CN101169457A - 一种导电沥青混凝土的电阻测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种道路用导电沥青混凝土的电阻测试方法。一种导电沥青混凝土的电阻测试方法，其特征在于它包括如下步骤：1)测试装置的准备：由试模(1)、第一电极(2)、第一钢制隔板(3)、支撑块(4)、第二钢制隔板(5)、第二电极(6)、第一导线(7)、第二导线(8)、电阻测量仪表构成测试装置；2)根据第I区、第II区所需的导电沥青混凝土的总量，将待测热拌的导电沥青混凝土分别均匀装入试模(1)中的第I区、第II区；3)根据第III区所需的导电沥青混凝土的总量，将待测热拌导电沥青混凝土均匀装入试模(1)中的第III区，室温养护24小时后脱模；4)将电阻测量仪表的输入端分别与第一导线(7)、第二导线(8)相连，测得导电沥青混凝土的电阻值。本发明具有简单、准确性高的特点。
Description
技术领域
本发明属于材料科学与工程领域，具体涉及一种道路用导电沥青混凝土的电阻测试方法。
技术背景
导电沥青混凝土是一种新型的道路功能材料。在沥青混凝土中掺入一定量的导电相材料，可使其电学性能大大改善，从而成为具有良好导电性能的导电体。这就使得沥青混凝土不仅可作为一种建筑结构材料使用，而且还将在电工、电子、电磁干扰屏蔽、工业防静电、电加热器、路面自诊断等方面发挥重要作用。在进行导电沥青混凝土的电学性能、机敏特性的研究中，主要测量对象是材料的电阻值。电极是联系被测试样和测试仪表的桥梁，因此，电极的设计以及电阻测试方法直接关系到测试结果的精确度和真实性。
目前，国内外学者进行了很多关于导电水泥混凝土的研究，在导电水泥混凝土(试件)电阻测试时，通常选用压铜片法、预埋电极法、涂银法、外贴石墨布法等方法。这几种方法中，压铜片法与外贴石墨布法由于表面接触电阻影响较大，精度不高；涂银法精确度最高，但实际价格昂贵，限制了它的推广应用；预埋电极法是成本低、测试精度较好，且工程模拟性好，是一种常用的水泥混凝土测试手段。导电沥青混凝土在我国研究较少，其电阻测试方法更未见报道，沥青混凝土由于采用击实、碾压、静压、旋转压实几种试件成形方法，而水泥混凝土是无需外力作用成形的，根本无法沿用水泥混凝土预埋电极的测试方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种简单、准确性高的导电沥青混凝土的电阻测试方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种导电沥青混凝土的电阻测试方法，其特征在于它包括如下步骤：
1)测试装置的准备：由试模1、第一电极2、第一钢制隔板3、支撑块4、第二钢制隔板5、第二电极6、第一导线7、第二导线8、电阻测量仪表(如万用表)构成测试装置；将第一电极2、第一钢制隔板3、支撑块4、第二钢制隔板5、第二电极6分别放入试模1的空腔内，支撑块4位于第一钢制隔板3与第二钢制隔板5之间，并且分别与第一钢制隔板3的右侧面、第二钢制隔板5的左侧面相接触，第一钢制隔板3的前侧面、后侧面、底侧面分别与试模1相接触，第二钢制隔板5的前侧面、后侧面、底侧面分别与试模1相接触；第一电极2的右侧面与第一钢制隔板3的左侧面相接触，第一电极2的左侧面与试模1之间围成第I区(空腔区)；第二电极6的左侧面与第二钢制隔板5的右侧面相接触，第二电极6的右侧面与试模1之间围成第II区(空腔区)；第一电极2、第二电极6分别连接第一导线7、第二导线8，第一电极2、第二电极6均选用金属导电丝网；
