一种蓄盐融雪沥青混合料融冰雪效果评价试验方法

摘要

本发明涉及到一种蓄盐融雪沥青混合料融冰雪效果评价试验方法，包括以下步骤：(1)制备蓄盐融雪沥青混合料和普通沥青混合料大型马歇尔试件；(2)在试件上表面均匀滴加5ml纯净水，将圆柱扭件轻放在混合料试件表面中央，然后缓慢放入温度为‑10℃环境箱中进行冰冻；(3)将冻结的试件取出，立即进行扭转试验：利用扭力扳手，沿水平顺时针方向匀速扭动使圆柱扭件从混合料试件表面脱离，将脱离时的扭矩值表征混合料试件的融雪能力。由于蓄盐融雪沥青混合料中含有盐份，盐份缓慢析出后降低了混合料试件的冰点，从而使混合料试件与扭件的粘结力下降。本发明操作简便，结果准确，测试结果可量化表达蓄盐沥青混合料的融雪性能。

说明书

技术领域

本发明涉及沥青混合料性能检测技术，具体涉及一种蓄盐融雪沥青混合料融冰雪效果评价试验方法，可应用于蓄盐融雪沥青混合料融冰雪试验，评价蓄盐融雪沥青混合料的融雪性能。

背景技术

蓄盐融雪路面因具有主动性、高效性、环保性的融雪能力，成为解决冬季道路积雪结冰的新型道路形式。将蓄盐抑冰材料以替代矿粉的形式添加入沥青混合料中，并铺设成蓄盐沥青路面，在车辆的荷载反复作用下，盐分通过渗透压作用和毛细管现象逐渐渗出，起到延缓路面结冰的效果。

目前蓄盐融雪沥青路面已应用于多项工程中，其显著的融雪效果已在众多路段中得到证明，但是仍缺乏便捷、准确的室内试验方法来定量分析评价蓄盐融雪混合料的融雪效果。

现阶段评价混合料融雪效果的方法主要有观察法、氯离子测试法和层间粘结力测试法等。观察法通过直接观测混合料试件表面的融雪情况，主观性较大，不宜量化；氯离子测试法通过测试试件析出的氯离子含量，间接评价融雪效果，无法直接评价混合料的融雪效果，且目前非氯盐型蓄盐填料逐渐增多，此方法也存在一定局限性；层间粘结力测试法是在沥青试件表面冻结一定厚度的冰层，通过拉拔或斜剪的方法，测试冰层与试件间的粘结力，以此表征其融雪效果，但该方法费时费力，操作繁琐，误差性较大，不宜精确度量。因此，行业中现存方法无法对蓄盐融雪混合料的融雪效果进行快捷、准确量化评价。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷或不足，本发明的目的是为冬奥赛区蓄盐沥青路面提供一种融冰雪效果评价方法，该方法简单易操作，可准确、直接地对蓄盐融雪沥青混合料的融雪效果进行定量分析。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案。

一种蓄盐融雪沥青混合料融冰雪效果评价试验方法，(1)制备蓄盐融雪沥青混合料和普通沥青混合料大型马歇尔试件；(2)在试件上表面均匀滴加50ml纯净水，将圆柱扭件轻放在混合料试件表面中央，然后缓慢放入温度为-10℃环境箱中进行冰冻；(3)将冻结的试件取出，立即进行扭转试验：利用扭力扳手，沿水平顺时针方向匀速扭动使圆柱扭件从混合料试件表面脱离，将脱离时的扭矩值表征混合料试件的融雪能力(数值精确到0.01N·m)；

所述蓄盐融雪沥青混合料试件和普通沥青混合料试件均为圆柱形，按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011)中大型击实法制备，试件高度为95.3mm，直径为152.4mm，为节省试验用料，使用混合料试件切割机将制备好的大型马歇尔试件从中部切割，分为两个高度为47.6mm，直径为152.4mm的圆柱体试件。

所述圆柱扭件由受力螺柱及圆柱底座构成，圆柱底座直径为40mm，高度为35mm，下底面为光滑不锈钢面，上表面开有螺孔，受力螺柱下端连接圆柱底座，上端连接不锈钢卡扣，连接后受力螺柱与圆柱底座上表面垂直；

所述步骤(2)采用如下方法，将防水橡胶圈用防水胶固定在混合料上表面，利用胶头滴管取5ml纯净水，均匀撒布在橡胶圈内侧的沥青混合料上表面上，将3个圆柱扭件以等边三角形的排列方式放置在混合料上表面，三角形中心与混合料试件上表面圆心重合，放置在环境箱冰冻2h，温度为-10℃。

