[发明专利]单粒径聚氨酯混合料空隙率的确定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种单粒径聚氨酯混合料空隙率的确定方法，属于混合料空隙测试技术领域。

背景技术

聚氨酯基透水路面是指以聚氨酯胶黏剂作为胶结材料，以单粒径碎石作为集料，以集料的天然色泽作为装饰色，经特定工艺制备和施工，整体结构具有均匀分布的贯通性透水空隙且路表水可以进入其内部横向排出或渗入路基内部的路面。聚氨酯基透水路面具有良好的透水、透气、降温和减噪等功能。实验和工程经验表明，聚氨酯基透水路面上述优良性能主要取决于单粒径聚氨酯混合料中存在的大量孔隙。但是，单粒径聚氨酯混合料的空隙率应该如何计算？或者说，之前传统沥青混合料的实验和计算方法是否能完全用于单粒径聚氨酯混合料的空隙率计算？到目前为止，国内外还没有关于单粒径聚氨酯混合料相关试验规程和计算方法可供参考。

目前，如果遵循《公路工程沥青与沥青混合料试验规程(JTG E20—2011)》中提供的沥青混合料的试验方法来进行单粒径聚氨酯混合料空隙率的确定，则需要确定的主要为两个参数，包括：(1)确定混合料的毛体积相对密度；(2)确定混合料的理论最大相对密度。由于聚氨酯混合料的吸水率大于2％，毛体积相对密度的测定应使用蜡封法。理论最大相对密度的计算是将沥青用量以聚氨酯用量代替，其余按照公式中原有的物理含义代入进行计算。

尽管采用这种方法可以计算聚氨酯混合料的空隙率，但这种方法的缺点却十分明显，具体表现在：(1)蜡封后的试件很难再次利用。除蜡一般采用加热法，这种方法不仅会使蜡进入混合料的内部而难以去除，还会将试件老化进而影响混合料的性能测试结果；(2)规范提供的计算过程考虑到各档集料的作用，而聚氨酯混合料一般只采用单粒径集料，传统混合料计算过程过于繁琐；(3)聚氨酯结合料和沥青结合料是两种完全不同的物质，完全套用传统沥青混合料的方法缺少科学依据，计算的可靠度也有待验证。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种可以简单、无损的确定单粒径聚氨酯混合料空隙率的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

单粒径聚氨酯混合料空隙率的确定方法，包括以下步骤：

S01：称取适量干燥洁净的单粒径集料并充分饱水至少12h，然后将所述集料进行表干后倒入装有适量水的量筒中，水量能将所述集料浸没，以量筒中液面的升高值V₀作为所述集料的体积，将所述集料取出，烘干，冷却至常温备用；

S02：根据结合料与集料质量比，取聚氨酯结合料置于量杯中，以量杯的读数V₁记为所述聚氨酯结合料的体积；

S03：将S01中的备用的单粒径集料与S02中的所述聚氨酯结合料混合成型试件，在室温下固化、养生至少12h以上后脱模，脱模后，测量并计算所述混合料试件的体积为V；

S04：计算所述混合料试件中空隙体积为V_V＝V-V₀-V₁，空隙率为空隙体积与混合料试件体积的百分比。

S01中所述单粒径集料为玄武岩集料，粒径为2.36～4.75mm或4.75～9.5mm。

S01中所述集料置于105℃±5℃的烘箱中烘干至恒重。

S03中所述成型方式采用马歇尔击实、旋转压实或轮碾成型。

采用马歇尔击实或旋转压实成型方式时，根据所述混合料试件中部的直径以及高度，计算所述混合料试件的体积。具体测量和计算方法是：(1)用卡尺量测试件中部的直径；(2)用卡尺在十字对称的4个方向测量试件边缘10mm处的高度，以其平均值作为试件的高度，然后按照圆柱体计算公式代入计算试件体积。

采用轮碾成型方式时，根据所述混合料试件的厚度以及模具的长宽值，计算所述混合料试件的体积。具体测量和计算方法是：对板式试件的四条边中间位置，分别采用游标卡尺测试厚度，取它们的均值作为试件的厚度，由于车辙板为标准模具，底面的长宽值已知，按照长方体计算公式代入即可计算得到试件体积。

本发明的工作原理是：