2)首先根据标准马歇尔试件毛体积密度计算填充第I区、第II区需要的导电沥青混凝土的总量m1、m2：测量并计算出第I区、第II区的体积V1、V2，然后根据：m1＝V1×ρ×η，m2＝V2×ρ×η；ρ为导电沥青混凝土的毛体积密度，g/m3；η为富裕系数，密实型导电沥青混凝土取1.03，多孔导电沥青混凝土取1.1；计算出第I区、第II区所需的导电沥青混凝土的总量m1、m2；
根据第I区、第II区所需的导电沥青混凝土的总量，将待测的热拌导电沥青混凝土分别均匀装入试模1中的第I区、第II区，并用小型击实锤对第I区、第II区的导电沥青混凝土夯实1～3遍，然后将试模1放在轮碾机平台上，碾压轮预热至95～150℃，调整加载至900N/cm2，对第I区、第II区的导电沥青混凝土碾压3～5次后，卸载调转试模1方向，加载后继续碾压20～29次；碾压压实后，迅速取下试模1中的第一钢制隔板3、支撑块4、第二钢制隔板5，第一电极2、第二电极6、试模1之间围成第III区；
3)测量并计算出第III区的体积V3，然后根据：m3＝V3×ρ×η，ρ为导电沥青混凝土的毛体积密度，g/m3；η为富裕系数，密实型导电沥青混凝土取1.03，多孔导电沥青混凝土取1.1；m3为第III区所需的导电沥青混凝土的总量；计算出第III区所需的导电沥青混凝土的总量m3；
根据第III区所需的导电沥青混凝土的总量，将待测热拌导电沥青混凝土均匀装入试模1中的第III区，用小型击实锤对第III区的导电沥青混凝土夯实1～2遍，然后将试模1放在轮碾机平台上，碾压轮预热至95～150℃，调整加载至900N/cm2，碾压3～5次后，卸载调转试模1方向，加载后继续碾压20～29次，室温养护24小时后脱模，导电沥青混凝土试件成型完毕；
4)将电阻测量仪表的输入端分别与第一导线7、第二导线8相连，测得导电沥青混凝土的电阻值。也可通入测试不同电压下的电流，按伏安法测试计算电阻值。
所述的试模1的内腔尺寸为300×300×50mm；第一电极2、第二电极6的尺寸为300×50mm；第一钢制隔板3、第二钢制隔板5的尺寸均为300×5×50mm，第一钢制隔板3的左侧面、第二钢制隔板5的右侧面均为粗糙面；支撑块4为三个，支撑块4的长度为190mm，支撑块4的高度50mm。
金属导电丝网的金属丝直径为Φ0.6～1.5mm，金属导电丝网的网孔的大小为10×10mm。
第一钢制隔板3、第二钢制隔板5放置前需在粗糙面涂抹少许甘油和滑石粉混合液，要求混合液润如粗糙面，表面不得有白色液滴出现。
设置合理的输入输出电极是保证电阻测试的准确性，实现导电沥青混凝土工程应用的重要环节。电极与导电沥青混凝土试件间的接触电阻过大会导致电阻测试值远高于实际电阻，因此，减小接触电阻的影响是测试导电沥青混凝土电阻的关键。为了尽量减小接触电阻，并具有工程可实现性，电极的设计必须考虑以下三点要求：(1)电极本身须具有良好的导电性，电阻率尽可能小。(2)电极应埋在试件内部，保证与试件良好接触，最好为具有适当空隙的网状电极，使得电极两端的导电沥青混凝土能相互紧密接触，保持导电沥青混凝土的整体性。(3)须防止在成型、施工过程中电极发生扭曲变形，导致电阻率计算误差。
本发明中采用金属导电丝网作为电极，并分两次导电沥青混凝土成型，保证了成型后两侧电阻一致，消除了测量过程中的接触电阻，电极两侧导电沥青混凝土连成一体，导电沥青混凝土试件稳固不会松散，利用标准马歇尔试件密度计算导电沥青混凝土试件成形时导电沥青混凝土用量，既保证了测试试件与实际工程沥青混凝土密实程度一致，又保证了测试试件的均质；两次成形制度，保证电极安稳的埋入导电沥青混凝土中，不会因为碾压成形发生变形，测试精度得以保证。采用本发明的方法测试导电沥青混凝土的导电性能不但简单、准确，而且与实际工程应用技术方法模拟性好。
