CN112881263A - 一种高弹橡胶沥青复合碎石封层三合一检测方法 - Google Patents
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Abstract
Description
技术领域
本发明涉及道路结构现场性能检测技术领域,尤其涉及一种高弹橡胶沥青复合碎石封层三合一检测方法。
背景技术
近年来,随着我国经济的迅速发展,交通事业进入飞速发展的时代。但是我国市政道路建设起步相对较晚,技术力量相对薄弱,在交通荷载和自然环境的综合作用下,路面(尤其是沥青路面)投入运营后仅仅几年的时间,就提前出现裂缝、沉陷、车辙、泛油等早期破坏现象,大大降低了路面的使用性能。路面的早期破坏已经发展成为我国道路建设面临的最大难题,养护、维修工作迫在眉睫,已经发展成为交通运输部门重点进行的工作之一。
20世纪90年代中后期,国外先进的“预防性养护”理念与技术由上海率先引入。预防性养护技术实质上是一种强制性的养护措施,在路面结构还未产生病害或者病害现象刚刚出现时,就提前进行养护将病害扼杀在摇篮中,掌握养护的主动权从而延缓路面的破坏。当时上海引进的预防性养护技术有稀浆封层、微表处等,现在随着科技的高速发展,预防性养护技术不断更新换代,许多新技术、新工艺、新材料的预防性养护技术应运而生。目前较为简便并被广泛使用的便是沥青碎石封层技术。
高弹橡胶沥青碎石封层是一种在基层或者面层喷洒一层高弹橡胶沥青后立即撒布一层单一粒径碎石,经过碾压后形成的薄层封层,可封闭基层或面层的细小裂纹,防止水侵入路面,同时橡胶沥青具有优良的弹性,与普通碎石封层相比主要有防水性能好、抗放射裂纹强、耐久性好等优点,一般作为路面的防水层和应力吸收层广泛使用。
而高弹橡胶沥青复合碎石封层则是多层的单层高弹橡胶沥青碎石封层组合而成,每一层的碎石粒径从下往上依次缩小,可以形成嵌挤密实结构,强度更高、抗反射裂缝能力更强,但目前还存在着以下问题:
1、高弹橡胶沥青复合碎石封层的施工完全凭借施工经验,由于高弹橡胶沥青复合碎石封层的特殊结构,现场的防水性、密度、空隙率无法检测,施工质量没有保证,亟需提供高弹橡胶沥青复合碎石封层现场检测方法来指导施工,保证其施工质量。
2、由于高弹橡胶沥青复合碎石封层是一种嵌挤型结构,碎石间的空隙相对来说还是比较大的,采用渗水仪检测的话,水很快便会从碎石间的空隙横向流出,难以检测渗水系数,并且这种结构一般是直接加铺在原路面上的,原路面的防水性对其是有一定影响的。
3、由于高弹橡胶沥青复合碎石封层结构在没有加铺沥青混凝土面层前,结构还是比较松散的,钻芯取样时,提取的芯样会出现较严重的掉粒现象,导致无法检测真实的密度和空隙率。
4、传统的路面现场质量检测方法,一次性只能检测单个指标,且无法做到多个路用性能的连续检测,效率低下。
5、渗水仪检测渗水系数法作为现场防水性检测的常用方法,操作较为繁琐,且使用玻璃腻子、橡皮泥等材料进行密封,不仅密封效果不好,还会对路面造成污染。
6、钻芯取样法作为现场取样的常用方法,对路面的破坏极大,所留下的孔洞修复工作繁琐,处理不当甚至会大大影响路面的功能,且限于施工工艺,高弹橡胶沥青复合碎石封层的修复更为困难。
发明内容
本发明的目的是要解决现有高弹橡胶沥青复合碎石封层质量检测技术的不足,提供一种高弹橡胶沥青复合碎石封层三合一检测方法。
为达到上述目的,本发明是按照以下技术方案实施的:
一种高弹橡胶沥青复合碎石封层三合一检测方法,方法包括以下步骤:
S1:选择取样点;
S2:防水性检测;
S3:密度检测;
S4:空隙率检测;
所述防水性检测方法,涉及到的装置包括中空钻头、渗水仪,中空钻头包括上中空钻头、下中空钻头,其具体检测步骤如下:
A1:先进行防水性检测前的准备工作,准备工作完毕后,开始防水性检测,将中空钻头钻入高弹橡胶沥青复合碎石封层内部,直到中空钻头没入路基或原有路面内部,停止钻入,拆下上中空钻头;
