一种沥青混合料渗透性的测试装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于沥青混合料使用性能的检测与评价领域，具体涉及一种沥青混合料渗 透性的测试装置及方法。
【背景技术】
[0002] 随着交通运输事业的不断进步，中国公路建设事业取得了长足的发展，截止2014 年底，全国公路总里程达446. 39万公里。在已通车的公路中，沥青混凝土路面占绝大多数。 在交通网基本满足需要的情况下，应该注重道路的使用性能。传统密级配路面存在诸多问 题，如：随着经济发展，道路上车辆增多，形成噪声污染。有关资料反映，我国有3390万人 受到公路噪声的干扰，严重的交通噪声会引起道路两侧的居民心情烦闷，暴躁易怒。调查发 现，生活在高速公路旁的居民，心肌梗塞率增加了 30%左右。可见，噪音会影响人们的身心 健康和正常生活。下雨天气，雨水来不及排出，在轮胎与路面之间形成一层水膜。摩擦系数 减小，车辆易打滑。路面积水，在车辆荷载的作用下，不仅会形成水雾，影响驾驶员视线，造 成行车安全性能降低，而且易造成集料的松散、剥落，形成水损坏，影响道路的使用寿命。降 雨量大的城市，每年的降雨都给道路排水系统带来很大负担，碰到特大暴雨，往往影响道路 的正常运行。
[0003] 采用开级配抗滑磨耗层（OGFC)能适当缓解以上问题。首先，OGFC能吸收交通噪 音，降噪3~5dB。其次，OGFC能保持良好的表面特性，其磨阻性能在使用期间基本不变，避 免路面因长期使用，抗滑性能减小的弊端。最后，OGFC最主要的功能是排水，雨水可以通过 OGFC大空隙渗透到路面及其以下。因而可保持路面的干燥，提高道路的行车安全性和道路 的使用寿命，缓解城市排水系统的压力。综上，路面的渗透性具有很大的研究意义。以往测 量路面渗透性的方式分为两大类，一类是将渗透仪直接放到路面上进行现场测量，另一类 是路面钻孔取样或者是制作马歇尔试件，然后将试件放到实验室仪器上测试。这些方法只 能测出渗透系数，不能测出残留在沥青混合料内部的水量，而且实验室的渗透性测量仪不 能模拟降水强度和路面横坡，从而使路面渗透性的测量结果存在误差。针对现有的实验室 渗透仪存在的不足，有必要对测量方式进行改进，为OGFC的发展提供参考数据。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供评价沥青混合料渗透性的方法，以 研究影响沥青混合料渗透性的因素。
[0005] 为实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种沥青混合料渗透性的测试装置，其 特征是，包括蓄水槽和底座，所述蓄水槽的底板设置若干通孔，水经过通孔向下流，模拟降 雨，蓄水槽的侧面设置有泄水孔，所述底座设置有上底板和下底板，所述上底板和下底板一 端铰接连接，另一端设置有高度调节装置，高度调节装置改变上底板的坡度，从而模拟路面 横坡，所述上底板的四周设置有围挡，所述上底板设有卡槽和隔板，所述蓄水槽可插入卡槽 内固定，使蓄水槽中的水落到试件上，所述隔板与围挡相连接。
[0006] 优选的是，所述隔板将围挡凸出部分隔为第一表面排水收集部和第二横向渗透水 收集部，所述第一表面排水收集部和第二横向渗透水收集部均设置排水阀。
[0007] 优选的是，所述蓄水槽底板面积为300mmX 50mm。
[0008] 优选的是，所述泄水孔为5个，所述泄水孔距底板距离分别为9cm、14cm、19cm、 24cm和29cm，5个泄水孔的高度由低到高对应的降雨强度分别为12. 5ml/s · m2、15. 7ml/ s ·ηι2、21· 2ml/s ·ηι2、24· 7ml/s ·ηι2和27. lml/s ·ηι2,通过不同的泄水孔调节水头差，得到不 同的降雨强度，如果需要14cm的水头差，需将9cm的泄水孔密闭。
[0009] 优选的是，所述上底板和下底靠近隔板的一端为铰接连接，另一端设置有高度调 节装置，所述高度调节装置包括螺丝和螺母，螺丝穿过上底板，螺丝的底端设置于下底板的 上表面，通过旋转螺丝和螺母可调节两层之间的距离，改变上层的坡度。
[0010] 一种沥青混合料渗透性的测试方法，其特征是，包括以下步骤：
[0011] 步骤一：根据沥青路面所处地理环境的降雨强度选择适当的泄水孔高度，调节上 底板的坡度；