附图说明
图1是本发明测试装置的结构示意图；
图2是图1沿A-A线的剖视图；
图2是第I区、第II区分别填充导电沥青混凝土后的示意图；
图中：1-试模，2-第一电极，3-第一钢制隔板，4-垫块，5-第二钢制隔板，6-第二电极，7-第一导线，8-第二导线。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1：
一种导电沥青混凝土的电阻测试方法，它包括如下步骤：
1)测试装置的准备：如图1、图2所示，由试模1、第一电极2、第一钢制隔板3、支撑块4、第二钢制隔板5、第二电极6、第一导线7、第二导线8、电阻测量仪表(如万用表)构成测试装置；将第一电极2、第一钢制隔板3、支撑块4、第二钢制隔板5、第二电极6分别放入试模1的空腔内，支撑块4位于第一钢制隔板3与第二钢制隔板5之间，并且分别与第一钢制隔板3的右侧面、第二钢制隔板5的左侧面相接触，第一钢制隔板3的前侧面、后侧面、底侧面分别与试模1相接触，第二钢制隔板5的前侧面、后侧面、底侧面分别与试模1相接触；第一电极2的右侧面与第一钢制隔板3的左侧面相接触，第一电极2的左侧面与试模1之间围成第I区(空腔区)；第二电极6的左侧面与第二钢制隔板5的右侧面相接触，第二电极6的右侧面与试模1之间围成第II区(空腔区)；第一电极2、第二电极6分别连接第一导线7、第二导线8，第一电极2、第二电极6均选用金属导电丝网，金属导电丝网的金属丝直径为Φ0.9mm，网孔的大小为10×10mm；
如图1、图2所示，图中尺寸单位为mm，计算时，金属导电丝网的厚度忽略不计，所述的试模1的内腔尺寸为300×300×50mm(长×宽×高)；第一电极2、第二电极6的尺寸为300×50mm；第一钢制隔板3、第二钢制隔板5的尺寸均为300×5×50mm，第一钢制隔板3的左侧面、第二钢制隔板5的右侧面均为粗糙面；支撑块4为三个，支撑块4的长度为190mm，支撑块4的高度50mm。
第一钢制隔板3、第二钢制隔板5放置前需在粗糙面涂抹少许甘油和滑石粉混合液，要求混合液润如粗糙面，表面不得有白色液滴出现。
2)首先根据标准马歇尔试件毛体积密度计算填充第I区、第II区需要的导电沥青混凝土的总量m1、m2：测量并计算出第I区、第II区的体积V1、V2，然后根据：m1＝V1×ρ×η，m2＝V2×ρ×η；ρ为导电沥青混凝土的毛体积密度，g/m3；η为富裕系数，密实型导电沥青混凝土取1.03；计算出第I区、第II区所需的导电沥青混凝土的总量m1、m2；
密实型导电沥青混凝土标准马歇尔试件毛体积密度ρ为2.423 g/m3；η-富裕系数，密实型沥青混凝土取1.03；V1＝V2，m2＝m1＝5×5×30ρ·η＝5×5×30×2.423×1.03＝1871.8g；
如图3所示，根据第I区、第II区所需的导电沥青混凝土的总量，将待测的热拌导电沥青混凝土分别均匀装入试模1中的第I区、第II区，并用小型击实锤对第I区、第II区的导电沥青混凝土夯实2遍，然后将试模1放在轮碾机平台上，碾压轮预热至100℃，调整加载至900N/cm2，对第I区、第II区的导电沥青混凝土碾压4次后，卸载调转试模1方向，加载后继续碾压24次；碾压压实后，迅速取下试模1中的第一钢制隔板3、支撑块4、第二钢制隔板5(注意第一电极2、第二电极6不要取下)，第一电极2、第二电极6、试模1之间围成第III区；
3)测量并计算出第III区的体积V3，然后根据：m3＝V3×ρ×η，ρ为导电沥青混凝土的毛体积密度，g/m3；η为富裕系数，密实型导电沥青混凝土取1.03；m3为第III区所需的导电沥青混凝土的总量；计算出第III区所需的导电沥青混凝土的总量m3；
