[发明专利]多孔沥青混合料孔隙堵塞方法及装置

说明书

本发明公开了多孔沥青混合料孔隙堵塞方法、装置、堵塞后混合料的冻胀方法及其抗冻胀性能评价方法。在含有多孔沥青混合料试件的筒形容器左右两侧旋拧底盖和底座，通过在顶盖和底座中多次注入黏土和清水的悬浊液和多次烘干，实现黏土颗粒对沥青混合料孔隙的逐渐堵塞。采用海绵包裹孔堵混合料，并且在充分吸水后进行冷冻，实现孔堵后混合料的冻胀。结合肯塔堡飞散试验，以冻胀前后多孔沥青混合料飞散损失的变化率评价孔堵后的抗冻胀性能。

技术领域

本发明涉及多孔沥青混合料，属于多孔沥青路面耐久性评价领域。

背景技术

为了提高城市生态系统功能和减少城市洪涝灾害的发生，我国从2012年开始大力倡导“海绵城市”建设，出台了一系列规划、鼓励政策和实施指导意见。作为“海绵城市”建设的重要方面，具有“渗、滞、蓄、净、用、排”功能多孔沥青路面得到了广泛的关注，被认为是影响“海绵城市”建设成败的关键。在多孔沥青路面中，铺筑在表层的多孔沥青混合料通过其内部丰富的连通孔隙发挥着向下渗水、向外排水的重要作用。多孔沥青混合料的耐久性决定了多孔沥青路面甚至“海绵城市”功能的持续性。

目前，多孔沥青混合料耐久性研究主要集中以下几方面。第一，多孔沥青混合料的孔隙易被灰尘、汽车轮胎磨损的橡胶颗粒等堵塞，导致多孔沥青混合料渗水和排水性能的下降，抵抗或延缓孔隙堵塞成为耐久性研究内容之一；第二，多孔沥青混合料为骨架空隙结构形式，粗集料与粗集料之间采用点与点接触粘结模式，导致混合料在车辆荷载作用下易出现飞散、集料颗粒“跑料”，抗飞散是其耐久性研究内容之二。除了关注耐久性的上述两个方面之外，多孔沥青混合料的冻胀性长期以来没有引起足够的重视，这是由于多孔沥青混合料内部的连通孔隙很多，在沥青混合料内部水凝结成冰后，尽管体积膨胀了9%，但是丰富的连通孔隙可以很好的消散掉因冰体积膨胀引起孔隙压力，因此一般认为多孔沥青混合料孔隙内水凝结成冰不会对混合料产生冻胀破坏。

但是，近年来的研究发现：以上认为的冻胀不显著是建立在多孔沥青混合料内部孔隙保持连通的前提下，若混合料孔隙被尘土等堵塞或者高温永久变形导致孔隙压密而堵塞，此时混合料内部水凝结成冰后体积膨胀量则无处消散，将不可避免导致孔隙压力，可能引发冻胀破坏。不仅如此，堵孔的尘土等固体颗粒在冻结之后，其体积膨胀量可能超过水结冰引起的9%体积膨胀，即堵孔的尘土造成比水结冰更严重的冻胀。令人遗憾的是，在我国已经建成的多孔路面尤其是城市道路的多孔沥青路面中，孔隙堵塞问题十分普遍和严重，部分路面因周边建设工地多尘土重等原因，在建成通车后不久孔隙就被完全堵塞，而相比于高等级公路上汽车轮胎快速滚动引起的气泵效应带出孔隙尘土，城市道路的车速较慢，通过轮胎带出尘土的可能性较小。可见，我国城市多孔沥青路面的孔堵及其引起的冻胀问题十分突出。但是，在多孔沥青混合料性能评价领域，目前并未建立孔堵后冻胀性能的测试方法，由此有必要发明一种评价多孔沥青混合料在内部孔隙堵塞后冻胀性能的方法。

发明内容

本发明提供多孔沥青混合料在内部孔隙堵塞后抗冻胀性能的测试方法，发明包括三部分：多孔沥青混合料孔隙堵塞的室内模拟、孔隙堵塞之后混合料的冻胀方案和抗冻胀性能的测试方案。

一种多孔沥青混合料孔隙堵塞方法，包含以下步骤：

步骤S1、将成型多孔混合料的马歇尔试件成型在一水平放置的筒形容器内，筒形容器的两端开口，并且在两个开口端上分别旋拧底座和顶盖，底座和顶盖的外壁等分固定多个支撑腿，底座和顶盖上分别设有开口；

步骤S2、将粒径在0.15mm~0.3mm的干燥黏土颗粒和清水混合成悬浊液，将配制好的悬浊液分成等质量的两份，分别从底座和顶盖的两个开口注入进筒形容器内，注入完毕后，通过实心塞体将底座和顶盖上的两个开口密封，外力晃动所述筒形容器以使筒形容器内悬浊液中黏土颗粒充分进入多孔混合料马歇尔试件的孔隙内；

步骤S3、把实心塞体换成透气塞体，并且将透气塞体上开有透气孔的一侧朝上放置于烘箱内，干燥过程中悬浊液中的水份通过透气孔从筒形容器内蒸发出去，直至筒形容器内的液体完全烘干；