一种试验仪及使用该试验仪试验乳化沥青渗透性的方法

摘要

本发明公开了一种试验仪，它包括底座和垂直设置在底座上的支杆，在底座上放置有透水石，扣放在底座上的套筒将透水石包覆其中，在套筒内插放有玻璃管，玻璃管的下边沿贴附在透水石的上表面；在支杆上水平设置的漏斗固定环内放置有漏斗，漏斗的出料口与玻璃管的中心位置相对应。本发明还提供了使用该试验仪高效、稳定的在室内对透层乳化沥青渗透性能进行定量试验的方法。本发明的优点在于利用结构简单、操作简便、高效稳定的试验仪，准确模拟了透层乳化沥青使用在基层上的渗透效果，从而实现了乳化沥青渗透性的量化评价；确保了使用透层乳化沥青牢固粘结半刚性基层和沥青混凝土面层的层间粘结问题，保证了沥青路面的使用寿命。

说明书

技术领域

本发明涉及道路路面材料的试验方法，尤其是涉及一种试验仪，本发明还涉及使用该试验仪试验透层乳化沥青渗透性能的定量试验方法。

背景技术

我国公路目前普遍采用半刚性基层作为路面结构的主要承重层，并且在今后仍将有大规模的应用。由于半刚性基层材料与沥青面层材料的化学属性不同，需要采用在半刚性基层表面撒布透层乳化沥青的方法来解决半刚性基层和沥青混凝土面层的层间粘结问题，以确保沥青面层和半刚性基层更好的结合成为一个整体，防止沥青路面出现损害，从而延长沥青路面的寿命，提高沥青路面的耐久性。因此，透层乳化沥青的渗透性能是影响沥青路面使用寿命的重要因素。

由于透层乳化沥青渗透性能对沥青路面路用性能的重要影响，因此，需要研发透层乳化沥青渗透性能的试验方法。目前国内虽然有一些乳化沥青渗透性能的试验方法，但是大多数试验均以高渗透乳化沥青原材料的分析研究为基础，试验方法不够成熟。目前常用的乳化沥青渗透性能的试验方法主要有以下三种：

（1）按照传统的生产工艺撒布透层乳化沥青，通过取芯，观察透层油的渗透性能；

（2）将标准砂：水泥：水按20:1:1比例制备圆柱形试件，在试件上撒布一定量的透层乳化沥青，经过一定时间渗透后，通过观察判断透层油的渗透性能；

（3）制备标准半刚性基层试件（30cm×30cm×10cm的板状试件），通过在试件上撒布透层乳化沥青来观察透层油的渗透性能。

第一种试验方法需要在实际路面上进行相关试验，虽能够直观反映乳化沥青的渗透性能，但是需要在实际路面取芯检测，试验周期长，试验结果的离散性大，而且对基层的完整性造成了一定的破坏；第二种试验方法虽然可以在室内进行，方便快捷，但是试验过程中人为因素的影响较大；第三种试验方法由于成型试件的高度有限，很难达到实际路面的压实度，成型试件的孔隙率比实际路面大，测试结果与实际相差较大。因此，采用以上这些试验方法来评价乳化沥青的渗透性能均具有一定的缺陷，有必要研发一种室内定量评价透层乳化沥青渗透性能的试验仪，以实现对乳化沥青渗透性能快速、准确、量化的评价。

发明内容

本发明的目的在于提供一种操作简便易行的透层乳化沥青渗透性能试验仪；本发明还提供了使用该试验仪高效、稳定的在室内对透层乳化沥青渗透性能进行定量试验的方法。

为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：

本发明所述的试验仪，它包括底座和垂直设置在所述底座上的支杆，在所述底座上放置有透水石，扣放在所述底座上的套筒将所述透水石包覆其中，在所述套筒内插放有玻璃管，所述玻璃管的下边沿贴附在所述透水石的上表面；在所述支杆上水平设置的漏斗固定环内放置有漏斗，所述漏斗的出料口与所述玻璃管的中心位置相对应。

为保证乳化沥青的渗透效果，所述透水石的中部开设有圆形凹槽，所述玻璃管的下边沿嵌放在所述透水石的圆形凹槽内。

为方便调节，所述漏斗固定环通过紧固螺栓活动设置在所述支杆上。

所述套筒为上小下大的台阶筒结构。

为实现乳化沥青渗透性的量化评价，使用上述试验仪试验乳化沥青渗透性的方法如下：

第一步，使用标准筛对干燥洁净的匀质砂进行筛分，取粒径为0.15-0.30mm的标准量砂收集起来，存放在干燥环境中备用；

第二步，将第一步筛分出的粒径合格的标准量砂放入烘箱中，在25℃恒温条件下烘干至恒重；将试验仪的各部件也放入25℃恒温箱中预热30分钟后安装备用；

第三步，在25℃条件下，将漏斗竖直放入漏斗固定环中，调整漏斗固定环的位置，使漏斗出料口距离玻璃管底部的透水石上表面105mm，然后通过漏斗向玻璃管中一次性缓慢匀速的加入第二步烘干处理至恒重的标准量砂50g；