A2:将渗水仪放置在下中空钻头上,加上配重使下中空钻头和渗水仪之间没有间隙,按照规范使用渗水仪检测高弹橡胶沥青复合碎石封层的防水性能,得到渗水系数Cw;
所述密度检测方法,其具体检测步骤如下:
B1:防水性检测完毕,进行密度检测前的准备工作;
B2:将高弹橡胶沥青通过沥青灌入口灌入芯样底部,并记录灌入的高弹橡胶沥青质量M3,待高弹橡胶沥青冷却,将下中空钻头连同芯样提升出高弹橡胶沥青复合碎石封层,取出底盖将下中空钻头密封,用大功率吹风机对芯样进行烘干,烘干50-60min;
B3:待芯样冷却至室外温度时,将其放到电子称上称重,得到重量M干,根据公式
M芯=M干-M1-M2-M3
其中,M芯-芯样的烘干质量,Kg;M1-下中空钻头的质量,Kg;M2-底盖质量,Kg;M3-灌入的高弹橡胶沥青的质量,Kg;
计算得到芯样的烘干质量M芯;
B4:将渗水仪放在下中空钻头上,用配重块压实,往量筒里面加水,直到排气管与量筒液面高度一致,停止加水,记录此时排气管和量筒的液面高度读数H1、H2,以及加入水的体积V1,根据公式
其中,ρ—芯样表观密度,Kg/m3;V芯—芯样包括闭口孔隙的体积,m3;S1—排气管横截面积,m2;S2—量筒横截面积,m2;h1—快流管长度,m;S3—快流管横截面积,m2;h2—底部空腔的高度,m;R—底部空腔下底半径,m;r—底部空腔上底半径,m;H3—下中空钻头的高度,m;S3—下中空钻头的横截面积,m2;
计算得到芯样的密度ρ;
所述空隙率的检测方法,其具体步骤如下:
C1:密度检测完毕,进行空隙率检测的准备工作;
C2:往量筒里面加水,直到排气管的高度重新达到H1,记录此时加入水的体积V2,根据公式
得到芯样的空隙率VV;
优选的,S1中所述的选择取样点,在高弹橡胶沥青复合碎石封层通车二十四小时后选用3处原路面破损状况比较严重的地方作为高弹橡胶沥青复合碎石封层防水性检测取样点;
优选的,所述A1中的防水性检测前的准备工作,用扫帚把高弹橡胶沥青复合碎石封层表面松散的碎石和杂物扫去。
优选的,所述中空钻头,包括上中空钻头和下中空钻头,所述上中空钻头包括接口和螺纹凹槽,所述接口位于上中空钻头顶部,所述螺纹凹槽位于上中空钻头底部,所述下中空钻头包括螺纹伸出端、外壁、金刚石刀片和沥青灌入口,下中空钻头分为两个部分,一部分沿着外壁伸出有卡板,另一部分沿着外壁开有卡槽,卡板与卡槽相匹配,所述螺纹伸出端位于下中空钻头顶部,所述沥青灌入口设置在螺纹伸出端内侧,竖直贯通下中空钻头,下中空钻头采用高度为5-6cm,金刚石刀片采用高度为1-2cm。
优选的,所述B1密度检测前的准备工作,取下渗水仪,用抹布擦去取样点表面的水渍,并使用大功率电吹风对取样点表面进行烘干。
优选的,所述C1中空隙率检测的准备工作,为取下渗水仪和底盖,用抹布擦干渗水仪和下中空钻头的水渍,并用大功率吹风机进行烘干,重新施加压力将渗水仪压在下中空钻头上,再将配重加上。
其中,Cwi-第i点处的渗水系数,mL/min;ρi-第i点处的芯样密度,kg/m3;ρa-高弹橡胶沥青复合碎石封层标准密度,kg/m3。
与现有技术相比,本发明提供了一种高弹橡胶沥青复合碎石封层三合一检测方法,具备以下有益效果:
(1)本发明专利提出的一种高弹橡胶沥青复合碎石封层三合一检测方法,可以解决目前高弹橡胶沥青复合碎石封层防水性、密度、空隙率无法检测的问题,对高弹橡胶沥青复合碎石封层的现场质量检测具有重要意义,并且该检测方法一样可以用于稀浆封层、水泥混凝土等其他路面的防水性、密度、空隙率检测,适用范围极广;
(2)本发明专利提出的防水性检测方法,先选用原路面破坏较为严重的位置作为取样点,排除了原路面对防水性的干扰,并利用下中空钻头钻入原路面中,阻止水的横向快速排出,可以检测出真实的高弹橡胶沥青复合碎石封层的渗水系数;