m3＝20×5×30ρ·η＝20×5×30×2.423×1.03＝7487.1g；
根据第III区所需的导电沥青混凝土的总量，将待测热拌导电沥青混凝土均匀装入试模1中的第III区，用小型击实锤对第III区的导电沥青混凝土夯实1遍，然后将试模1放在轮碾机平台上，碾压轮预热至100℃，调整加载至900N/cm2，碾压4次后，卸载调转试模1方向，加载后继续碾压24次，室温养护24小时后脱模，导电沥青混凝土试件成型完毕；
4)将电阻测量仪表的输入端分别与第一导线7、第二导线8相连，测得导电沥青混凝土的电阻值。也可通入测试不同电压下的电流，按伏安法测试计算电阻值。
实施例2：
一种导电沥青混凝土的电阻测试方法，它包括如下步骤：
1)测试装置的准备：由试模1、第一电极2、第一钢制隔板3、支撑块4、第二钢制隔板5、第二电极6、第一导线7、第二导线8、电阻测量仪表(如万用表)构成测试装置；将第一电极2、第一钢制隔板3、支撑块4、第二钢制隔板5、第二电极6分别放入试模1的空腔内，支撑块4位于第一钢制隔板3与第二钢制隔板5之间，并且分别与第一钢制隔板3的右侧面、第二钢制隔板5的左侧面相接触，第一钢制隔板3的前侧面、后侧面、底侧面分别与试模1相接触，第二钢制隔板5的前侧面、后侧面、底侧面分别与试模1相接触；第一电极2的右侧面与第一钢制隔板3的左侧面相接触，第一电极2的左侧面与试模1之间围成第I区(空腔区)；第二电极6的左侧面与第二钢制隔板5的右侧面相接触，第二电极6的右侧面与试模1之间围成第II区(空腔区)；第一电极2、第二电极6分别连接第一导线7、第二导线8，第一电极2、第二电极6均选用金属导电丝网，金属导电丝网的金属丝直径为Φ0.6mm，网孔的大小为10×10mm；
2)首先根据标准马歇尔试件毛体积密度计算填充第I区、第II区需要的导电沥青混凝土的总量m1、m2：测量并计算出第I区、第II区的体积V1、V2，然后根据：m1＝V1×ρ×η，m2＝V2×ρ×η；ρ为导电沥青混凝土的毛体积密度，g/m3；η为富裕系数，密实型导电沥青混凝土取1.03；计算出第I区、第II区所需的导电沥青混凝土的总量m1、m2；
根据第I区、第II区所需的导电沥青混凝土的总量，将待测热拌的导电沥青混凝土分别均匀装入试模1中的第I区、第II区，并用小型击实锤对第I区、第II区的导电沥青混凝土夯实1遍，然后将试模1放在轮碾机平台上，碾压轮预热至95℃，调整加载至900N/cm2(吨/平方厘米)，对第I区、第II区的导电沥青混凝土碾压3次后，卸载调转试模1方向，加载后继续碾压20次；碾压压实后，迅速取下试模1中的第一钢制隔板3、支撑块4、第二钢制隔板5(注意第一电极2、第二电极6不要取下)，第一电极2、第二电极6、试模1之间围成第III区；
3)测量并计算出第III区的体积V3，然后根据：m3＝V3×ρ×η，ρ为导电沥青混凝土的毛体积密度，g/m3；η为富裕系数，密实型导电沥青混凝土取1.03；m3为第III区所需的导电沥青混凝土的总量；计算出第III区所需的导电沥青混凝土的总量m3；
根据第III区所需的导电沥青混凝土的总量，将待测热拌导电沥青混凝土均匀装入试模1中的第III区，用小型击实锤对第III区的导电沥青混凝土夯实1遍，然后将试模1放在轮碾机平台上，碾压轮预热至95℃，调整加载至900N/cm2，碾压3次后，卸载调转试模1方向，加载后继续碾压20次，室温养护24小时后脱模，导电沥青混凝土试件成型完毕；
