CN102359930A - 沥青混合料孔隙率的测试方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种沥青混合料孔隙率的测试方法及装置，可以测定沥青混合料的开口及半开口孔隙的体积。本测试装置主要包括密封容器、密封容器的加压装置、液压缸、水泵和流量控制阀，其中密封容器内设有增压活塞，液压缸的活塞杆与密封容器内的增压活塞连接，流量控制阀接在密封容器进水口与水泵之间。本测试方法是：将试件用薄膜密封后放入密封容器，通过液压缸推动容器内的活塞使容器内的气压增至2个标准大气压以上，向容器内缓慢注水至设定高度，记录注水量为L1；然后取出试件，除去薄膜，再次放入容器内，在相同气压条件下进行缓慢注水，记录注水量为L2；两次进水量之差L2-L1即为进入试件内部孔隙的水量，据此可以求得试件的孔隙率。
Description
技术领域
本发明属于固体孔隙率测试领域，特别是涉及一种沥青混合料孔隙率的测试方法及装置。
背景技术
沥青混合料的孔隙率是路面结构使用性能的重要评价指标，尤其对于排水沥青路面结构，孔隙率的大小直接决定了路面的排水及降噪效果。公路工程沥青及沥青混合料试验规程(JTJ 052-2000)中，利用沥青混合料吸水性能进行相关指标测试的试验方法包括表干法与蜡封法，是在常压环境下，分别称量试件在空气中的重量及在水中的重量，利用两者之差来计算孔隙大小及体积参数。
沥青混合料结构中的孔隙包括开口孔隙，闭口孔隙与半开口孔隙三种，开口孔隙是指有两个或两个以上的开口与外界连通，半开口孔隙是指仅有一个开口与外界连通，闭口孔隙是指完全封闭没有开口与外界相连通。对于开口孔隙，在常压状态下水也极易进入；对于闭口孔隙，无论采取何种方式，水均难以进入；而对于半开口孔隙，常压下孔隙中空气无法即时排出。因此，用现有的方法测量沥青混合料结构中的孔隙率时容易将半开口孔隙误认为是闭口孔隙，测量的结果不能真实反映沥青混合料结构中的孔隙率，而开口和半开口孔隙对沥青混合料结构的透水性、强度、沥青氧化性等性能都有重要的影响。
发明内容
本发明所要解决的问题是：提供一种沥青混合料孔隙率的测试方法及装置，利用该方法及装置可以测定沥青混合料的开口及半开口孔隙的体积。
解决上述问题的技术方案是：所提供的沥青混合料孔隙率的测试方法按以下步骤进行：
1)测量试件的高度，将试件用不透水的薄膜密封包裹后放入密封容器内；
2)给密封容器增压，使密封容器内的气压大于或等于2个标准大气压；
3)向密封容器内缓慢注水，即密封容器内液面升高速率小于2cm/min，待水面到达设定高度后停止进水，记录进水量L1；
4)排净密封容器内的水，取出试件，除去包裹试件的密封薄膜，再次将除去密封薄膜的试件放入密封容器内；
5)给密封容器增压，使密封容器内的气压达到与步骤2)相同的压力(≥2个标准大气压)；
6)向密封容器内缓慢注水，密封容器内液面升高速率与步骤3)相同(液面升高速率≤2cm/min)；待水面达到与步骤2)同样的设定的高度后停止进水，记录进水量L2；
7)进水量L2和进水量L1之差即为进入试件内部孔隙的水量，据此可求得试件的孔隙率。
在步骤3)和步骤6)中注水的最佳方式是从密封容器底部注水。
如果注水过快，会影响水进入半开口孔隙，但注水过慢，则试验的时间过长，一般情况下，在步骤3)和步骤6)中密封容器内液面升高速率为0.5～1.5cm/min较好。
步骤2)和步骤5)中，密封容器内的气压优选为2～3标准大气压。
本发明提供的沥青混合料孔隙率测试装置包括：有高度标尺的密封容器、与密封容器连接的压力表、给密封容器增压的加压装置、液压缸、水泵和流量控制阀，其中密封容器内的上部设有增压活塞，液压缸的活塞杆与密封容器内的增压活塞连接，密封容器底部的进水口与流量控制阀的出口连接，流量控制阀的进口与水泵连接。利用液压缸推动密封容器，实现增大密封容器内的压强；利用流量控制阀调整进水速率的大小，并读取通过水量；利用密封容器内高度标尺读取容器内液面高度。
