[发明专利]排水性沥青混合料空隙衰减程度的评价方法

说明书

技术领域

本发明属于道路工程技术领域，具体涉及在车辆荷载反复作用下，排水性沥青混合料空隙衰减程度的评价方法。

背景技术

在我国已经建成的沥青路面中，面层大多采用密级配沥青混合料和骨架密实型混合料这些传统的形式。无论是空隙率4％左右的密级配沥青混合料，还是空隙率8％左右的骨架密实型混合料，都基本不透水，在雨天行车时容易产生较大的水雾和水漂，严重影响车辆行驶的安全性。另一方面，由于传统沥青路面面层的空隙率较小，车辆行驶时轮胎与路表之间容易产生较大的噪声，给道路周边居民造成严重的噪声污染。可以说，传统的沥青面层主要以保障车辆的正常通行为原则，对于车辆行驶时噪音的降低与控制、雨天行车时抗滑性能的要求都未能充分考虑。因此，传统的沥青路面型式已很难满足人们对道路安全性和舒适性日益增长的要求。

为了增加车辆行驶的安全性，提高司乘人员和道路周边居民舒适感，20世纪后期道路科技工作者研发了排水性沥青路面。排水性沥青路面采用空隙率较大（20%左右）的沥青混合料铺设路面排水层，雨水通过排水层中混合料的内部连通空隙排出路面结构。其优点主要表现在：（1）优异的排水性能使道路表面无法形成水膜，减少了行车水雾和水飘，可大大提高雨天行车的安全性；（2）由于路表大量连通空隙的存在，使轮胎与路表面的接触噪音有更大的消散空间，从而大大降低车辆行驶噪音；（3）道路表面粗糙的纹理使白天照在路面上的太阳光和夜间的灯光产生漫反射，减少眩光，提高能见度，改善行驶视线，降低车辆发生交通事故的可能性。

鉴于排水性沥青路面具有优异的排水、降噪和防止眩光功能，目前这种路面形式已经在很多国家和地区得到了初步应用。但是，在排水沥青路面应用过程中，人们逐渐发现随着使用时间的延长，一些排水性沥青路面的排水、降噪、抗滑等性能往往出现不同程度的衰减，逐步丧失了其相比于传统路面所存在的优势。对于排水性沥青路面排水、降噪等功能的衰减，世界各国的道路科技工作者普遍认为是由两个原因引起的：第一，车辆荷载重复作用下排水性沥青混合料内部空隙发生衰变；第二，灰尘、轮胎橡胶粉等堵塞混合料空隙。近年来，由灰尘和轮胎橡胶粉等堵塞空隙造成空隙率下降的问题，已经引起道路科技工作者的重视，相关的维护设备已经陆续被研发，并取得了良好的应用效果。但是，由于车辆荷载反复作用导致的孔结构衰变问题还没有得到系统研究，尤其是采用什么方法评价混合料内部空隙的衰减尚没有获得解决。

因此，设计一种排水性沥青混合料空隙衰减程度的评价方法，不仅对完善排水性沥青混合料配合比设计方法，尤其是级配设计方法具有较大的理论价值，对于延长排水性沥青路面使用寿命、降低维护成本亦具有重大的实际意义。

发明内容

本发明的目的在于针对目前排水性沥青路面排水、降噪功能过快衰减的现状，提供一种测试空隙衰变程度的方法，用于排水性沥青混合料级配设计和路用性能评价过程中，起到延缓排水性沥青路面空隙衰变的作用。

本发明采用的技术方案如下：

排水性沥青混合料空隙衰减程度的评价方法，其特征在于包括如下步骤：

1）按照待测定的集料级配和沥青用量，在实验室内碾压成型排水性沥青混合料的板式试件，在板式试件的四个侧面中，选择三个侧面，并和试件底面一起涂抹密封材料，封住三侧面和底面表面的空隙；

2）以未涂抹密封材料的试件侧面作为排水侧面，把板式试件放入排水系数测试仪中，调节测试的板式试件坡度为α；关闭水箱阀门，在水箱内注入质量为a0的水，迅速打开水箱阀门，并按动计时器，当水箱内的水全部排出、且侧面排水量筒内水位不变时，记为t1秒；称得侧面排水量桶中水的质量a1；以初始排水系数表征沥青混合料的初始排水能力；

3）把板式试件放入车辙试验机内进行车辙试验，试验时，轮迹带必须与步骤2）中的排水侧面平行，试验结束后，取出板式试件，在试件上表面画出车辙试验的轮迹带，以及与轮迹带垂直相交、通过轮迹带两个端点的两条直线，沿这两条直线，把板式试件切割为三部分，取表面含有轮迹带的部分，并采用密封材料涂抹切割后形成的两个侧面；

4）把含有轮迹带的试件部分放入排水系数测试仪中，试件的坡度应与步骤2）初始排水系数测试时试件采用的坡度相同，为α，按照步骤2）测试其排水系数P2，以空隙衰减指数表征排水性沥青混合料孔结构的衰变程度，n越大说明孔结构衰变的程度越严重。

所述的排水性沥青混合料空隙衰减程度的评价方法，其特征在于步骤3）中所述的车辙试验较优条件为：试验温度为60℃，轮压为0.7MPa，轮碾速度为42次/min，试验时间1h。