4)将电阻测量仪表的输入端分别与第一导线7、第二导线8相连，测得导电沥青混凝土的电阻值。也可通入电流，通过伏安法测试计算电阻值。
实施例3：
一种导电沥青混凝土的电阻测试方法，它包括如下步骤：
1)测试装置的准备：由试模1、第一电极2、第一钢制隔板3、支撑块4、第二钢制隔板5、第二电极6、第一导线7、第二导线8、电阻测量仪表(如万用表)构成测试装置；将第一电极2、第一钢制隔板3、支撑块4、第二钢制隔板5、第二电极6分别放入试模1的空腔内，支撑块4位于第一钢制隔板3与第二钢制隔板5之间，并且分别与第一钢制隔板3的右侧面、第二钢制隔板5的左侧面相接触，第一钢制隔板3的前侧面、后侧面、底侧面分别与试模1相接触，第二钢制隔板5的前侧面、后侧面、底侧面分别与试模1相接触；第一电极2的右侧面与第一钢制隔板3的左侧面相接触，第一电极2的左侧面与试模1之间围成第I区(空腔区)；第二电极6的左侧面与第二钢制隔板5的右侧面相接触，第二电极6的右侧面与试模1之间围成第II区(空腔区)；第一电极2、第二电极6分别连接第一导线7、第二导线8，第一电极2、第二电极6均选用金属导电丝网，金属导电丝网的金属丝直径为Φ1.5mm，网孔的大小为10×10mm；
2)首先根据标准马歇尔试件毛体积密度计算填充第I区、第II区需要的导电沥青混凝土的总量m1、m2：测量并计算出第I区、第II区的体积V1、V2，然后根据：m1＝V1×ρ×η，m2＝V2×ρ×η；ρ为导电沥青混凝土的毛体积密度，g/m3；η为富裕系数，多孔导电沥青混凝土取1.1；计算出第I区、第II区所需的导电沥青混凝土的总量m1、m2；
根据第I区、第II区所需的导电沥青混凝土的总量，将待测热拌的导电沥青混凝土分别均匀装入试模1中的第I区、第II区，并用小型击实锤对第I区、第II区的导电沥青混凝土夯实3遍，然后将试模1放在轮碾机平台上，碾压轮预热至150℃，调整加载至900N/cm2，对第I区、第II区的导电沥青混凝土碾压5次后，卸载调转试模1方向，加载后继续碾压29次；碾压压实后，迅速取下试模1中的第一钢制隔板3、支撑块4、第二钢制隔板5(注意第一电极2、第二电极6不要取下)，第一电极2、第二电极6、试模1之间围成第III区；
3)测量并计算出第III区的体积V3，然后根据：m3＝V3×ρ×η，ρ为导电沥青混凝土的毛体积密度，g/m3；η为富裕系数，多孔导电沥青混凝土取1.1；m3为第III区所需的导电沥青混凝土的总量；计算出第III区所需的导电沥青混凝土的总量m3；
根据第III区所需的导电沥青混凝土的总量，将待测热拌导电沥青混凝土均匀装入试模1中的第III区，用小型击实锤对第III区的导电沥青混凝土夯实2遍，然后将试模1放在轮碾机平台上，碾压轮预热至150℃，调整加载至900N/cm2，碾压5次后，卸载调转试模1方向，加载后继续碾压29次，室温养护24小时后脱模，导电沥青混凝土试件成型完毕；
4)将电阻测量仪表的输入端分别与第一导线7、第二导线8相连，测得导电沥青混凝土的电阻值。也可通入测试不同电压下的电流，按伏安法测试计算电阻值。
Claims (3)
1.一种导电沥青混凝土的电阻测试方法，其特征在于它包括如下步骤：