所述步骤(3)采用如下方法，将沥青混合料试件取出放置在水平试验台上，将不锈钢卡扣套在受力螺柱上，另一端与扭力扳手相连，沿水平顺时针方向匀速扭动扳手，圆柱扭件在扭转力的作用下顺时针转动，并从冰面上脱落，读取扭力扳手上的读数，按照同一方法将同一个试件上的其余2个圆柱扭件转动下来，取3个扭力扳手读数的平均值，作为此混合料试件的融雪性能值。

所述混合料试件3个一组，每个混合料试件上放置3个圆柱扭件。

与现有技术相比，本发明的突出优点在于：

操作简便，数据获取效率高，数据离散性小，可同时获得多份数据，增加结果样本量，降低试验误差，具有较强的实用性。

方法所用器材结构简单易获取，造价成本低。

通过室内试验可准确模拟实际情况下的蓄盐沥青混合料融雪效果，为定量评价蓄盐沥青混合料的融雪能力提供试验方法。

附图说明

图1为本发明试验方法流程图；

图2为融雪效果评价器材放置示意图；

图3为圆柱扭件示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施实例，对本发明的技术方案、操作方法及优点进行详细说明。

如图2所示，沥青混合料融冰雪效果评价所用器材，包括圆柱扭件1、不锈钢卡扣2，防水橡胶圈3和扭矩扳手(图中未画出)。圆柱扭件1和环形橡胶模具3放置在沥青混合料马歇尔试件4上。扭矩扳手作为常用测量扭矩的工具，主要有机械指针扭矩扳手和数显扭力扳手，其结构和测量机理非本装置的重点，在此不做赘述。

如图2所示，圆柱扭件1由受力螺柱5及圆柱底座6构成，受力螺柱5连接在圆柱底座6的螺孔中，与圆柱底座6上端平面垂直。本实例中，圆柱扭件1的个数为3个。受力螺柱3上端为正四边形，所述不锈钢卡扣2下端为六边形套筒，可与受力螺柱5紧密契合，上端为可与扭矩扳手连接。

本实例中，3个圆柱扭件1以等边三角形方式排列设置，两个相邻扭件中心的距离为扭件自身直径的2倍。所述等边三角形的中心点与所述环形橡胶模具的圆心重叠。

试验步骤：

1.按照JTG E20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》要求，分别制备3个蓄盐融雪沥青大马歇尔试件和3个普通沥青大马歇尔试件，高度为47.6mm，直径为152.4mm。

2.将防水橡胶圈3放置于马歇尔试件4中央，为防止水分流出，在橡胶圈外侧用防水胶进行密封处理，使其与试件表面紧密贴合，两者之间无缝隙，静置1小时，待防水胶固化后进行下一步操作。

3.利用胶头滴管取5ml纯净水，均匀撒布在防水橡胶圈3内侧的沥青混合料表面上，将3个圆柱扭件1以等边三角形排列方式放置在橡胶模具内，两个相邻扭件中心的距离为扭件自身直径的2倍，所述等边三角形的中心点与所述环形橡胶模具3的圆心重叠。

4.将试件与圆柱扭件1置于环境箱中，调整温度为-10℃，静置2小时。

5.将两组沥青混合料试件从环境箱中取出放置在试验台上，将不锈钢卡扣2套在受力螺柱5上，另一端与扭力扳手相连，沿水平顺时针方向匀速扭动扳手，圆柱扭件1在扭转力的作用下顺时针转动，并从冰面上脱落，读取扭力扳手上的读数。按照此方法将一个试件上的其余2个扭件转动下来，取3个扭力扳手读数的平均值，即为此混合料试件的融雪性能值。

6.重复步骤5的操作方法，将剩余两个试件上的6个扭件转动下来，分别取其平均数，作为该类型沥青混合料的融雪效果。若存在某个扭矩值与该试件平均值的差大于标准差的1.15倍时，该扭矩值予以舍弃，并以其他测定值的平均值作为该试件的融雪性能值。取三个试件融雪性能值的平均值作为该类型沥青混合料最后的融雪性能值，扭矩平均值越低，代表混合料融雪性能越好。

两组沥青混合料试件按上述步骤测试完成后，其融雪性能试验结果如表1所示。

表1融雪性能试验结果

从融雪性能实验结果来看，同一混合料试件的融雪效果差别很小，蓄盐沥青混合料的融雪效果要明显优于普通沥青混合料。

通过对同一组试件进行重复试验，可以评价蓄盐沥青混合料在多次融雪后的融雪效果，研究蓄盐沥青路面的融雪长效性；通过对不同蓄盐沥青混合料进行试验，可以评价融雪效果间的差别，确定最佳融雪方案。

显然，本发明的上述实施实例仅仅是为清楚的说明本发明所作的实例，而并非是对本发明的实施方法的限定。对于本领域的技术人员而言，可在实际应用中，在形式上和细节上做出各种改变，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。