一种融雪沥青混合料融雪效果耐久性的评价方法与流程

本发明属于道路工程
技术领域：
，具体涉及一种融雪沥青混合料融雪效果耐久性的评价方法。
背景技术：
：我国四分之三的国土属于冬季积雪地区，有些地区积雪期长达3～4个月。降雪、结冰将直接导致路面防滑性能的下降，导致汽车刹车失灵、方向失控，从而易引发交通事故。相关资料表明，干燥沥青路面的附着系数约为0.6，而积雪路面的附着系数为0.2，结冰道路的附着系数为0.15，降低为干燥沥青路面的1/3和1/4。因此，在冰雪路面上汽车容易打滑、跑偏，制动距离显著延长，严重影响了车辆的操作稳定性和安全性，交通事故发生率较高。盐化物的有效冻结抑制成分主要为可溶性盐分(氯化钠、氯化钙等)，通过不同的加工工艺加工成颗粒或者粉末状形式，添加到沥青混合料中，盐化物通过多孔结构孔隙析出，到达混合料的孔洞中再扩散到路表面，和路表面的冰雪作用，降低路面的积雪的冰点，冰雪转化为液态水或水蒸气排出路面，达到融化冰雪的效果。氯化钠析出后多孔材料的体积不变，避免混合料因有效成分析出造成空洞的危害。盐化物融雪沥青路面较普通沥青路面的一个重要性能即为融冰能力。如何准确评价盐化物融雪沥青路面的融雪耐久性是盐化物融雪沥青路面设计的重要部分。目前，国内外对融冰雪评价方面的研究较少，仅处于探索阶段。(1)最常见的定性评价方法是将融冰雪路面与普通沥青路面冬季下雪后的情况直接作对比，这种方法需要将防冻沥青混合料铺筑路面，成本较大，不适合实验研究阶段；(2)冰冻后对试件表层的划破现象进行观测来评价融冰雪效果，该方法能够很直观的感受添加防冻剂试样的融冰雪效果，但是无法准确的进行评价路面的融冰雪效果；(3)对方盘试件施加静荷载进行除冰试验，该方法使用静态压头对实际路面状况的模拟性较差，而且，该方法只适于分析路面结冰状态下的破冰效果，对于路面抑制积雪和结冰状况却无能为力；(4)所谓路面露出率指车辆行驶的范围内，已露出路面面积(防冻路面面积)与检测段面积之比，路面露出率只适用于室外对试验段进行评价，室内无法用这个指标进行评价融冰雪效果。而且路面露出率受车流量影响较大，车流量越大，路面露出率也就越大。技术实现要素：本发明目的是提供一种融雪沥青混合料融雪效果耐久性的评价方法，模拟降雨量对于融雪沥青混合料融雪效果耐久性的影响，准确且便捷的评价融雪沥青混合料的融雪耐久性。本发明采用的技术方案为：一种融雪沥青混合料融雪效果耐久性的评价方法，包括如下步骤：步骤1：按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程JTGE20-2011》T0703-2011中的方法成型车辙板试件，长和宽分别为a(mm)和b(mm)；步骤2：确定洒水所用蓬头的流速，具体方法为，用容器收集一定时间t(min)内喷洒出来的水量V(L)，则蓬头的流速为V/t(L/min)；步骤3：调查得到当地的年平均降水量p(mm)，并据此计算出一年内降于车辙板面积范围内的雨量为a*b*p(mm3)；步骤4：进行模拟降雨试验，使蓬头内的水从一定高度竖直洒向车辙板表面，使车辙板表面均匀的受到冲刷，试验时在车辙板底部用玻璃杯收集雨水，每五分钟收集一次；步骤5：利用导电率仪，测量收集到的冲淋车辙板雨水的电导率，得到不同时段淋出雨水的导电率随淋出时间的变化趋势曲线；步骤6：根据需求选择淋出雨水所需的最小电导率，通过电导率-淋出时间的关系曲线，得到该电导率对应的冲淋时间T(min)，则融雪沥青混合料所能保持融雪性能的有效使用年限为：n＝T*(V/t)*106/(a*b*c)。作为优选，步骤4所述的模拟降水试验，洒水高度为1m。作为优选，步骤6所述的淋出雨水所需的最小电导率，为冲刷用水电导率的1.5倍。本发明可用于模拟降雨量对于融雪沥青混合料融雪效果耐久性的影响分析，评价融雪沥青混合料融雪性能的使用年限。本发明的有益效果：与常规融雪沥青混合料融雪耐久性的评价方法相比，本发明在以下方面具有明显的优势：(1)经济性。对于融雪沥青路面融雪耐久性的评价目前最常见的方法是将融雪路面与普通路面直接进行对比，该方法需要将防冻材料铺筑路面，成本较大，而对于融雪路面耐久性的研究目前尚处在试验研究阶段，本发明提供了融雪沥青混合料融雪耐久性的室内试验评价方法，试验简单易行，成本较低。(2)时限性。用传统方法评价融雪沥青路面的融雪耐久性一般需要若干年的时间才能根据沥青路面的实际使用情况对融雪沥青路面的融雪耐久性做出适当评价，本发明提供的方法能在短期内根据当地的实际情况模拟降雨，并根据淋出雨水的电导率评价融雪沥青混合料的融雪耐久性，大大缩短了试验时间。