[發明專利]滲流狀態下大空隙瀝青混合料空隙飽和度的確定方法

有效

• 申請號: 201611257466.5
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106644887B
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 陳俊;馬謝;姚成;孔燕
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 張艷

本發明涉及滲流狀態下大空隙瀝青混合料空隙飽和度的確定方法，本方法根據大空隙瀝青混合料板式試件的體積及其空隙率，計算出試件內的空隙體積，并稱出試件的干質量，然后進行滲流試驗，以試件徑流面出現徑流的最小水頭高度，作為試件滲流狀態下的水頭。接著在該水頭下，對板式試件進行滲流，滲流開始10min后，迅速移開滲水儀的蓄水槽，收集從此刻開始到試件的滲透面不再滲出水時間段內的滲透水，同時計算出滲流前后板式試件的干濕質量差值，從而確定滲流狀態下混合料空隙內水的體積。最后，以板式試件內水的體積與試件內空隙體積的比值，作為滲流狀態下大空隙瀝青混合料的空隙飽和度。本發明簡單、直觀地體現了大空隙瀝青混合料板式試件的保水性。

技術領域

本發明涉及滲流狀態下大空隙瀝青混合料空隙飽和度的確定方法，屬于瀝青混合料內部結構測試與評價技術領域。

背景技術

開級配抗滑磨耗層(OGFC)瀝青混合料是一種大空隙瀝青混合料。以該瀝青混合料修筑上面層的排水性瀝青路面，具有優越的排水、抗滑、防水霧、防水濺、防眩光和降噪等功能。工程實踐表明，排水性路面能夠具備上述優良性能，主要依賴于大空隙瀝青混合料中存在的大量連通空隙。為了保證大空隙瀝青混合料具有足夠豐富的連通空隙，我國現行的設計規范要求其空隙率不能小于18％，國外對于大空隙瀝青混合料的空隙率也有明確要求。但是，瀝青混合料如此之多的空隙在有水(滲流)狀態下，是否都發揮排水作用，或者如此之大的空隙中，有多少是排水的有效空隙，這些問題在現有規范中沒有得到體現。為此，近年來一些學者以滲流狀態下混合料空隙內水的體積與空隙體積的比值定義為空隙飽和度，并以此指標評價大空隙瀝青混合料中發揮排水作用的空隙大小。

目前，確定滲流狀態下大空隙瀝青混合料空隙飽和度的方法主要分為兩個步驟，包括：(1)在混合料滲流過程中，采用X射線CT掃描混合料試件的幾個截面，得到由礦料、空隙和水組成的截面圖像；(2)采用圖像處理技術對截面圖像中水分所占面積、空隙面積進行統計，以截面內水與空隙的面積比作為空隙飽和度。盡管一些學者采用這種方法成功計算了滲流狀態下的空隙飽和度，但這種方法的缺點卻十分明顯，具體表現在：(1)這種方法依賴CT掃描，該設備在道路工程領域并不普及；(2)CT掃描的只是混合料試件的少數幾個截面，由少數截面的水分布來體現整個混合料試件，顯得過于粗略；(3)混合料CT掃描的效果，主要取決于于空隙、礦料和水密度差異，由于水與空隙之間的密度差異小于水與礦料之間的差異，這可能導致掃描出的截面圖像并不能很好的區分空隙和水分，從而給后續的圖像處理計算水分面積帶來困難；(4)這種方法只是通過水與空隙面積的比例間接計算空隙飽和度，并不符合空隙飽和度的物理含義。可見，這種方法存在著設備缺乏、過程繁瑣、計算粗略等缺陷。

綜上所述，滲流狀態下大空隙瀝青混合料空隙飽和度的相關研究還處于起步階段，目前的確定方法存在著許多不足。

發明內容

為了解決上述存在的問題，本發明公開了一種滲流狀態下大空隙瀝青混合料空隙飽和度的確定方法，本方法能夠簡單、直接、快速確定大空隙瀝青混合料空隙飽和度，其具體技術方案如下：

滲流狀態下大空隙瀝青混合料空隙飽和度的確定方法，包括以下步驟：

步驟一：制備大空隙瀝青混合料板式試件，測量大空隙瀝青混合料板式試件四條邊中間位置處的厚度h_i，取其平均值作為試件厚度，并測試試件的空隙率V_V，按V_k＝V_b·V_V計算試件的空隙體積V_k，其中大空隙瀝青混合料板式試件的體積V_b＝S·h，板式試件底面面積S＝300×300＝9×10⁴mm²；選取大空隙瀝青混合料板式試件的上表面為徑流面，選取大空隙瀝青混合料板式試件的一個側面作為滲透面，其余4個面涂抹石蠟，以封住它們表面的空隙，稱取石蠟干燥后大空隙瀝青混合料板式試件的干質量為m_g；