CN102928324A - 一种钻孔后测试沥青路面内部渗水性能的方法 - Google Patents

一种钻孔后测试沥青路面内部渗水性能的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种钻孔后测试沥青路面内部渗水性能的方法，首先选定测点，采用冲击钻在测点位置钻孔，再采用橡皮泥填充孔底，使得剩余深度为检测结构层厚度，最后采用改进的路面渗水仪进行渗水试验。本发明克服现有T0971-2008“沥青路面渗水系数测试方法”的不足，提供一种钻孔渗水试验方法，并应用于检测已建成的沥青路面内部不同深度处的渗透性，为制定预防性的养护措施，及时、科学地预防沥青路面水损害提供依据。

Description

一种钻孔后测试沥青路面内部渗水性能的方法
技术领域
本发明涉及一种道路路面内部材料渗水性能的检测方法。尤其钻孔后测试沥青路面内部渗水性能的方法。 
背景技术
采用现有《公路路基路面现场测试规程》（JTG E60-2008）中T0971-2008“沥青路面渗水系数测试方法”，检测已建成沥青路面的渗水系数，不能反映路面结构层内部不同深度处的渗水性能。 
沥青路面为分层施工的层状结构，如果路面结构的表面层不渗水，而其下的结构层透水，使用一段时间后，在车辆荷载、环境温度和雨水等作用下造成表面层的磨耗、开裂等均会导致路面结构透水，发生水损害，丧失使用性能。因此，按照现有方法检测路面的渗水系数，不能评价路面结构层内部不同深度处的渗水性能，根据检测结果制定的路面养护措施缺乏针对性，容易贻误养护时机，造成路面结构大面积的损坏。 
发明内容
本发明的目的是：为了克服现有T0971-2008“沥青路面渗水系数测试方法”的不足，提供一种钻孔后测试沥青路面内部渗水性能的方法，并应用于检测已建成的沥青路面内部不同结构层的渗透性。为制定预防性的养护措施，及时、科学地预防沥青路面水损害提供依据。 
本发明要解决的问题是：（1）检测已建成沥青路面内部不同结构层的渗透性；（2）尽量减少对路面结构的破坏。 
为实现本发明目的，采用如下技术方案： 
一种钻孔后测试沥青路面内部渗水性能的方法，其特征在于如下步骤：
（1）采用冲击钻在测点位置钻孔，孔径为5mm~20mm，深度超出所需检测的第一结构层厚度1cm~2cm；
（2）采用密封材料填充孔底，使得剩余深度为检测结构层厚度；
（3）采用路面渗水仪进行渗水试验：
①将路面渗水仪的底座塑料圈置于以所钻的孔为中心的圆上，分别沿塑料圈的内侧和外侧画上圈，用密封材料对外圈和内圈之间的路面进行密封处理，将渗水仪放在所述外圈和内圈之间的密封材料表面，安装压重钢圈，以防止压力水从底座与路面间流出；
②关闭渗水仪开关，向量筒中注满水，然后打开开关，使得量筒中的水向下流动，排出渗水仪底部密封空间中的空气，关闭开关，再次向量筒中注满水；
③打开渗水仪开关，待水面下降至量筒的 
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE002
刻度时，立即开动秒表计时，至水面下降至
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE004
刻度时为止；所述刻度为100mL~200mL，所述
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE006
刻度为900mL~1000mL；
（4）卸除路面渗水仪，采用冲击钻在同一测点继续钻孔，孔径与步骤（1）相同，深度超出所需检测的第一、第二结构层厚度之和1cm~2cm；
再次采用密封材料填充孔底，使得剩余深度为所需检测的第一、第二结构层厚度之和，操作与步骤（2）相同，密封材料采用橡皮泥；
再次采用路面渗水仪进行渗水试验，操作与步骤（3）相同；
（5）重复步骤1-3的操作，其中钻孔深度超出已钻孔的结构层厚度与接下来所需检测的结构层之和1cm~2cm，直至检测到所需的深度的结构层层底；
（6）采用快凝快硬硅酸盐水泥制备的水泥浆填孔，水泥浆的组成质量比率为：35%~45%的水和55%~65%的快凝快硬硅酸盐水泥。
进一步的，所述路面渗水仪的盛水量筒的高度为600mm~800mm，容积为1200mL~1600mL。 
进一步的，所述密封材料采用橡皮泥。 
本发明采用以下公式计算路面结构层材料的渗水系数： 
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE008