本发明能够准确且便捷的评价融雪沥青混合料的融雪耐久性，对于融雪沥青路面融雪耐久性的定量评价具有重要帮助。附图说明图1为本发明具体实施方式电导率-时间曲线；图2为本发明具体实施方式电导率-冲刷时间关系曲线。具体实施方法下面结合具体实施方式和说明书附图进一步阐明本发明的内容。一种融雪沥青混合料融雪效果耐久性的评价方法，包括如下步骤：步骤1：按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程JTGE20-2011》T0703-2011中的轮碾成型的方式成型车辙板试件，车辙板的长和宽分别为a(mm)和b(mm)；步骤2：确定洒水所用蓬头的流速，具体方法为，用容器收集一定时间t(min)内喷洒出来的水，用量筒量取收到的水的体积为V(L)，则蓬头的流速为V/t(L/min)；步骤3：调查得到当地的年平均降水量p(mm)，并据此计算出一年内降于车辙板面积范围内的雨量为a*b*p(mm3)；步骤4：进行模拟降雨试验，使蓬头内的水从一定高度竖直洒向车辙板表面，使车辙板表面均匀的受到冲刷，试验时在车辙板底部用玻璃杯收集雨水，每五分钟收集一次；步骤5：利用导电率仪，测量收集到的冲淋车辙板雨水的电导率，得到不同时段淋出雨水的导电率随淋出时间的变化趋势曲线，该曲线的横坐标为雨水淋出的时间，纵坐标为淋出雨水的电导率，如图1所示；步骤6：根据需求选择淋出雨水所需的最小电导率，通过电导率-淋出时间的关系曲线，得到该电导率对应的冲淋时间T(min)，则融雪沥青混合料所能保持融雪性能的有效使用年限为：n＝T*(V/t)*106/(a*b*c)。实施例本发明的测定方法已经得到了良好的试验验证。采用本发明中的方法评价了融雪沥青混合料的融雪耐久性。该实施例需要的仪器与材料包括：(1)按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程JTGE20-2011》T0703-2011中的方法成型好的车辙板试件；(2)洒水所用的蓬头；(3)量筒，量程为200mL；(4)计时器，可精确到秒；(5)玻璃杯；(6)电导率仪，可在0～100℃范围内测量溶液的电导率，精确至0.001mS/cm。按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程JTGE20-2011》T0703-2011中的方法成型车辙板试件，车辙板试件的长度为300mm，宽度为300mm；经调查，2014年南京地区的年平均降雨量为1100mm，则平均一年时间内降于车辙板范围的雨水量为300mm×300mm×1100mm＝9.9×107mm3。用玻璃杯收集一定时间内蓬头流出的水量，用量筒量取水的体积，计算得到蓬头的流速为3.9L/min。将蓬头固定在距离车辙板正上方1m的位置，打开蓬头，使水洒向车辙板范围内，使车辙板表面收到均匀的冲刷。在冲刷车辙板的过程中，在车辙板下部用玻璃杯进行雨水收集，每隔5min用容器收集一定量的从试件上流下的水，测定其电导率，试验试验结果见表1和图2所示。表1冲刷车辙板过程中电导率变化情况时间/min电导率/(mS/cm)时间/min电导率/(mS/cm)00.142650.22950.193700.210100.236750.198150.253800.180200.268850.175250.292900.171300.324950.158350.3781000.155400.4331050.152450.451100.15500.3351150.147550.2781200.145600.2391250.142冲刷用水的电导率为0.10mS/cm，从图2中可见，前期的电导率较小，这是由于前期道路表层盐分溶析比较少，电导率比较小；第10min后，电导率逐步增大，这是由于随着雨水冲刷的持续，离子迁移作用的效果，盐分溶析较多，测得的电导率较大直到第40min增到峰值。随着防冻剂成分的不断析出，其冲刷溶液中含有的防冻剂组分逐渐减少。以冲刷用水电导率的1.5倍，即0.15mS/cm作为临界值，所对应的时间为110min，则融雪沥青混合料融雪耐久性的使用年限：n＝110*3.9*106/(9.9*107)＝4.33年应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。当前第1页1 2 3