(3)本发明专利提出的提出芯样前,先在芯样底部灌入高弹橡胶沥青的方法,利用高弹橡胶沥青的高黏性,将芯样底部粘牢,有效的防止了掉粒现象的产生,后续才能检测出真实的密度和空隙率;
(4)本发明专利结合高弹橡胶沥青复合碎石封层不同性能检测的特点,与传统的单个性能检测方法不同,将防水性、密度、空隙率三种性能检测方法糅合在一起,环环相扣,实现不同路用性能的连续和一体式检测,每一种性能检测方法既是为了当前性能的检测,也是后续性能检测的铺垫,解决了传统道路不同路用性能无法一次性检测的问题,大大提高了检测效率;
(5)本发明专利提出的防水性检测方法,利用下中空钻头作为密封装置,解决了传统渗水仪底部密封时的密封不足、材料污染的问题,大大提高检测成功率,绿色环保;
(6)本发明专利提出的检测方法对芯样破坏小,通过芯样回填,可以保障取样过后高弹橡胶沥青复合碎石封层的使用功能;
(7)本发明专利提出的高弹橡胶沥复合碎石青封层现场密度检测方法,可以与室内高弹橡胶沥青复合碎石封层标准密度结合,得到高弹橡胶沥青封层现场压实度,为现场施工质量评定提供重要指标参考。
本发明可以实现防水性、密度、空隙率三大指标的一次性检测,检测效率高,并且解决了传统方法无法解决的问题,对于高弹橡胶沥青复合碎石封层技术在我国的发展具有重大意义。
附图说明
图1为三合一检测流程图;
图2为中空钻头结构正视图;
图3为上中空钻头结构剖视图;
图4为下中空钻头结构拆分图。
图中标号:1上中空钻头、2下中空钻头、1-1接口、1-2螺纹凹槽、2-1螺纹伸出端、2-2外壁、2-3卡板、2-4卡槽、2-5金刚石刀片、2-6沥青灌入口。
具体实施方式
下面将结合本发明专利实施例中的附图,对本发明专利实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明专利的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明专利中的实施例,本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例,都属于本发明专利保护的范围。
下面,结合附图以及具体实施方式,对本发明进行进一步的描述:
实施例一
参阅图1,根据本发明专利实施例的三合一检测流程图,包括以下步骤:
1、选择取样点;
2、防水性检测;
3、密度检测;
4、空隙率检测;
参阅图2-4,根据本发明专利实施例的中空钻头,包括上中空钻头1和下中空钻头2,上中空钻头1包括接口1-1和螺纹凹槽1-2,接口1-1位于上中空钻头1顶部,用于套接在钻芯取样机上,螺纹凹槽1-2位于上中空钻头1底部,用于与下中空钻头2连接,下中空钻头2包括螺纹伸出端2-1、外壁2-2、卡板2-3、卡槽2-4、金刚石刀片2-5和沥青灌入口2-6,利用卡板2-3和卡槽2-4可以将下中空钻头2分成两部分,一部分沿着外壁2-2伸出一定长度的卡板2-3,另一部分沿着外壁2-2开有一定深度的卡槽2-4,卡板2-3与卡槽2-4相匹配,螺纹伸出端2-1位于下中空钻头2顶部,4片金刚石刀片2-5沿着下中空钻头2底部安装,沥青灌入口2-6设置在螺纹伸出端2-1内侧,竖直贯通下中空钻头2,利用沥青管灌入沥青,将芯样底部粘接起来,防止提出下中空钻头2时芯样散落,下中空钻头2采用高度为5cm,金刚石刀片2-5采用高度为1cm。
在进行高弹橡胶沥青复合碎石封层三合一检测时,按照以下步骤进行:
S1:选择取样点,在高弹橡胶沥青复合碎石封层通车二十四小时后选用3处原路面破损状况比较严重的地方作为高弹橡胶沥青复合碎石封层防水性检测取样点;
