[发明专利]一种大空隙沥青混合料排水性能衰减行为室内加速模拟装置及方法

说明书

本发明公开了一种大空隙沥青混合料排水性能衰减行为室内加速模拟装置及方法。包括雨水制备系统、降雨模拟系统、试验台、温控箱。本发明安装紧凑且操控简易、使用效果好，可以在室内加速模拟不同降雨强度、降雨污染物组成、路面坡度、环境温度以及路面排水方式时大空隙沥青混合料排水性能衰减行为，进而根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20)测试混合料渗水系数，计算排水性能衰减系数，该值越小表明混合料排水性能衰减程度越高。从而可以从改善路面排水性能角度出发，为大空隙沥青混合料配合比设计提供参考，为大空隙沥青混合料的使用场合及养护规划提出指导，有效提高大空隙沥青混合料的使用效果。

技术领域

本发明属于道路工程试验设备技术领域，具体涉及一种大空隙沥青混合料排水性能衰减室内加速模拟装置及方法。

背景技术

随着道路建设的不断发展，人们对沥青路面的要求不仅仅局限于抗车辙性、抗裂性、水稳定性等路面基础的使用性能，对路面安全、降噪等功能提出了更高的要求。大空隙沥青混合料为此类要求的解决提供了有效实现途径。

使用大空隙沥青混合料做表面层形成排水路面，可以实现降雨时雨水能及时沿表层内部空隙侧向排出，有效减少路表水膜的形成，降低车辆滑移可能性，并减少了轮胎侧后方水雾，为后方驾驶员提供了更好的能见度，明显提高行车安全性。同时大空隙结构能够显著降低噪音。研究表明，排水沥青路面一般比普通沥青路面减少雨天事故率76％，降低噪音3-8分贝。透水沥青路面与排水路面不同，面层和基层都采用大空隙混合料，雨水可从路表沿大空隙结构竖向渗入土基，不仅有效的起到安全降噪效果，还可以补充地下水，减缓城市内涝程度及热岛效应，有效降低路表温度。

然而随着使用时间增长，空气中的颗粒物、轮胎磨耗物等固体材料以及雨水中其他浑浊物在重力或者雨水作用下聚集在沥青混合料中的空隙中。虽然降雨能冲走部分，但仍有部分将在粘附、嵌挤等作用下留存在空隙中，造成沥青混合料实际空隙率的逐渐下降，从而造成混合料排水性能衰减。这给大空隙沥青混合料使用场合及养护规划等带来了新的难题，也是制约大空隙沥青路面推广的主要因素之一。

在大空隙沥青混合料设计阶段充分了解空隙衰减规律成为道路设计者需要考虑的问题。如何进行大空隙沥青混合料排水性能衰减的室内加速模拟是关键。目前我国相关规范中并没有大空隙沥青混合料排水性能衰减行为加速模拟的评价标准，国内鲜有对大空隙沥青路面抗堵塞能力方面的研究。现有相关成果中无法较为真实地模拟实际路面情况，如路面坡度、排水方式、环境温度、降雨强度、颗粒堵塞等效果，且设备一般只适用单一类型的试件。

发明内容

本发明的目的是提供一种大空隙沥青混合料排水性能衰减行为室内加速模拟装置和方法，可以模拟不同降雨强度、降雨污染物组成、路面坡度、环境温度以及路面排水方式条件下大空隙沥青混合料排水性能的衰减行为。从而可以从延长路面排水性能角度出发，为大空隙沥青混合料配合比设计提供参考，为大空隙沥青混合料的使用场合及养护规划提出指导，有效提高大空隙沥青混合料的使用效果。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

本发明所述的一种大空隙沥青混合料排水性能衰减行为室内加速模拟装置包括雨水制备系统、降雨模拟系统、试验台、温控箱。

所述雨水制备系统包括雨水桶(1)、雨水搅拌器、水温显示控制器(6)、一定污染物组成的雨水溶液。其中雨水搅拌器包括螺旋叶(4)、联轴器(3)、电机(2)，中间螺旋叶可进行自转搅拌，左右四个螺旋叶可进行公转搅拌，整个搅拌器能够覆盖整个雨水桶(1)内，确保污染物颗粒物和悬浮物等均匀分散，保证雨水溶液的均匀性；水温显示控制器(6)包括设于雨水桶(1)下部内侧壁的水浴加热管和设于外侧壁的温度控制器组成，其温度范围为20℃-60℃。