的、实用的。
附图说明
图1是融雪长效性试验过程示意图，
1-塑料桶；2-蒸馏水；3-试件；4-垫块。
图2不同融雪沥青混合料融雪长效性试验结果图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明。
实施例1
实验方法：
第一步：通过马歇尔击实的方法成型一组4个高63.5±1.3mm，直径101.6mm的圆柱体融雪沥青混合料试件，再用同样的方法及材料成型一组4个未加入融雪添加剂的普通沥青混合料试件。进行编号，融雪沥青混合料试件记为1、2、3和4，普通沥青混合料试件记为5、6、7和8，具体试验步骤如下：
第一步：确定用水量，查询该融雪沥青混合料使用地区的年平均降雨量，记为h1，单位mm；计算一个马歇尔试件的体积V马＝π×D2×h÷4(马歇尔试件底面直径记为D，单位mm，高记为h，单位mm)；查询路面上面层厚度，记为h2(融雪沥青混合料用于道路表面)，单位mm，一个马歇尔试件对应的用水量为V水＝V马×h1÷h2。
第二步：将两组融雪沥青混合料及普通沥青混合料共8个试件3分别放入8个塑料桶1内，试件底部用垫块4垫起，分别倒入体积为V水的蒸馏水2(如图1)，分别测量8个桶的质量，记为m1、m2……m8，为塑料桶加盖，防止水分快速蒸发。
第三步：向第9个桶内注入体积为V水的蒸馏水，随即放入质量为一个马歇尔试件中的融雪添加剂，测量桶的质量，记为m9，定义其为参照试样，为塑料桶加盖，防止水分快速蒸发。
第四步：开启电导率仪，根据电导率仪的使用说明，选择合适的电极，预热30min，测定桶内溶液温度，设定电导率仪的温度，分别测定9个试样的电导率，记为k1、k2……k9，分别求取两组试件的电导率平均值，融雪沥青混合料记为K1＝(k1+k2+k3+k4)÷4，普通沥青混合料记为K2＝(k5+k6+k7+k8)÷4，参照试样记为K参，则融雪沥青混合料的电导率值为K融＝K1-K2，单位ms/cm。
第五步：每隔24小时按照第四步分别对9个桶测定一次溶液电导率，并绘制K融与时间的关系曲线，每次测定前向桶内添加蒸馏水，保证桶的质量为m1、m2……m9，每个桶的质量误差为5g。
第六步：待K参基本不增长时，读取K参的最大值记为Kc，对K融测量15次后，求取K融与时间关系曲线的线性方程，记为K融＝at+b，回归得到参数a、b，t的单位为小时。
第七步：预测融雪沥青混合料融雪长效性时间，T指有效天数，即实际降水天数。
仅通过替换不同融雪添加剂融雪沥青混合料试件(图1中3)，可测定不同种类融雪沥青混合料融长效性。试验结果如表1及图2。
表1不同融雪沥青混合料融雪长效性试验结果表
Claims (7)
1.一种评价融雪沥青混合料融雪长效性的试验方法，包括如下步骤：
(1)采用马歇尔击实的方法成型两组试件，其中一组试件材料为融雪沥青混合料，定义为实验组，另一组为未加融雪剂的普通沥青混合料，定义为空白组；
(2)将两组试件分别放入相同的水桶中，底部添加点式支撑物，使底部能较好的与水接触；加入体积V水的水量，使水没过试件，所述V水＝V马×h1÷h2，其中V马为试件的体积，所述h1为该融雪沥青混合料使用地区的年平均降雨量，单位mm；h2为融雪沥青混合料道路表面厚度，单位mm；
(3)另一个加入体积V水的相同水桶，其中加入融雪添加剂，所述融雪添加剂的重量与一个融雪沥青混合料试件中所加的融雪添加剂相同，定义为参照组；
(4)分别测定实验组、空白组和参照组水的电导率记为K1、K2、K参，所述融雪沥青混合料的电导率值为K融＝K1-K2，单位ms/cm；
(5)始终保持水桶中的水量不变，每隔一定时间测定、记录一次三个水桶中水的电导率，至参照组水的电导率不再变化为止，记录该参照组水最大的电导率值记为Kc，并绘制K融与时间的关系曲线，求取K融与时间关系曲线的线性方程，记为K融＝at+b，回归得到参数a、b，t的单位为小时；
(6)计算融雪沥青混合料融雪长效性时间，(天)，T指有效天数，即实际降水天数。
2.根据权利要求1所述的试验方法，所述实验组和空白组均为四个圆柱形试件，其K1、K2均为四个试件的平均值。
3.根据权利要求2所述的试验方法，所述V马＝π×D2×h÷4，其中马歇尔试件底面直径记为D，单位mm，高记为h，单位mm。
4.根据权利要求3所述的试验方法，所述试件的大小为高60～70mm，直径100～120mm。
5.根据权利要求1所述的试验方法，所述水桶上方加有水桶盖。
6.根据权利要求1所述的试验方法，所述水桶中的水为蒸馏水。
7.根据权利要求1所述的试验方法，所述步骤(5)中K融测定的数值在10个以上，间隔测定时长为24小时。
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