S2:防水性检测,用扫帚把高弹橡胶沥青复合碎石封层表面松散的碎石和杂物扫,利用接口1-1将中空钻头安上钻芯取样机,利用钻芯取样机将中空钻头钻入高弹橡胶沥青复合碎石封层内部,直到金刚石刀片2-5没入路基或原有路面内部,停止钻入,利用螺纹凹槽1-2和螺纹伸出端2-1,拆下上中空钻头1,将渗水仪放置在下中空钻头2上,施加压力将渗水仪压在下中空钻头2上,再将配重加上,以防压力水从底座与路面间流出,将开关及排气孔关闭,向量筒中注水超过100mL刻度,然后打开开关和排气孔,使量筒中的水下流排出渗水仪底部内的空气,当量筒中水面下降速度变慢时,用双手轻压渗水仪使渗水仪底部的气泡全部排出,当水自排气孔顺畅排出时,关闭开关和排气孔,并再次向量筒中注水至100mL刻度,将开关打开,待水面下降至100mL刻度时,立即开动秒表开始计时,计时3min后立即记录水量,结束试验;当计时不到3min水面已下降至500mL时,立即记录水面下降至500mL时的时间,结束试验,当开关打开后3min时间内水面无法下降至500mL刻度时,则开动秒表计时测试3min内渗水量即可结束,测试过程中,如水从底座与下中空钻头2间渗出,则底座与下中空钻头2间密封不好,此试验结果为无效,在同一纵向位置沿宽度方向就近选择位置,重复上述步骤;
根据公式
其中,Cw-渗水系数,mL/min;v1-第一次计时时的水量,mL;v2-第二次计时时的水量,mL;T1-第一次计时的时间,s;T2-第二次计时的时间,s;
计算第1点的渗水系数Cw1;
S3:密度检测,防水性检测完毕,取下渗水仪,用抹布擦去取样点表面的水渍,并使用大功率电吹风对取样点表面进行烘干,将高弹橡胶沥青通过沥青灌入口2-6灌入芯样底部,并记录灌入的高弹橡胶沥青质量M3,待高弹橡胶沥青冷却,将下中空钻头2连同芯样提升出高弹橡胶沥青复合碎石封层,取出底盖将下中空钻头2密封,用大功率吹风机对芯样进行烘干,烘干50-60min,待芯样冷却至室外温度时,将其放到电子称上称重,得到重量M干,根据公式
M芯=M干-M1-M2-M3
其中,M芯-芯样的烘干质量,Kg;M1-下中空钻头2的质量,Kg;M2-底盖质量,Kg;M3-灌入的高弹橡胶沥青的质量,Kg;
计算得到芯样的烘干质量M芯,将渗水仪放在下中空钻头2上,用配重块压实,往量筒里面加水,直到排气管与量筒液面高度一致,停止加水,记录此时排气管和量筒的液面高度读数H1、H2,以及加入水的体积V1,根据公式
其中,ρ-芯样表观密度,Kg/m3;V芯-芯样包括闭口孔隙的体积,m3;S1-排气管横截面积,m2;S2-量筒横截面积,m2;h1-快流管长度,m;S3-快流管横截面积,m2;h2-底部空腔的高度,m;R-底部空腔下底半径,m;r-底部空腔上底半径,m;H3-下中空钻头2的高度,m;S3-下中空钻头2的横截面积,m2;
计算得到第1点芯样的密度ρ1;
S4:空隙率检测,密度检测完毕,取下渗水仪和底盖,用抹布擦干渗水仪和下中空钻头2的水渍,并用大功率吹风机进行烘干,将渗水仪重新放在下中空钻头2上,施加压力将渗水仪压在下中空钻头2上,再将配重加上往量筒里面加水,直到排气管的高度重新达到H1,记录此时加入水的体积V2,根据公式
得到第1点芯样的空隙率VV1;
S5:到其余取样点重复S2-S4的操作,根据公式
其中,Cwi-第i点处的渗水系数,mL/min;ρi-第i点处的芯样密度,kg/m3;ρa-高弹橡胶沥青复合碎石封层标准密度,kg/m3;
计算得到高弹橡胶沥青复合碎石封层现场渗水系数现场压实度和现场空隙率所有指标检测完毕后,可以利用卡板2-3和卡槽2-4将下中空钻头2拆开,取得内部芯样,将芯样回填,并灌入高弹橡胶沥青和细粒径碎石,用手持碾压机碾压4次,保证高弹橡胶沥青复合碎石封层的路用性能。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高弹橡胶沥青复合碎石封层三合一检测方法,其特征在于,方法包括以下步骤:
S1:选择取样点;
