[发明专利]一种多场耦合作用下评价排水沥青路面高温性能的实验装置及试验方法

摘要

本发明公开了一种多场耦合作用下评价排水沥青路面高温性能的实验装置及试验方法，该实验装置包括动载加载设备、工作箱、测压装置、水压消散装置、温控装置、出水口和固定设备。本发明的实验装置可实现排水沥青路面在动应力场、温度场、水力场共同动态变化下高温性能的评价，测得排水沥青路面在动载作用下的动水压力，并模拟降雨过程变化排水沥青路面高温性能的差异。本发明的实验装置和试验方法可用于研究排水沥青路面在实际使用环境中的破坏，具有非常好的模拟效果。

主权项

1.一种多场耦合作用下评价排水沥青路面高温性能的实验装置的试验方法，其特征在于：所述多场耦合作用下评价排水沥青路面高温性能的实验装置包括加载压杆、工作箱、压头、测压管、水压消散装置、扩口引流口、加热器、排水沥青混合料试件、温度控制装置、出水口、水泥稳定碎石垫块、固定装置、工作台和万能试验机环境箱；所述万能试验机环境箱内设置有工作台，所述工作箱通过固定装置安装在工作台上，所述水泥稳定碎石垫块放置在工作箱内，水泥稳定碎石垫块上放置有排水沥青混合料试件，所述加载压杆通过压头对排水沥青混合料试件施加荷载，所述加载压杆、压头、排水沥青混合料试件和水泥稳定碎石垫块的中心线重合；所述工作箱的侧面设有水压消散装置和出水口，工作箱内设有加热器，加热器与温度控制装置连接，并由温度控制装置控制；所述排水沥青混合料试件侧面的上半部分通过胶水粘结有扩口引流口，扩口引流口与测压管相连；所述工作箱为上开口的半封闭容器，由钢板焊接而成，高度为30cm，长度为30cm，宽度为30cm；所述测压管为带刻度的玻璃管，扩口引流口为由尼龙制成的球面接口，通过粘结强度高的胶水与排水沥青混合料试件密封连接；所述排水沥青混合料试件为由旋转压实仪成型的直径为150±1mm，高度为170±2mm的圆柱形试件；所述固定装置为固定螺丝；所述的多场耦合作用下评价排水沥青路面高温性能的实验装置的试验方法，包括如下步骤：1)按照排水沥青路面的设计级配和沥青用量，在175～185℃下拌和，采用旋转压实仪成型排水沥青混合料试件，旋转压实次数为50次；试件直径为150±1mm，高度为170±2mm，室温养生20h以上后备用，空隙为20％±2％；2)将工作箱安装在万能试验机的工作台上，并通过固定装置与万能试验机相连；3)工作箱内加水至工作箱的一半高度处，打开温度控制装置，设定温度为要求温度，加热器加热水温至要求温度，误差不超过0.5℃；加热过程中进行搅拌，加速水的升温速度；打开万能试验机，设定环境箱温度为要求温度，起到保温的作用；4)将强力胶水涂抹在扩口引流口边缘，粘结在排水沥青混合料试件的上半部，固化30分钟以上；5)将水泥稳定碎石垫块放置于工作箱内底部，中心与加载压杆中心线重合，并将排水沥青混合料试件放置于水泥稳定碎石垫块上，通过出水口调节工作箱内的水面高度，使水面高度与试件高度持平；试件在浸入水中20～30分钟后，连接测压管与扩口引流口，记录测压管内的水头高度；6)将压头放置在排水沥青混合料试件顶部，设定加载参数，荷载最大值为0.7MPa，按照半正弦荷载波形进行加载，加载周期为1秒；万能试验机在加载过程中可记录应变、位移和时间的变化过程，用于评价排水沥青混合料的高温性能；7)加载过程中观察测压管中水头高度的变化情况，水头高度的最大震荡幅度为车辆荷载作用下排水沥青路面产生的动水压力；8)通过改变工作箱内的水面高度，可模拟不同的水力场；加载过程中，工作箱内水面高度始终与试件高度持平，模拟中、高强度降雨下的饱和水力场与温度场；加载开始后，每20分钟在工作箱内加一次水，水面高度与试件高度持平后将水排出，依次循环，模拟低强度降雨下的非饱和水力场与温度场；加载开始后，将工作箱内的水通过排水口排出，模拟雨水消退的水力场和温度场。