与现有技术相比，本发明的测量精度较高，降低了人为操作因素所引起的试验误差。本发明采用先增加容器内部气压，再从容器底部缓慢注水，延长了水对开口孔隙的封闭时间，使得孔隙内的空气有足够时间逸出，同时也压迫水进入试件的孔隙中，特别是进入半开口孔隙中。由于水在高压下对空气的溶解度提高，可以消除较小气泡的存在，有利于提高对孔隙的填充率。本发明的另一优点是：通过控制试件的浸水高度，可以测量试件不同部位孔隙率之间的差异，譬如容器内的试件浸没高度为1/2时，根据前后两次进水量之差，可以测得试件下半部分的孔隙率。另外，本发明也可用来模拟不同静水压力下结构的饱水情况。
附图说明
图1为本发明沥青混合料孔隙率测试装置的结构简图。
具体实施方式
如图1所示：本发明测量沥青混合料孔隙率的装置主要由电动液压缸1、密封容器2、流量控制阀3、压力表4及水泵5组成。电动液压缸1位于密封容器上方，通过电控系统12控制加压、恒压与卸载过程，其活塞杆11与密封容器内的活塞21连接。密封容器的侧壁连有压力表4，并且设有刻度标尺22，密封容器底部的进水口通过卡环6与进水管7连接，进水管7与水泵5间连接一个流量控制阀3。
密封容器2由上半部23和下半部24两部分组成，上半部23和下半部24采用螺纹旋接为一体。
下面结合图1所示的测量装置对沥青混合料孔隙率的测定加以详细说明。
1)利用游标卡尺测量试件的高度，将试件8用拉伸性能较好的聚氯乙烯保鲜膜完全密封包裹，放入密封容器2的下半部，再将密封容器的上半部和下半部旋接在一起；
2)利用加压装置增大密封容器内空气压强(参见步骤3)，使密封容器内的气压达到2.5个标准大气压；
3)开启水泵5，使水缓慢进入密封容器2内，利用密封容器的刻度线观察水面高度，控制水面升高速率为1.5cm/min，当水浸没整个试件且液面到达设定高度时关闭流量控制阀3，并通过流量控制阀3读取进入密封容器内部的水量L1；
4)排干密封容器内的水，取出试件并除去薄膜，再次将其放入密封容器内并将密封容器封闭，电控系统12加压，液压缸的活塞杆11推动密封容器内的活塞21下行，通过压缩空气体积来提高密封容器2内的压强，当压力表4显示到2.5个标准大气压后停止加压，并保持恒压状态；
5)开启水泵，再次将水以步骤3)的进水速率缓慢注入密封容器内，液面达到与步骤3)相同高度时关闭流量控制阀，并通过流量控制阀读取进入密封容器内的水量L2；
6)两次进水量之差L2-L1，即为进入试件内部孔隙的水量，据此可以求得试件的孔隙率。
Claims (6)
1.沥青混合料孔隙率的测试方法，按以下步骤进行：
1)测量试件的高度，将试件用不透水的薄膜密封包裹后放入密封容器内；
2)给密封容器增压，使密封容器内的气压大于或等于2个标准大气压；
3)向密封容器内缓慢注水，即密封容器内液面升高速率小于或等于2cm/min，待水面到达设定高度后停止进水，记录进水量L1；
4)排净密封容器内的水，取出试件，除去包裹试件的密封薄膜，再次将除去密封薄膜的试件放入密封容器内；
5)给密封容器增压，使密封容器内的气压达到与步骤2)相同的压力；
6)向密封容器内缓慢注水，密封容器内液面升高速率与步骤3)相同；待水面达到与步骤2)同样的设定的高度后停止进水，记录进水量L2；
7)进水量L2和进水量L1之差即为进入试件内部孔隙的水量，据此可求得试件的孔隙率。
2.根据权利要求1所述的测试方法，其特征是在步骤3)和步骤6)中从密封容器底部注水。
3.根据权利要求1或2所述的测试方法，其特征是在步骤3)和步骤6)中密封容器内液面升高速率为0.5～1.5cm/min。
4.根据权利要求3所述的测试方法，其特征是步骤2)和步骤5)中密封容器内的气压为2～3标准大气压。
5.沥青混合料孔隙率测试装置，其特征是包括：有高度标尺的密封容器、与密封容器连接的压力表、给密封容器增压的加压装置、液压缸、水泵和流量控制阀，其中密封容器内的上部设有增压活塞，液压缸的活塞杆与密封容器内的增压活塞连接，密封容器底部的进水口与流量控制阀的出口连接，流量控制阀的进口与水泵连接。
6.根据权利要求5所述的测试装置，其特征是密封容器由上半部和下半部两部分组成，上半部和下半部采用螺纹旋接为一体。
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