S2:防水性检测;
S3:密度检测;
S4:空隙率检测;
所述防水性检测方法,涉及到的装置包括渗水仪,其具体检测步骤如下:
A1:先进行防水性检测前的准备工作,准备工作完毕后,开始防水性检测,将中空钻头钻入高弹橡胶沥青复合碎石封层内部,直到中空钻头没入路基或原有路面内部,停止钻入,拆下上中空钻头;
A2:将渗水仪放置在下中空钻头上,加上配重使下中空钻头和渗水仪之间没有间隙,按照规范使用渗水仪检测高弹橡胶沥青复合碎石封层的防水性能,得到渗水系数Cw;
所述密度检测方法,其具体检测步骤如下:
B1:防水性检测完毕,进行密度检测前的准备工作;
B2:将高弹橡胶沥青通过沥青灌入口灌入芯样底部,并记录灌入的高弹橡胶沥青质量M3,待高弹橡胶沥青冷却,将下中空钻头连同芯样提升出高弹橡胶沥青复合碎石封层,取出底盖将下中空钻头密封,用大功率吹风机对芯样进行烘干,烘干50-60min;
B3:待芯样冷却至室外温度时,将其放到电子称上称重,得到重量M干,根据公式
M芯=M干-M1-M2-M3
其中,M芯-芯样的烘干质量,Kg;M1-下中空钻头的质量,Kg;M2-底盖质量,Kg;M3-灌入的高弹橡胶沥青的质量,Kg;
计算得到芯样的烘干质量M芯;
B4:将渗水仪放在下中空钻头上,用配重块压实,往量筒里面加水,直到排气管与量筒液面高度一致,停止加水,记录此时排气管和量筒的液面高度读数H1、H2,以及加入水的体积V1,根据公式
其中,ρ-芯样表观密度,Kg/m3;V芯-芯样包括闭口孔隙的体积,m3;S1-排气管横截面积,m2;S2-量筒横截面积,m2;h1-快流管长度,m;S3-快流管横截面积,m2;h2-底部空腔的高度,m;R-底部空腔下底半径,m;r-底部空腔上底半径,m;H3-下中空钻头的高度,m;S3-下中空钻头的横截面积,m2;
计算得到芯样的密度ρ;
所述空隙率的检测方法,其具体步骤如下:
C1:密度检测完毕,进行空隙率检测的准备工作;
C2:往量筒里面加水,直到排气管的高度重新达到H1,记录此时加入水的体积V2,根据公式
得到芯样的空隙率VV。
2.根据权利要求1所述的一种高弹橡胶沥青复合碎石封层三合一检测方法,其特征在于,S1中所述的选择取样点,在高弹橡胶沥青复合碎石封层通车二十四小时后选用3处原路面破损状况比较严重的地方作为高弹橡胶沥青复合碎石封层防水性检测取样点。
3.根据权利要求1所述的一种高弹橡胶沥青复合碎石封层三合一检测方法,其特征在于,所述A1中的防水性检测前的准备工作,用扫帚把高弹橡胶沥青复合碎石封层表面松散的碎石和杂物扫去。
4.根据权利要求1所述的一种高弹橡胶沥青复合碎石封层三合一检测方法,其特征在于,所述中空钻头,包括上中空钻头和下中空钻头,所述上中空钻头包括接口和螺纹凹槽,所述接口位于上中空钻头顶部,所述螺纹凹槽位于上中空钻头底部,所述下中空钻头包括螺纹伸出端、外壁、金刚石刀片和沥青灌入口,下中空钻头分为两个部分,一部分沿着外壁伸出有卡板,另一部分沿着外壁开有卡槽,卡板与卡槽相匹配,所述螺纹伸出端位于下中空钻头顶部,所述沥青灌入口设置在螺纹伸出端内侧,竖直贯通下中空钻头,下中空钻头采用高度为5-6cm,金刚石刀片采用高度为1-2cm。
5.根据权利要求1所述的一种高弹橡胶沥青复合碎石封层三合一检测方法,其特征在于,所述B1密度检测前的准备工作,取下渗水仪,用抹布擦去取样点表面的水渍,并使用大功率电吹风对取样点表面进行烘干。
6.根据权利要求1所述的一种高弹橡胶沥青复合碎石封层三合一检测方法,其特征在于,所述C1中空隙率检测的准备工作,为取下渗水仪和底盖,用抹布擦干渗水仪和下中空钻头的水渍,并用大功率吹风机进行烘干,重新施加压力将渗水仪压在下中空钻头上,再将配重加上。
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