[发明专利]多孔沥青混合料表面凝霜深度与变形不均匀性测试方法

说明书

本发明公开了一种多孔沥青混合料表面凝霜深度与变形不均匀性测试装置及方法，测试装置包括有机玻璃制成的圆筒容器、雾化器、温湿度控制器、应变测试仪和CT扫描仪。首先采用CT扫描仪扫描多孔沥青混合料马歇尔试件，重构获得试件三维模型，然后在试件侧面沿周向粘贴多张电阻应变片，将试件放入圆筒容器中并将圆筒容器放入冰箱中，然后将雾化器雾化的水气导入圆筒容器内，利用温湿度控制器使圆筒容器内湿度稳定在96%~98%之间，利用应变测试仪采集电阻应变片读数，计算不均匀系数评价多孔沥青混合料变形不均匀性，最后再次扫描试件并重构模型，利用布尔运算测得凝霜深度。本发明能够定量评价多孔沥青混合料表面凝霜深度与变形不均匀性。

技术领域

本发明属于多孔沥青路面抗冻性能评价领域，具体涉及一种多孔沥青混合料表面凝霜深度与变形不均匀性的测试装置及方法。

背景技术

随着多孔沥青路面的推广应用，在实现排水、降噪、抗滑、防眩光和除污等功能的同时，也出现了许多问题，除了常见的孔隙堵塞、松散等损坏之外，夜晚气温降低，空气容纳饱和水气量下降，多余水气附着在多孔路面的表面凝结成霜，由于路面多孔隙，路表温度较低，凝霜量往往很大，在低温高湿地区甚至会出现路表“黑冰”，严重降低路表抗滑性能，极易诱发交通事故，造成严重生命财产损失。可见，凝霜和冰冻是低温高湿地区多孔沥青混合料应用的重要障碍。

围绕多孔沥青混合料冰冻损伤的问题，近年来道路工作者在混合料早期冻胀应力测试、冻融循环过程的室内模拟方法、冻融后混合料性能衰减规律等方面开展了一系列研究，取得了一些成果，目前普遍认为：混合料内部孔隙水凝冰时体积膨胀，孔隙壁受到冰的冻胀压应力，若混合料受到约束，这种压应力得不到有效释放和消散，则在整个混合料结构内部产生冻胀应力，引起冻胀损伤，导致多孔混合料冻融耐久性不足。

与混合料内部冰冻不同的是：霜冻引起的冻胀损伤主要在混合料表面及上部孔隙出现，混合料下部则受冻收缩，上下变形不均匀。而目前尚未开展多孔沥青混合料表面凝霜的研究，对于霜在多孔混合料孔隙内凝结的深度、表面凝霜引起的变形/应力均匀性等尚不明确。因此，设计一种简单、快捷的方法进行多孔沥青混合料表面凝霜深度与变形不均匀性的测试，对于深入理解和准确把握多孔沥青混合料霜冻损伤本质特征，提高多孔沥青混合料在高湿地区的推广应用具有重要价值。

发明内容

针对现有技术缺少对多孔沥青混合料表面凝霜研究的不足，本发明提供一种多孔沥青混合料表面凝霜深度与变形不均匀性的测试装置及方法，以定量评价混合料霜冻损伤程度。

为了实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：

根据本发明的一方面，一种多孔沥青混合料表面凝霜深度与变形不均匀性测试装置，包括带有顶盖的圆筒容器、雾化器、温湿度控制器、应变测试仪和CT扫描仪。

圆筒容器用于盛放待测多孔沥青混合料马歇尔试件，圆筒容器筒壁底部、中部及上部分别设置有第一圆孔、第二圆孔和第三圆孔，圆筒容器顶盖中心处留有第四圆孔，其中第二圆孔的位置高于试件上表面；所述试件由上到下沿其周向等间距粘贴有多个电阻应变片并且其顶部套设有橡胶密封圈，所述橡胶密封圈使得试件与圆筒容器筒壁之间的空隙形成密封，所述多个电阻应变片通过导线与应变测试仪电连接，所述导线从第一圆孔引出；所述第二圆孔和第三圆孔分别插设有温湿度控制器的温湿度一体探头，温湿度控制器与雾化器电连接，雾化器与第四圆孔连通；

CT扫描仪用于扫描所述马歇尔试件。

根据本发明的另一方面，一种多孔沥青混合料表面凝霜深度与变形不均匀性测试方法，包括以下步骤：

成型多孔沥青混合料马歇尔试件，并采用CT扫描仪扫描，重构获得试件三维模型；

在试件侧面由上到下沿周向等间距粘贴多个电阻应变片；