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE010
为渗水系数；t为计时时间。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：（1）《公路路基路面现场测试规程》（JTG E60-2008）中T0971-2008“沥青路面渗水系数测试方法”，检测已建成沥青路面的渗水系数，不能反映路面内部不同结构层的渗水性能。本发明通过钻孔渗水试验，能够检测已建成沥青路面内部不同结构层的渗透性，为制定预防性的养护措施，及时、科学地预防沥青路面水损害提供依据。（2）现有路面渗水仪的透明有机玻璃制盛水量筒的高度为300mm，容积为600mL。用于测试路面结构层内部材料渗透性时，容积偏小，水量不足，影响测试结果的精度。本发明将现有路面渗水仪的盛水量筒的高度增加到600mm~800mm，容积增加到1200mL~1600mL。从而延长了渗水时间，提高了测试精度。 
具体实施方式
以下结合实例对本发明的具体实施作进一步说明，但本发明的实施和保护范围不限于此。 
实施例1 
某高速公路沥青路面的路面结构为3层，上面层沥青混合料的厚度为4cm；中面层沥青混合料的厚度为6cm；下面层沥青混合料的厚度为8cm。通车运营1年后，在路表选择一个固定测点，采用现有《公路路基路面现场测试规程》（JTG E60-2008）中T0971-2008“沥青路面渗水系数测试方法”，检测的路面渗水系数
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE012
为50 mL/min。
采用本发明方法检测了上面层、中面层和下面层沥青混合料的渗透性。首先检测上面层沥青混合料的渗透性。 
（1）钻孔 
在同一测点，采用冲击钻在测点位置钻孔。孔径为5mm；深度为5cm，超出上面层厚度1cm。
（2）孔底填充 
采用密封材料填充孔底，使得剩余深度为4cm，即：上面层厚度。密封材料采用橡皮泥。
（3）渗水试验 
改进现有路面渗水仪。现有路面渗水仪的透明有机玻璃制盛水量筒的高度为300mm，容积为600mL。用于测试路面结构层内部材料渗透性时，容积偏小，水量不足，影响测试结果的精度。因此，将盛水量筒的高度增加到800mm，容积增加到1600mL。
采用改进的路面渗水仪进行渗水试验。首先，将路面渗水仪的塑料圈置于以所钻的孔为中心的圆上，用粉笔分别沿塑料圈的内侧和外侧画上圈。用橡皮泥对外圈和内圈之间的路面进行密封处理。将渗水仪放在条状密封材料表面，安装压重钢圈，以防止压力水从底座与路面间流出。 
其次，关闭渗水仪开关，向量筒中注满水，然后打开开关，使得量筒中的水向下流动，排出渗水仪底部密封空间中空气。关闭开关，再次向量筒中注满水。 
然后，打开开关，待水面下降至100mL刻度时，立即开动秒表计时，至水面下降至900mL时为止。 
用以下公式计算路面结构层材料的渗水系数： 
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE014
试验结果为：
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE016
为100mL；
Figure DEST_PATH_856664DEST_PATH_IMAGE006
为900mL； 
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE018
为600s。渗水系数
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE020
为80 mL/min。
（4）继续钻孔、孔底填充和渗水试验，检测中面层沥青混合料的渗透性能。 
卸除路面渗水仪。采用冲击钻在同一测点处继续钻孔。孔径为5mm。深度为12cm，超出上面层和中面层厚度之和2cm。 
再次采用密封材料填充孔底，使得剩余深度为上面层和中面层厚度之和。密封材料采用橡皮泥。 
再次采用改进的路面渗水仪进行渗水试验。试验结果为：
Figure DEST_PATH_64923DEST_PATH_IMAGE016
为200mL；
Figure DEST_PATH_941612DEST_PATH_IMAGE006
为1000mL； 为300s。渗水系数
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE022
为160 mL/min。可见，中面层与上面层同时检测时，渗水系数明显大于上面层的检测结果，说明中面层沥青混合料的渗透性大于上面层沥青混合料。 