1)测试装置的准备：由试模(1)、第一电极(2)、第一钢制隔板(3)、支撑块(4)、第二钢制隔板(5)、第二电极(6)、第一导线(7)、第二导线(8)、电阻测量仪表构成测试装置；将第一电极(2)、第一钢制隔板(3)、支撑块(4)、第二钢制隔板(5)、第二电极(6)分别放入试模(1)的空腔内，支撑块(4)位于第一钢制隔板(3)与第二钢制隔板(5)之间，并且分别与第一钢制隔板(3)的右侧面、第二钢制隔板(5)的左侧面相接触，第一钢制隔板(3)的前侧面、后侧面、底侧面分别与试模(1)相接触，第二钢制隔板(5)的前侧面、后侧面、底侧面分别与试模(1)相接触；第一电极(2)的右侧面与第一钢制隔板(3)的左侧面相接触，第一电极(2)的左侧面与试模(1)之间围成第I区；第二电极(6)的左侧面与第二钢制隔板(5)的右侧面相接触，第二电极(6)的右侧面与试模(1)之间围成第II区；第一电极(2)、第二电极(6)分别连接第一导线(7)、第二导线(8)，第一电极(2)、第二电极(6)均选用金属导电丝网；
2)首先根据标准马歇尔试件毛体积密度计算填充第I区、第II区需要的导电沥青混凝土的总量m1、m2：测量并计算出第I区、第II区的体积V1、V2，然后根据：m1＝V1×ρ×η，m2＝V2×ρ×η；ρ为导电沥青混凝土的毛体积密度，g/m3；η为富裕系数，密实型导电沥青混凝土取1.03，多孔导电沥青混凝土取1.1；计算出第I区、第II区所需的导电沥青混凝土的总量m1、m2；
根据第I区、第II区所需的导电沥青混凝土的总量，将待测热拌的导电沥青混凝土分别均匀装入试模(1)中的第I区、第II区，并用小型击实锤对第I区、第II区的导电沥青混凝土夯实1～3遍，然后将试模(1)放在轮碾机平台上，碾压轮预热至95～150℃，调整加载至900N/cm2，对第I区、第II区的导电沥青混凝土碾压3～5次后，卸载调转试模(1)方向，加载后继续碾压20～29次；碾压压实后，迅速取下试模(1)中的第一钢制隔板(3)、支撑块(4)、第二钢制隔板(5)，第一电极(2)、第二电极(6)、试模(1)之间围成第III区；
3)测量并计算出第III区的体积V3，然后根据：m3＝V3×ρ×η，ρ为导电沥青混凝土的毛体积密度，g/m3；η为富裕系数，密实型导电沥青混凝土取1.03，多孔导电沥青混凝土取1.1；m3为第III区所需的导电沥青混凝土的总量；计算出第III区所需的导电沥青混凝土的总量m3；
根据第III区所需的导电沥青混凝土的总量，将待测热拌导电沥青混凝土均匀装入试模(1)中的第III区，用小型击实锤对第III区的导电沥青混凝土夯实1～2遍，然后将试模(1)放在轮碾机平台上，碾压轮预热至95～150℃，调整加载至900N/cm2，碾压3～5次后，卸载调转试模(1)方向，加载后继续碾压20～29次，室温养护24小时后脱模，导电沥青混凝土试件成型完毕；
4)将电阻测量仪表的输入端分别与第一导线(7)、第二导线(8)相连，测得导电沥青混凝土的电阻值。
2.根据权利要求1所述的一种导电沥青混凝土的电阻测试方法，其特征在于：所述的试模(1)的内腔尺寸为300×300×50mm；第一电极(2)、第二电极(6)的尺寸为300×50mm；第一钢制隔板(3)、第二钢制隔板(5)的尺寸均为300×5×50mm，第一钢制隔板(3)的左侧面、第二钢制隔板(5)的右侧面均为粗糙面；支撑块(4)为三个，支撑块(4)的长度为190mm，支撑块(4)的高度50mm。
3.根据权利要求1所述的一种导电沥青混凝土的电阻测试方法，其特征在于：所述的金属导电丝网的金属丝直径为Φ0.6～1.5mm，金属导电丝网的网孔的大小为10×10mm。
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2007
- 2007-10-19 CN CNB2007100535961A patent/CN100573167C/zh not_active Expired - Fee Related
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