[發明專利]一種評價酸雨對瀝青混合料侵蝕破壞的試驗方法

無效

• 申請號: 201310487342.6
• 申請日: 2013-10-17
• 公開（公告）號: CN103528941A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 馮新軍;熊旭
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00;G01N3/24
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明屬于工程材料技術領域，尤其涉及一種評價酸雨對瀝青混合料侵蝕破壞的試驗方法。

背景技術

酸雨對瀝青路面的侵蝕作用會促使礦料質地軟化，使其棱角消失，加速其在車輪反復滾動摩擦作用下的磨光作用，在礦料磨光的同時，路面抗滑摩擦系數、噪音、水霧、濺水、眩光等一系列表面功能也隨之下降，其次，酸雨對瀝青路面的侵蝕作用會降低礦料與瀝青的粘結力，在車輛荷載和降水的共同作用下，促使瀝青從礦料表面剝落，使面層泛油、松散以致形成坑槽，再次，酸雨對瀝青路面的侵蝕作用使得礦料質量損失，促使材料內部損傷，降低瀝青混合料的力學強度，使得瀝青路面在各種荷載作用下易產生開裂和變形等病害，降低瀝青混合料的耐久性，減少瀝青路面的使用壽命。

目前，國內外關于瀝青混合料水損害評價方法有很多，概括起來，主要有：浸水馬歇爾試驗法、凍融劈裂試驗法、APA浸水車轍試驗法等，工程實踐表明這些評價方法對預防和控制瀝青路面水損害的效果并不很理想，從降雨因素分析，降雨量、降雨強度、降雨歷時、雨水化學成分及雨水的pH值都會影響瀝青路面水損害的嚴重程度，隨著世界經濟的快速增長，酸雨現象越來越嚴重，并且正在向全球擴展，現在我國是繼歐洲、北美之后在世界上出現的第三大酸雨片區，酸雨區的覆蓋面積占我國國土面積的40％左右，主要分布地區是長江以南的四川盆地、貴州、湖南、湖北、江西以及沿海的福建、廣東等11省，其中西南地區酸雨污染最為嚴重，而在上述所有的試驗方法中均未考慮酸雨對瀝青路面的侵蝕破壞作用，因此這些試驗方法不能評價瀝青混合料的耐酸雨侵蝕性能，不能起到減少和防止瀝青路面水損害的作用。

現有的浸水馬歇爾試驗法，沒有考慮酸雨對瀝青路面的侵蝕破壞作用；試件只受到徑向的壓力作用，而試件承受這部分壓力主要是礦料的嵌擠力和內摩阻力，沒有充分反映瀝青混合料中粘結力的作用，而粘結力強弱恰恰是影響水損害的主要原因之一；浸水馬歇爾試驗測定的殘留穩定度偏高，甚至有部分試件浸水后的結果大于浸水之前的，這與實際工程中瀝青混合料在浸水條件下其整體力學強度會降低的事實相差較大，因此其評定指標的區分度和有效性明顯不足。

現有的凍融劈裂試驗法，沒有考慮酸雨對瀝青路面的侵蝕破壞作用，在劈裂的條件下試件內部呈受拉狀態，試件的破壞主要是由于內部的粘結力不足以抵抗外荷載的作用而逐漸造成的，而酸雨對瀝青混合料的侵蝕破壞不僅體現在降低瀝青與礦料的粘結力，還體現在使礦料產生質量損失、質地軟化和棱角消失等破壞。

發明內容

本發明實施例的目的在于提供一種評價酸雨對瀝青混合料侵蝕破壞的試驗方法，旨在解決現有的浸水馬歇爾試驗法，沒有考慮酸雨對瀝青路面的侵蝕破壞作用評定指標的區分度和有效性明顯不足，凍融劈裂試驗法沒有考慮酸雨對瀝青路面的侵蝕破壞作用的問題。

本發明實施例是這樣實現的，一種評價酸雨對瀝青混合料侵蝕破壞的試驗方法，該評價酸雨對瀝青混合料侵蝕破壞的試驗方法包括以下步驟：

步驟一，根據我國酸雨實際情況，模擬我國硫酸型降雨的酸性溶液組成比例，選擇c(SO₄^2-)：c(NO^3-)來配制PH=4的人工酸雨；

步驟二，根據現行試驗規程制作三組標準馬歇爾試件，將第一組試件放入25℃恒溫水槽中保溫1小時，然后采用自行開發的瀝青混合料直接剪切儀的垂直液壓活塞固定試件；

步驟三，將另外兩組試件分別浸泡于25℃自來水和模擬酸雨溶液中，經過7天浸泡后取出自然干燥1天后再浸泡，即浸泡-干燥-浸泡周期反復進行，共進行三個周期；

步驟四，將經過三周期自來水和酸雨干濕循環后的瀝青混合料馬歇爾試件放入25℃恒溫水槽中保溫1小時，然后采用自行開發的瀝青混合料直接剪切儀測定剪切強度；

步驟五，按公式計算耐酸系數ξ。

進一步，在步驟一中，選擇摩爾比c(SO₄^2-)：c(NO^3-)=9:1的比例來配制PH=4的人工酸雨。

進一步，在步驟二中，瀝青混合料直接剪切儀的垂直液壓活塞固定試件的使用方法為：通過縱向加壓的油泵使馬歇爾試件縱向受力保持平衡后，使用側向加壓的油泵使馬歇爾試件產生橫向剪切破壞，破壞的瞬間通過油泵的壓力表盤讀出試驗數據，將其表征為剪切強度。

進一步，在步驟五中，按以下公式計算耐酸系數ξ：