一种隧道沥青路面抗滑性能衰减规律测试方法

文档序号:25610314发布日期:2021-06-25 14:50阅读:166来源:国知局

1.本发明涉及抗滑性能测试方法,具体涉及一种隧道沥青路面抗滑性能衰减规律测试方法。


背景技术:

2.公路隧道事故率相当于1.34—8倍普通路段,而81%的事故与路面抗滑能力不足有关。已有多项工程实例表明,在隧道投入使用后2

3年内,隧道沥青路面铺装抗滑系数较隧道外大幅下降,然而检测结果表明,其铺装的宏观、微观构造均未出现明显衰减。该现象可能的原因是隧道相对封闭的环境,导致尾气更容易与空气中的水分结合形成油膜。目前,关于油膜影响路面抗滑性能的研究鲜见报道,因此本项目将运用尾气排放装置,对不同沥青混合料类型的车辙板进行尾气处理,研究混合料类型、尾气浓度、湿度等因素对抗滑系数的衰减规律的影响;


技术实现要素:

3.本发明的目的在于提供一种隧道沥青路面抗滑性能衰减规律测试方法,解决现有技术中没有用于测试隧道沥青路面抗滑性能衰减规律的方法的技术问题。
4.为了解决上述技术问题,本发明的技术方案如下:
5.一种隧道沥青路面抗滑性能衰减规律测试方法,包括如下步骤:
6.步骤(1):试件制备;
7.步骤(2):测定试件的初始摩擦指数;
8.步骤(3):应用恒温烘箱对试件保温,养护一段时间后,拿出试件;
9.步骤(4):对经步骤(3)保温处理的试件,放置于烘箱中,在某个温度下养护一段时间,拿出试件,测定该试件的表面温度及在该温度下的摩擦指数;对试件继续加热至某一温度,在该继续加热温度下养护相同时间,拿出试件,测定该试件的表面温度及在该温度下的摩擦指数;依此类推,每次增加的加热温度相同,且养护相同时间;
10.步骤(5):对经步骤(3)保温处理的试件,放置于恒温恒湿养护箱中,控制初始温度和初始湿度,养护一段时间后,开始增加恒温恒湿养护箱中的湿度,养护一段时间后拿出试件,测定在该温度和湿度条件下试件的摩擦指数;继续增加恒温恒湿养护箱中的湿度,养护一段时间后拿出试件,测定在该温度和湿度条件下试件的摩擦指数;依此类推,每次增加10%湿度,且养护相同时间;
11.步骤(6):对经步骤(3)保温处理的试件,放置于恒温恒湿养护箱中,控制初始温度和初始湿度,养护一段时间后,向恒温恒湿养护箱中排放汽油发动机尾气,每隔一段时间拿出试件,测定试件的摩擦指数;
12.步骤(7):将步骤(6)得到的试件摩擦指数与步骤(2)中初始摩擦指数对对比,以二者的比值来评价隧道沥青路面抗滑性能。
13.优选地,步骤(1)中制成ac

13、sma

13、ogfc

13三种沥青混合料试件。试件制备方
法属于现有技术,在此不再赘述。
14.优选地,步骤(1)中制备试件时,利用预先计算好的集料级配和油石比配置沥青混合料试件,采用《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》。试件制备方法属于现有技术,在此不再赘述。
15.优选地,步骤(2)中应用普通摆式仪测定试件的摩擦指数。测定摩擦指数的装置摆式仪及测定方法均属于现有技术,在此不再赘述。
16.优选地,步骤(2)中测定试件的摩擦指数时,在试件中间位置选取一块区域,用粉笔做上记号,每次测量均在该位置。
17.本发明的有益效果是:
18.本发明方法可以测试中隧道沥青路面抗滑性能与温度、湿度和尾气浓度之间的关系,能够有效的评价隧道沥青混凝土路面铺装材料的抗滑衰减规律与耐久性。
具体实施方式
19.根据下述实施例,可以更好地理解本发明。然而,本领域的技术人员容易理解,实施例所描述的内容仅用于说明本发明,而不应当也不会限制权利要求书所描述的本发明。
20.本发明中所使用的隧道沥青路面试件成分主要包含有矿料和sbs改性沥青,矿料为玄武岩,矿料在ac

