[发明专利]沥青混合料气压型渗透仪以及渗透性能测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于空气为介质的沥青路面渗透仪以及渗透性能测试方法。

背景技术

沥青混合料的渗水性大小对沥青路面的耐久性有重要影响，由于沥青路面渗水而导致路面的早期破坏相当严重。当沥青路面积水时，水通过沥青混合料的联通空隙率进入沥青混合料内部，在外部车辆荷载作用下，沥青膜逐渐从集料表面剥离，造成沥青路面松散、剥落、坑槽等一些列损害现象，甚至当水从沥青混合料下渗到基层导致基层承载能力下降而引发的破坏在早期破坏中占有相当大的比例。

目前国际上较为常用的是采用降水头渗水系数测定仪来测定沥青混合料的渗水系数。我国现行《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTJ 052-2000规定采用降水头渗水系数测定仪测定碾压成型的沥青混合料试件的渗水系数，以检验沥青混合料的配合比设计。沥青混合料试件的渗水系数按式(1)计算，计算时以水面，100ml下降至500ml所需的时间为标准，若渗水时间过长亦可采用3分种通过的水量计算：

CW=V2-V1t2-t1×60---(1)]]>

式中：CW-沥青混合料试件的渗水系数，ml/min；

V1-第一次读数时的水量(通常为100ml)，ml；

V2-第二次读数时的水量(通常为500ml)，ml；

t1-第一次读数时的时间，秒；

t2-第二次读数时的时间，秒。

国内传统沥青路面渗水仪实采用降水头原理，在底座与路面密封的前提下，密封底座内的水在上部水压作用下渗进沥青路面的空隙中，以测得沥青路面的渗透系数。不难发现，国内传统沥青路面渗水仪存在以下不足：

1、需水量大，耗时长

1、需水量大，耗时长

传统渗水仪需要大量的水来进行渗透系数试验，对于野外现场的检测试验，携带大量水试验很不方便；另外渗水试验耗时较长，耗费人工精力较大，试验效率很低。

2、水难以渗入较小孔径空隙

由渗水仪的原理可知，密封底座内的水靠上部水压作用下渗透进入沥青路面的空隙，因为水表面张力的存在，水在不同温度下表面张力在变化，当水表面张力向上的分力大小等于水压力大小时，上下受力达到平衡状态，水便不会继续往下渗透。为进一步分析水在细小空隙内部的受力情况，将沥青混合料内部的空隙形状理想化为圆柱形，其周壁由包裹集料的沥青组成。

通常在行驶车辆的轮胎作用下，路表水会对沥青路面产生较大水压力(可高达42KPa)，这一压力远大于传统渗水仪所产生的水压力，在动水压力作用下，水对沥青混合料的渗透作用增强。因此对于那些密实型沥青混合料来说，用传统渗水仪测得的渗水系数与沥青路面实际工况之间存在较大差异。

3、试验再现性差

《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ 052-2000)指出，在正常情况下，水应该从试件的反面及四周渗出，如果底座与试件密封不好，水从底座与密封材料间渗出，即试验失败，则应另行采用其他干燥的试件重新进行试验。事实上，当发现密封失败时，已有相当一部分水渗透进入沥青混合料试件内部，如果在该试件上继续做渗水试验，原本在沥青混合料内部的水势必会影响第二次渗水试验时水在混合料内部的渗流情况，导致试验结果不准确，即试验的再现性较差。如此一来为得到平行试验数据，有可能不得不重新成型试件，导致试验量增加，工作周期增长。

由于目前使用的路面渗透仪存在较多不足，用传统渗水仪测得的渗水系数与沥青路面实际工况之间存在较大差异，因此设计开新型沥青路面渗透仪已经迫在眉急，设计开发一种快速、方便、再现性好、便携式的沥青路面渗透仪，以能更好地评价沥青混合料的渗透性。

发明内容