（5）继续钻孔、孔底填充和渗水试验，检测下面层沥青混合料的渗透性能。 
卸除路面渗水仪。采用冲击钻在同一测点处继续钻孔。孔径为5mm。深度为19cm，超出上面层、中面层、下面层厚度之和1cm。 
再次采用密封材料填充孔底，使得剩余深度为上面层、中面层、下面层厚度之和。密封材料采用橡皮泥。 
再次采用改进的路面渗水仪进行渗水试验。试验结果为：
Figure DEST_PATH_342692DEST_PATH_IMAGE016
为150mL；
Figure DEST_PATH_603909DEST_PATH_IMAGE006
为950mL；
Figure DEST_PATH_272788DEST_PATH_IMAGE018
为120s。渗水系数
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE024
为400 mL/min。可见，上面层、中面层与下面层同时检测时，渗水系数又明显大于上面层和中面层同时检测的试验结果，说明下面层沥青混合料的渗透性大于上面层和中面层沥青混合料。 
（6）填孔  
采用快凝快硬硅酸盐水泥制备的水泥浆填孔。质量比率为：35%的水、65%的快凝快硬硅酸盐水泥。
上述试验结果表明，现有《公路路基路面现场测试规程》（JTG E60-2008）中T0971-2008“沥青路面渗水系数测试方法”，检测的路面渗水系数为50 mL/min。而采用本发明方法，钻孔至上面层层底时，检测的渗水系数为80 mL/min；钻孔至中面层层底时，检测的渗水系数为160 mL/min；钻孔至下面层层底时，检测的渗水系数为400 mL/min。说明该路面的结构层沥青混合料的渗透系数沿深度方向逐渐增加，按照现有方法，无法反映路面内部不同结构层的渗水性能。而本发明通过钻孔渗水试验，能够检测已建成沥青路面内部不同结构层的渗透性，为制定预防性的养护措施，及时、科学地预防沥青路面水损害提供依据。 
实施例2 
某市政道路沥青路面的路面结构为2层，上面层沥青混合料的厚度为5cm；下面层沥青混合料的厚度为7cm。通车运营3年后，在路表选择一个固定测点，采用现有《公路路基路面现场测试规程》（JTG E60-2008）中T0971-2008“沥青路面渗水系数测试方法”，检测的路面渗水系数
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE026
为65 mL/min。
采用本发明方法检测了上面层和下面层沥青混合料的渗透性。首先检测上面层沥青混合料的渗透性。 
（1）钻孔 
在同一测点，采用冲击钻在测点位置钻孔。孔径为20mm；深度为7cm，超出上面层厚度2cm。
（2）孔底填充 
采用密封材料填充孔底，使得剩余深度为5cm，即：上面层厚度。密封材料采用橡皮泥。
（3）渗水试验 
改进现有路面渗水仪。现有路面渗水仪的透明有机玻璃制盛水量筒的高度为300mm，容积为600mL。用于测试路面结构层内部材料渗透性时，容积偏小，水量不足，影响测试结果的精度。因此，将盛水量筒的高度增加到600mm，容积增加到1200mL。
采用改进的路面渗水仪进行渗水试验。首先，将路面渗水仪的塑料圈置于以所钻的孔为中心的圆上，用粉笔分别沿塑料圈的内侧和外侧画上圈。用橡皮泥对外圈和内圈之间的路面进行密封处理。将渗水仪放在条状密封材料表面，安装压重钢圈，以防止压力水从底座与路面间流出。 
其次，关闭渗水仪开关，向量筒中注满水，然后打开开关，使得量筒中的水向下流动，排出渗水仪底部密封空间中空气。关闭开关，再次向量筒中注满水。 
然后，打开开关，待水面下降至200mL刻度时，立即开动秒表计时，至水面下降至1000mL时为止。 
用以下公式计算路面结构层材料的渗水系数： 
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE028
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE030
为渗水系数，mL/min；
试验结果为：
Figure DEST_PATH_453102DEST_PATH_IMAGE016
为200mL；
Figure DEST_PATH_207432DEST_PATH_IMAGE006
为1000mL； 
Figure DEST_PATH_6760DEST_PATH_IMAGE018
为500s。渗水系数
Figure DEST_PATH_343195DEST_PATH_IMAGE020