13、ogfc

13、sma

13三种试件混合料中的质量百分比分别为95.2%、94.8%、94%。
21.ac

13沥青混合料在13.2mm、9.5mm、4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.6mm、0.3mm、0.15mm、0.075mm的筛孔通过百分率分别为94%、76%、52%、36%、26%、18%、14%、10%、5%。
22.sma

13沥青混合料在13.2mm、9.5mm、4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.6mm、0.3mm、0.15mm、0.075mm的筛孔通过百分率分别为96%、64%、29%、21%、19%、15%、12%、11%、9%。
23.ogfc

13沥青混合料在13.2mm、9.5mm、4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.6mm、0.3mm、0.15mm、0.075mm的筛孔通过百分率分别为94%、72%、22%、16%、12%、10%、8%、6%、4%。
24.实施例1:
25.步骤(1)试件制备;利用预先计算好的集料级配和油石比配置沥青混合料试件。为了模拟路面压实过程,采用《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(jtg e20

2011)t0703方法成型车辙板试件,试件长宽高为300mm
×
300mm
×
50mm,压实线荷载为400n/m,先在普通车辙板模具内倒入40mm厚的聚合物混凝土,再在上面放入一块300mm
×
300mm
×
10mm的钢板,随后碾压成型,冷却后取下钢板,上层铺设10mm厚的聚合物混凝土,碾压成型进行试验。
26.步骤(2)测定试件的初始摩擦指数;按《公路路基路面现场测试规程》t0964应用普通摆式仪测定试验试件的摩擦指数;
27.步骤(3)应用恒温烘箱分别对三种试件在试验温度10℃下保温3~5h;
28.步骤(4)对经步骤(3)保温处理的试件,放置于烘箱中,选择把试件放进烘箱加热,选取温度范围为0~60℃,烘箱温度调节的是10、15、20、25、30、35、40、45、50这9个温度,试样在每个温度下控温环境中30min后取出,在测定摆值时,首先用红外温度测定仪测定试件
表面温度,研究ac

13、sma

13、ogfc

13沥青混合料摆值随试件表面温度的变化规律。
29.考虑到摆式仪上橡胶片的尺寸和摆在路面上滑动长度,在车辙板试件上中间位置选取一块12.6cm
×
7.6cm的区域,用粉笔做上记号,保证每次测量在同一位置。
30.根据实验获得三种沥青混合料试件在环境温度10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃下的摆值,如表1

3。
31.表1 ac

13沥青混合料试件
32.环境t101520253035404550试件t7.88.312.515.318.424.226.329.634.7bpn73.6736967.666.264.860.658.255.6
33.表2 sma

13沥青混合料试件
34.环境t101520253035404550试件t6.98.912.515.518.222.72628.435.1bpn75.674.669.869.46865.861.458.657.6
35.表3 ogfc

13沥青混合料试件
36.环境t101520253035404550试件t6.88.812.615.318.623.526.529.736.3bpn78.677.877.472.467.664.864.662.860.2
37.从表1

3中可以看出随着环境温度的升高,三种沥青混合料试件温度升高,bpn数值降低,试件温度t与bpn摆值大小可以拟合成线性函数。其中:
38.ac—13 y=

0.6475x+78.142
39.sma

13 y=

0.6754x+79.829
40.ogfc

13 y=

0.6906x+83.245
41.根据函数表达式我们发现随着温度升高,三种沥青混合料摆值均降低,并且抗滑系数随着试件温度上升按照线性规律发生衰减。并拟合成线性函数,三种混合料受温度升高抗滑性能衰减幅度相差很小,ogfc

13混合料受温度升高衰减伏度较大。三种类型混合料50℃下的摩擦系数值与10℃的比值分别为0.755、0.762、0.766;经过沥青混凝土材料铺装后的路面随着温度的升高,ogfc—13受温度影响抗滑耐久性能良好。
42.实施例2:
43.本实施例以实施例1为基础,与实施例1不同之处在于,对经步骤(3)保温处理的试件,放置于恒温恒湿养护箱中,控制混合料试件在初始温度25℃,初始湿度30%条件下养护3~5h;选择把试件放进恒温恒湿养护箱中保温加湿,控制混合料试件初始温度为25℃,选择湿度范围为30~90%,从30%湿度开始,每隔10%湿度测定一次摆值。湿度调节的是30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%这7个湿度,试样在每个湿度环境中1h后取出,进行摆值随湿度的变化规律研究。
44.根据实验获得沥青混合料试件在环境湿度30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%下的摆值,如表4

