夏 文 軍

(北京城建道橋建設(shè)集團(tuán)有限公司(重慶分公司)，重慶 401120)

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·機(jī)械與設(shè)備·

瀝青混凝土柔性壁滲透儀制作與試驗(yàn)誤差分析

夏 文 軍

(北京城建道橋建設(shè)集團(tuán)有限公司(重慶分公司)，重慶 401120)

通過(guò)自制柔性壁滲透儀，分析了圍壓、試樣側(cè)壁、橡膠膜等對(duì)滲透系數(shù)的影響，指出變水頭滲透系數(shù)測(cè)試時(shí)，圍壓為100 kPa時(shí)比較合適，在試樣側(cè)壁表面涂上一層凡士林是一種較好的措施。

瀝青混凝土，柔性壁滲透儀，滲透系數(shù)，誤差分析

瀝青混凝土路面滲水是因?yàn)閴簩?shí)后的瀝青混凝土中存在孔隙，其中一般部分孔隙相互貫通，并與外界連通。滲水系數(shù)就是反映這一部分相互貫通并與外界連通孔隙的滲透性。

國(guó)內(nèi)測(cè)試壓實(shí)瀝青混凝土的滲水系數(shù)，T0730[1]中的設(shè)備，不僅用于室內(nèi)車轍板，也用于現(xiàn)場(chǎng)瀝青路面，以mL/min為單位表示滲水系數(shù)，這與國(guó)外用cm/sec來(lái)表示滲透系數(shù)有一定區(qū)別[2-4]。

美國(guó)Karol-Warner公司[5]的設(shè)備在試驗(yàn)側(cè)壁用橡膠膜代替涂抹環(huán)氧樹(shù)脂，并施加一個(gè)96 kPa±7 kPa圍壓，讓橡膠膜與試樣側(cè)壁緊貼，防止側(cè)壁漏水。在本文中，自制了一臺(tái)變水頭的柔性壁滲透儀，見(jiàn)圖1，試樣由車轍板試塊，鉆芯機(jī)取芯得到。

1 變水頭滲透儀

變水頭滲透儀原理圖見(jiàn)圖1。

試驗(yàn)步驟及滲透系數(shù)計(jì)算：

1)在真空度97.398 7 kPa條件下，圓柱形試樣在真空箱中保持15 min；然后打開(kāi)進(jìn)氣閥，恢復(fù)常壓，試件在水中放置30 min。2)快速接頭15接上空氣壓縮機(jī)，快速接頭12與真空泵相連接。3)橡膠墊9安裝在滲透儀底盤上，再安裝橡膠密封圈8及鋼錠7。4)橡膠膜4放置在試樣套筒6內(nèi)，并把鋼套筒安裝在橡膠墊9上，鋼錠7及橡膠密封圈安裝在套筒內(nèi)。啟動(dòng)空氣壓縮機(jī)，向密封空間充氣，形成一個(gè)圍壓，其壓力控制在100 kPa。5)向量筒內(nèi)注滿水，打開(kāi)閥門18和10讓水從閥門10處流出，保證整個(gè)試樣被水充滿。6)開(kāi)始計(jì)時(shí)t1，讀取第一次有機(jī)玻璃量筒內(nèi)液面高度h1，試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，計(jì)時(shí)t2，讀取第二次有機(jī)玻璃量筒內(nèi)液面高度h2，因此時(shí)間差t=t2-t1。重復(fù)三次，第一次時(shí)間t和第三次時(shí)間t間差值小于第一次時(shí)間t的4.0%，確保試樣飽和。

變水頭滲透系數(shù)K，按式(1)計(jì)算:

(1)

其中，K為測(cè)得滲透系數(shù)，m/sec；a為有機(jī)玻璃量筒的截面面積，m2；L為圓柱形試樣的高度，m；A為圓柱形試樣的截面面積，m2；t為滲透時(shí)間t2-t1，s。

2 試驗(yàn)誤差分析

2.1 圍壓的影響

為了分析比較在樣品周圍的壓力對(duì)滲透系數(shù)的影響，結(jié)果見(jiàn)圖2。

通過(guò)圖2可知，施加在試樣周圍的壓力從80 kPa～300 kPa，測(cè)得的滲透系數(shù)逐漸接近一個(gè)定值8.2。因此，對(duì)試樣周圍施加的壓力為80 kPa時(shí)，橡膠膜能夠緊貼于試樣的側(cè)壁，但圍壓達(dá)到500 kPa時(shí)，橡膠膜很容易破裂。因此在做常水頭滲透試驗(yàn)時(shí)，建議圍壓100 kPa。

2.2 試樣側(cè)壁的影響

使用馬歇爾試樣，其側(cè)壁會(huì)使橡膠膜不能緊貼在該側(cè)壁上，同時(shí)會(huì)刺破橡膠膜。車轍板鉆芯試樣，其側(cè)壁較光滑橡膠膜完全密封試樣側(cè)壁，因此建議采用鉆芯試樣。

2.3 橡膠膜的影響

在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，橡膠膜重復(fù)使用3次以上，會(huì)出現(xiàn)刺破和刮痕。因此，建議一個(gè)試樣，使用一個(gè)橡膠膜。在試樣表面涂抹一薄層凡士林潤(rùn)滑劑，可減少橡膠膜被刺破和刮痕的機(jī)會(huì)。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)自制的柔性壁滲透儀，并用試樣試驗(yàn)了圍壓、滲透壓力、試樣側(cè)壁和橡膠膜對(duì)滲透系數(shù)的影響。對(duì)于變水頭滲透系數(shù)測(cè)試，圍壓為100 kPa時(shí)比較合適。在試樣側(cè)壁表面涂上一層凡士林是一種較好的措施。

[1] JTG F40—2004，公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范[S].

[2] Cooley,L.A.,Jr.Permeability of Superpave mixtures:Evaluation of field permeameters[R].NCAT Report No.99-01,February 1999.

[3] L.Allen Cooley Jr., E.Ray Brown, Saeed Maghsoodloo.. Development of critical field permeability and pavement density values for coare-graded superpave pavements[R]. NCAT Report 01-03, September 2001.

[4] Rajib B.Mallick, L.Allen Cooley Jr., Matthew R. Teto, et al. An evaluation of factors affecing permeability of superpave designed pavements[R]. NCAT Report 03-02, June 2003.

[5] http://www.globalgilson.com/strengthpermeability.

Flexible-wall permeameter of the asphalt concrete and test error analysis

Xia Wenjun

(BeijingUrbanConstructionBridgeConstructionGroupCo.,Ltd(ChongqingBranch),Chongqing401120,China)

Using the self-made flexible wall permeameter, this paper analyzed the influence of confining pressure, specimen sidewall, rubber mold to permeability coefficient, pointed out that in the variable head permeability coefficient test, the confining pressure of 100 kPa was appropriate, was a good measure of coated vaseline in sidewall surface of specimen.

asphalt concrete, flexible wall permeameter, permeability coefficient, error analysis

1009-6825(2017)14-0228-02

2017-03-01

夏文軍(1980- )，男，碩士，工程師

TU605

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