为96 mL/min。
（4）继续钻孔、孔底填充和渗水试验，检测下面层沥青混合料的渗透性能。 
卸除路面渗水仪。采用冲击钻继续钻孔。孔径为20mm。深度为13cm，超出上面层和下面层厚度之和1cm。 
再次采用密封材料填充孔底，使得剩余深度为上面层和下面层厚度之和。密封材料采用橡皮泥。 
再次采用改进的路面渗水仪进行渗水试验。试验结果为：
Figure DEST_PATH_773039DEST_PATH_IMAGE016
为100mL；
Figure DEST_PATH_76982DEST_PATH_IMAGE006
为900mL； 
Figure DEST_PATH_352105DEST_PATH_IMAGE018
为120s。渗水系数
Figure DEST_PATH_307161DEST_PATH_IMAGE020
为400 mL/min。可见，下面层与上面层同时检测时，渗水系数明显大于上面层的检测结果，说明下面层沥青混合料的渗透性大于上面层沥青混合料。 
（5）填孔  
采用快凝快硬硅酸盐水泥制备的水泥浆填孔。质量比率为：45%的水、55%的快凝快硬硅酸盐水泥。
上述试验结果表明，现有《公路路基路面现场测试规程》（JTG E60-2008）中T0971-2008“沥青路面渗水系数测试方法”，检测的路面渗水系数为65 mL/min。而采用本发明方法，钻孔至上面层层底时，检测的渗水系数为96mL/min；钻孔至下面层层底时，检测的渗水系数为400 mL/min。说明该路面的结构层沥青混合料的渗透系数沿深度方向逐渐增加，按照现有方法，无法反映路面内部不同结构层的渗水性能。而本发明通过钻孔渗水试验，能够检测已建成沥青路面不同结构层的渗透性，为制定预防性的养护措施，及时、科学地预防沥青路面水损害提供依据。 

Claims (4)

1.一种钻孔后测试沥青路面内部渗水性能的方法，其特征在于如下步骤：
（1）采用冲击钻在测点位置钻孔，孔径为5mm~20mm，深度超出所需检测的第一结构层厚度1cm~2cm；
（2）采用密封材料填充孔底，使得剩余深度为检测结构层厚度；
（3）采用路面渗水仪进行渗水试验：
①将路面渗水仪的底座塑料圈置于以所钻的孔为中心的圆上，分别沿塑料圈的内侧和外侧画上圈，用密封材料对外圈和内圈之间的路面进行密封处理，将渗水仪放在所述外圈和内圈之间的密封材料表面，安装压重钢圈，以防止压力水从底座与路面间流出；
②关闭渗水仪开关，向量筒中注满水，然后打开开关，使得量筒中的水向下流动，排出渗水仪底部密封空间中的空气，关闭开关，再次向量筒中注满水；
③打开渗水仪开关，待水面下降至量筒的                                               
Figure 2012104060303100001DEST_PATH_IMAGE002
刻度时，立即开动秒表计时，至水面下降至刻度时为止；所述
Figure 835568DEST_PATH_IMAGE002
刻度为100mL~200mL，所述
Figure DEST_PATH_IMAGE006
刻度为900mL~1000mL；
（4）卸除路面渗水仪，采用冲击钻在同一测点继续钻孔，孔径与步骤（1）相同，深度超出所需检测的第一、第二结构层厚度之和1cm~2cm；
再次采用密封材料填充孔底，使得剩余深度为所需检测的第一、第二结构层厚度之和，操作与步骤（2）相同，密封材料采用橡皮泥；
再次采用路面渗水仪进行渗水试验，操作与步骤（3）相同；
（5）重复步骤1-3的操作，其中钻孔深度超出已钻孔的结构层厚度与接下来所需检测的结构层之和1cm~2cm，直至检测到所需的深度的结构层层底；
（6）采用快凝快硬硅酸盐水泥制备的水泥浆填孔，水泥浆的组成质量比率为：35%~45%的水和55%~65%的快凝快硬硅酸盐水泥。
2.根据权利要求1所述的一种钻孔后测试沥青路面内部渗水性能的方法，其特征在于所述路面渗水仪的盛水量筒的高度为600mm~800mm，容积为1200mL~1600mL。
3.根据权利要求1所述的一种钻孔后测试沥青路面内部渗水性能的方法，其特征在于所述密封材料采用橡皮泥。
4.根据权利要求1所述的一种钻孔后测试沥青路面内部渗水性能的方法，其特征在于采用以下公式计算路面结构层材料的渗水系数：
Figure DEST_PATH_IMAGE008
Figure DEST_PATH_IMAGE010
为渗水系数；t为计时时间。
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