6。
45.表4 ac

13沥青混合料试件
46.湿度30405060708090
bpn74.272.271.869.866.663.262
47.表5 sma

13沥青混合料试件
48.湿度30405060708090bpn75.27472.6706764.663.2
49.表6 ogfc

13沥青混合料试件
50.湿度30405060708090bpn79.678.276.275.474.271.470
51.由上表可知,随着湿度的升高,摆值逐渐较小。前期摆值衰减缓慢,随着湿度达到60%,摆值减小的速率开始增大,而且随着湿度增加,衰减速率越来越大,直到湿度增加到80%,摆值衰减速率又开始减小,但依旧大于前期的衰减速率。通过前面隧道工作环境的调查研究,通常隧道内环境湿度比隧道外要大,一般情况下湿度可达60%,因此60%湿度情况下测得的摆值适用于隧道沥青路面。
52.试件湿度与bpn摆值大小可以拟合成线性函数。其中:
53.ac—13 y=

0.2136x+81.357
54.sma

13 y=

0.2157x+82.457
55.ogfc

13 y=

0.1537x+84.288
56.根据函数表达式我们发现随着湿度升高,三种沥青混合料摆值均降低,并且抗滑系数随着试件湿度上升按照线性规律发生衰减。并拟合成线性函数,三种混合料受湿度升高抗滑性能衰减幅度相差很小,sma

13混合料受温度升高衰减伏度较大,ogfc

13混合料受温度升高衰减伏度较小。三种类型混合料90%湿度下的摩擦系数值与30%的比值分别为0.836、0.840、0.879;经过沥青混凝土材料铺装后的路面随着温度的升高,ogfc—13受湿度影响抗滑耐久性能良好。
57.实施例3:
58.本实施例以实施例1为基础,与实施例1不同之处在于,对经步骤(3)保温处理的试件,放置在恒温恒湿养护箱中,控制初始温度为25℃,初始湿度60%,养护3~5h。选择把试件放进恒温恒湿养护箱中保温加湿,控制混合料试件初始温度为25℃,选择湿度为60%。汽油发动机通过橡胶软管与恒温恒湿养护箱中的开孔连接。汽油发动机排放尾气时间范围为0~60分钟。分别测量0min、15min、30min、45min、1h时混合料试件摆值大小。
59.根据实验获得沥青混合料试件在0min、15min、30min、45min、1h时刻混合料试件的摆值大小如下表7

9所示。
60.表7 ac

13沥青混合料试件
61.t(min)015304560bpn73.272.47168.867
62.表8 sma

13沥青混合料试件
63.t(min)015304560bpn74.873.671.670.268.4
64.表9 ogfc

13沥青混合料试件
65.t(min)015304560
bpn83.882.481.678.674.6
66.由上表可知,随着尾气排放时间的增加,摆值逐渐较小。前期摆值衰减缓慢,试件尾气浓度排放时间与bpn摆值大小可以拟合成线性函数。其中:
67.ac—13 y=

0.1067x+73.68
68.sma

13 y=

0.108x+74.96
69.ogfc

13 y=

0.148x+84.64
70.根据函数表达式我们发现随着尾气浓度排放时间的增加,三种沥青混合料摆值均降低,并且抗滑系数随着尾气浓度排放时间的增加按照线性规律发生衰减。并拟合成线性函数,三种混合料受湿度升高抗滑性能衰减幅度相差很小,ogfc

13混合料受温度升高衰减伏度较大,ac

13混合料受温度升高衰减伏度较小。三种类型混合料尾气排放60min时间下的摩擦系数值与初始的比值分别为0.915、0.914、0.890;经过沥青混凝土材料铺装后的路面随着尾气排放时间的增加,ac—13受尾气浓度影响抗滑耐久性能良好。
71.应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明;凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
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