[发明专利]一种评价动水压力作用下道路材料抗冲刷能力的试验方法

说明书

技术领域

本发明属于公路工程沥青路面水损害技术领域，涉及一种评价材料在动水压力作用下抗冲刷能力的试验方法。 

技术背景

目前，评价沥青混合料水稳定性或水敏感性的试验方法很多。在国外，一般有以下两类：以未经压实的松散沥青混合料为研究对象进行定性的试验；沥青混合料试件或芯样为研究对象进行定量的试验。前者主要针对粗集料与沥青的相互作用用视觉观察或仪器检查来主观评价裹覆在集料表面沥青膜的损伤程度，并据此作为判定沥青和集料粘附性及混合料水稳定性的依据，如水煮法、静态浸水法等。后者是通过实验室内试件浸水条件下的某些物理力学指标，如马歇尔稳定度、劈裂强度、径向回弹模量等的衰变程度来表征沥青混合料的水稳定性，这类方法主要包括浸水马歇尔试验、劈裂试验、浸水抗压试验、德克萨斯承台冻融试验、洛特曼试验、改进的洛特曼试验、Tunnicliff&Root试验、浸水车辙试验等。但到目前为止，还没有一种试验方法可以充分模拟沥青路面的实际使用条件(环境)而得到广泛的认可，因为实验室与现场毕竟是有区别的。为此，美国SHRT开发了ECS(Environmental Condional System)，其目的就是为了更好的模拟工程现场，以缩小实验室与现场之间的差距，从而有效地评价混合料的水敏感性。 

虽然国内在水损害方面的研究起步较晚，但无论是在对水损害的机理认识，还是在水损坏的评价方法方面，都有了较快发展。“八五”期间，针对国内外广泛应用的多种试验评价方法，根据我国的技术水平和习惯，国家科技攻关专题选择了浸水马歇尔试验、真空饱水马歇尔试验、浸水劈裂试验、真空饱水劈裂 试验、冻融劈裂试验(试件双面击实各75次)、冻融劈裂试验(试件双面击实各50次)、浸水车辙试验等7种试验方法对不同的沥青与集料的组合做了大量的试验，进行了充分的对比分析，选取了试验方法简单、数据稳定的浸水马歇尔及双面击实50次的冻融劈裂试验作为水稳定性的标准试验方法并制定了指标的标准。详细地分析了冻融劈裂试验的使用条件，指出冻融劈裂试验条件是将实际路面上受到的水的影响集中、强化，使在较短的时间内能够模拟路面较长时间的影响，它可以直观地反映沥青路面的实际工作环境，是一种相对适宜的水稳定性试验方法。但各种水稳定性试验的评价方法无非是几个条件的的差异，即试件的成型方法、试件的空隙率控制、试验条件及试验指标的不同，但对水、荷载共同作用下材料的力学性能衰变过程的研究却很少，特别是对半刚性材料水损坏的认识还停留在“冲刷”的基础之上，其主要原因是，目前并没有一种能反映实际路面状态的冲刷设备和方法。 

发明内容

本发明的目的是提供一种能客观模拟道路材料受力环境的冲刷实验方法，解决冲刷实验中无法分析研究道路材料强度衰减规律的问题。 

本发明的技术方案是：将可调频调压动水压力发生器与三轴试验仪结合，对道路材料试件进行冲刷实验，并对冲刷后试件进行三轴和单轴试验，根据试验结果，分析研究道路材料的力学性能衰减规律，具体步骤如下: 

步骤一：冲刷试验： 

（1）按规定尺寸及方法成型试件； 

（2）将试件装入三周试验仪压力室内，连接各通气通水管路； 

（3）排除压力室内部空气并饱和试件； 

（4）对试件施加轴压和轴向压力； 

（5）开启可调频调压动水压力发生器，调整频率及水压力大小对试件反复冲刷； 

（6）停止冲刷，卸除围压及轴向压力； 

步骤二：将冲刷试验结束后的试件至于三轴试验仪中进行三轴或单轴强度试验； 

步骤三：选取多组试件，按照不同的冲刷次数，其他条件相同，重复上述试验； 

步骤四：整理实验数据，分析研究道路材料强度或模量随冲刷时间而不断衰减的规律。 

本发明的效果和益处是：该方法可模拟水与荷载的不同耦合类型对材料的重复冲作用，并且可以通过对冲刷后试件的三轴和单轴试验，分析研究道路材料在水和重复荷载的共同作用下的力学性能的衰减规律，为长寿命路面结构设计提供理论支持。 

附图说明

附图1是该评价动水压力作用下道路材料抗冲刷能力试验方法的工作流程图。 

具体实施方式

以下结合技术方案和附图1详细叙述本发明的具体实施方式。 

步骤一：冲刷试验； 

（1）按规定制备直径61.8mm、高130mm圆柱试件； 

（2）将试件装入三周试验仪压力室，压力室内部空腔尺寸为170×170×240.设计压力1Mpa，连接排气管，并将动水压力发生器的导管与压力室内试件相连；