[0012] 步骤二：分别选取沥青混合料试件2个侧面作为排水面和渗透面，其余侧面密封， 称取试件质量为Hi 1;
[0013] 步骤三：将试件放至上底板上方，所述试件靠近隔板一端高度与隔板高度相同， 渗透面对应隔板一侧，密封试件与围挡之间的间隙，将蓄水槽放入卡槽中，在蓄水槽的底板 上方放置一块隔板，防止底板的通孔在注水过程中漏水，向蓄水槽中注水，待达到指定的高 度后，抽离隔板并开始计时，收集并测量时间t范围内试件表面排水体积V 1和横向渗透水 体积V2，试验后，称量试件质量为Hl2，计算试件表面排水系数
、横向渗透系数
和保水系数，
公式中P为水的密度；
[0014] 步骤四：将车辙试验与渗透性测试试验结合，在30~60°C范围内任一温度T下， 选取试件排水面进行车辙试验，轮碾方向为与渗透面法线垂直的方向，测试试件经过不同 时间的车辙试验后的渗透参数1、η 2、η3，分别绘制试件的表面排水系数H1、横向渗透系 数η2、保水系数η 3与车辙试验时间的关系曲线，评估该沥青混合料试件的渗透性和保水 性。
[0015] 优选的是，所述试件尺寸为300mmX 300mmX 50mm，所述试件中300mmX 300mm和 300mmX 50mm 2个侧面分别作为排水面和渗透面。
[0016] 优选的是，车辙试验每次碾压时间为lOmin，碾压后，将试件从车辙仪上取出，进行 渗透测试，车辙试验次数为6次，计算车辙试验累计碾压时间分别为10min、20min、30min、 4〇111；[11、501]1；[11、和601]1；[11时，试件表面排水系数11 1、横向渗透系数11；!、保水系数11；3的数据。
[0017] 优选的是，为保证试验的顺利进行，以免各个时间段的车辙试验有温度差异，水槽 中的水温需与车辙试验的温度相同且渗透试验控制在3分钟以内。
[0018] 本发明所达到的有益效果：本发明所述一种沥青混合料渗透性的测试装置及方法 通过旋转螺丝调节上底板的坡度模拟路面横坡，通过调节泄水口高度模拟降雨强度，分开 收集试件表面排水和横向渗透水，并通过实验前后试件的质量差，计算出残留在混合料内 部的水量，更形象、直观的展现了沥青混合料试件的渗透性和保水性；所述一种沥青混合料 渗透性的测试装置及方法能够从沥青混合料试件的材料和结构方面，研究影响沥青混合料 渗透性的因素，在道路铺装前设计好道路的渗透性，计算出残留在路面内部的水量，为以后 研究雨水对路面的影响提供数据。
【附图说明】
[0019] 图1为本发明蓄水槽的结构示意图；
[0020] 图2为本发明底座的结构示意图；
[0021] 图3为本发明的结构示意图；
[0022] 图4为车辙试验时间与试件表面排水系数q i的关系曲线；
[0023] 图5为车辙试验时间与试件横向渗透系数Tl 2的关系曲线；
[0024] 图6为车辙试验时间与试件保水系数Il3的关系曲线。
【具体实施方式】
[0025] 下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明 的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0026] 如图1至图3所示，一种沥青混合料渗透性的测试装置，其特征是，包括蓄水槽1 和底座5,所述蓄水槽1的底板7设置若干通孔，所述蓄水槽底板7面积为300mmX 50mm，所 述通孔直径为1mm左右，水经过通孔向下流，模拟降雨，蓄水槽的侧面设置有泄水孔2,所述 泄水孔2为5个，所述泄水孔2距底板7距离分别为9cm、14cm、19cm、24cm和29cm，5个泄 水孔2的高度由低到高对应的降雨强度分别为12. 5ml/s ·ηι2、15. 7ml/s ·ηι2、21. 2ml/s ·ηι2、 24. 7ml/s · m2和27. lml/s · m2,通过不同的泄水孔2调节水头差，得到不同的降雨强度，如 果需要14cm的水头差，需将9cm的泄水孔密闭，所述底座设置有上底板和下底板，所述上底 板和下底板靠近隔板的一端为铰接连接，另一端设置有高度调节装置，所述高度调节装置 包括螺丝和螺母，螺丝穿过上底板，螺丝的底端设置于下底板的上表面，通过旋转螺丝和螺 母可调节两层之间的距离，改变上层的坡度，所述上底板的四周设置有围挡，所述上底板设 有卡槽6和隔板4,所述蓄水槽可插入卡槽6内固定，