第四步，从漏斗固定环上取下漏斗，用底部带有圆盘的整平杆轻轻将玻璃管内的标准量砂整平；

第五步，量取10g的乳化沥青溶液，通过漏斗将其引流到玻璃管内的标准量砂上；

第六步，从乳化沥青溶液接触标准量砂表面开始用秒表计时，记录乳化沥青从玻璃管中全部渗入透水石中的时间T（s），根据乳化沥青在量砂中的渗透流量M（g），计算出乳化沥青的渗透系数C_ea=M/T（g/s）。

渗透系数C_ea代表单位时间内乳化沥青的渗透量，渗透系数越大，乳化沥青在实际应用中的效果就越好，也就是在半刚性基层表面撒布乳化沥青后，渗透的深度越深，越能有效的保护基层的水分散失，有利于基层强度的提高，避免基层在施工期间遭受破坏，更有利于加强基层与面层之间的粘结，使基层、面层形成一个整体，从而延长路面的使用寿命。

本发明的优点在于利用结构简单、操作简便、高效稳定的试验仪，准确模拟了透层乳化沥青使用在基层上的渗透效果，从而实现了乳化沥青渗透性的量化评价；确保了使用透层乳化沥青牢固粘结半刚性基层和沥青混凝土面层的层间粘结问题，保证了沥青路面的使用寿命。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是整平杆的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明所述的试验仪，它包括底座1和垂直设置在底座1上的支杆2，在底座1上放置有透水石3（直径80mm，厚度10mm），透水石3的中部开设有圆形凹槽，扣放在底座1上的上小下大的台阶形套筒4将透水石3包覆其中，在套筒4内插放有玻璃管5（高度170mm，外径26mm，内径23.5mm），玻璃管5的下边沿嵌放在透水石3的圆形凹槽内；在支杆2上水平设置的漏斗固定环6内放置有漏斗7（口径90mm），漏斗7的出料口与玻璃管5的中心位置相对应；为便于调整漏斗的高低位置，漏斗固定环6通过紧固螺栓8活动设置在支杆2上。

使用上述试验仪试验乳化沥青渗透性的方法如下：

第一步，使用标准筛对干燥洁净的匀质砂（中国ISO标准砂）进行筛分，取粒径为0.15-0.30mm的标准砂作为标准量砂收集起来，存放在干燥环境中备用；第一步，使用标准筛对

第二步，将第一步筛分出的粒径合格的标准量砂放入烘箱中，在25℃恒温条件下烘干至恒重；将试验仪的各部件也放入25℃恒温箱中预热30分钟后安装备用；

第三步，在25℃条件下，将漏斗7竖直放入漏斗固定环6中，调整漏斗固定环6的位置，使漏斗7出料口距离玻璃管5底部的透水石3表面105mm，然后通过漏斗7向玻璃管5中一次性缓慢匀速的加入第二步烘干处理至恒重的标准量砂50g；

第四步，从漏斗固定环6上取下漏斗7，用底部带有圆盘9的整平杆10（如图2所示，圆盘9直径20mm，厚度2mm）轻轻将玻璃管5内的标准量砂整平，切勿用力挤压，以免改变标准量砂的自然堆积状态；

第五步，用滤纸将漏斗7上粘附的少量量砂擦拭干净，量取10g的乳化沥青溶液，用玻璃棒下端紧贴漏斗7的杯口，沿玻璃棒倾斜之势，将乳化沥青通过玻璃棒引流至漏斗，通过漏斗7将其引流到玻璃管5内的标准量砂上；

第六步，从乳化沥青溶液接触标准量砂表面开始用秒表计时，记录乳化沥青从玻璃管5中全部渗入透水石3中的时间T（s），根据乳化沥青在量砂中的渗透流量M（g），计算出乳化沥青的渗透系数C_ea=M/T（g/s）。

按照我国公路工程试验方法及评价体系，一般分为试验规程和技术规范两类，其中试验规程中规定相关试验方法的步骤，技术规范中则规定相应试验材料技术性能的评价标准。

目前我国公路工程试验方法及评价体系中均无透层乳化沥青渗透性的相关试验方法和技术标准，本发明提供的乳化沥青渗透性试验方法弥补了试验规程方面的空白，为将来制订透层乳化沥青的渗透评定标准提供了科学和专业的试验方法。