CN103245589A - 一种沥青路面现场芯样毛体积密度的测定方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种沥青路面现场芯样毛体积密度的测定方法，用钻头取样路面芯样，干燥后称取重量m1，采用滴管将石蜡滴填到芯件表面可见的小孔中，用刮刀将芯件表面刮平，称芯件和填蜡的合重m2；再将称重后的芯件进行蜡封，称取蜡封芯件的重量m3，最后称蜡封芯件在水中重m4；计算现场芯件密度Gb,s=m1/V=m1/(m3-m4-（m3-m2）/Gp)。采用本方法可以有效解决传统测试方法中存在的问题，准确的测定现场芯样的毛体积密度。

Description

一种沥青路面现场芯样毛体积密度的测定方法

技术领域

本发明涉及道路工程技术领域，特别是指沥青路面现场芯样的毛体积密度的测定方法。

背景技术

不同于沥青的内部没有孔隙的均匀质材料，沥青混合料作为一种多孔、非均匀质的复合材料，由于材料状态及测定条件的不同，所考虑的集料内部的孔隙、集料与集料间的空隙、闭口孔隙、开口孔隙，以及构造深度的不同，计算的密度也就因此而不同。

针对室内压实沥青混合料的密度试验方法有多种，如表干法、水中重法、蜡封法、体积法等，这些方法最本质的区别在于其包含的沥青混合料的空隙组成不同。表干法测得的是试件饱和面干状态下表面轮廊水膜所包裹的全部体积，其关键在于用拧干的湿毛巾擦试件表面时要制造出一种真正的饱和面干状态，表面既不能有多余的水膜，又不能把吸入孔隙中的水分擦走，得到真正的毛体积。但是当沥青混合料的空隙很大，即开口孔隙较多时，沥青混合料的饱和面干便很难形成。为解决这个问题，于是又提出了蜡封法。蜡封法是用蜡把开口孔隙封闭起来成为假想的饱和面干状态，所以它与表干法是一个意思，测量的体积包括开口孔隙及闭口孔隙在内的毛体积。不过，蜡封法也是不容易测量准确的，它的关键在于蜡封时既要把孔隙封住，又不能让蜡吸入孔隙中。而在实际操作的过程中，由于蜡的温度的不确定，却很难做到这一点。另一种情况为试件表面基本上没有连通外部的开孔隙，当试件浸水时几乎不吸水，即吸水率小于0.5%，此时可采用水中重法测定。而实际中由于很难判断有无开口孔隙和孔隙的大小，以及水会不会流出或吸入，因此该方法较少使用。体积法适用于空隙率特别大，不能用以上方法测定时的特殊情况。

以上提及的均为室内压实沥青混合料的毛体积密度测量方法，对于现场芯样的毛体积密度，目前没有标准方法进行测定，通常参照上述压实沥青混合料的测量方法执行。但这却存在三个突出问题，一是现场芯样两端常附有黏层油、透层油及松散颗粒，难以清理干净，严重影响试验精度；二是现场芯样均由钻芯机获取，芯样侧壁常有较多开口孔隙；三是由于现场成型状态与室内成型状态的不同，现场芯样两端的构造深度往往较大，与开口孔隙类似，容易导致密度测量不准确。

有鉴于此，有必要开发一种有效的现场芯样毛体积密度的测定方法。

发明内容

本发明的目的在于通过新型的测量方法，准确测定沥青混合料现场芯样的毛体积密度。

一种沥青路面现场芯样毛体积密度的测定方法，包括如下步骤：

（1）用钻头从路面取出一个芯样；

（2）用切割机将芯件的两头各切除1－3mm；

（3）除去芯件中的水份，称其干重m1，

（4）采用滴管将加热到110～115℃的石蜡滴填到芯件表面可见的小孔中；

（5）待石蜡冷却后，用刮刀将芯件表面填蜡处露出的蜡，沿表面刮平；称芯件和填蜡的合重m2；

（6）将称重后的芯件进行蜡封，蜡封时石蜡的温度为60～65℃；称蜡封芯件的重m3；

（7）称蜡封芯件在水中重m4；

（8）计算：

蜡封试件的体积V1=m3-m4；蜡的体积V2=（m3-m2）/Gp，Gp为蜡的密度，通过实测得到；芯件体积V=V1-V2；芯件密度Gb,s=m1/V=m1/(m3-m4-（m3-m2）/Gp)。

所述步骤（3）中除去芯件中的水分的方法为：用吸水性好的纸将芯件裹覆后，放在能抽真空的容器内；抽真空度到接近1Mpa，连续抽15min。

所述步骤（3）中除去芯件中的水分的方法为：将切好后的芯件，放在35℃的鼓风烘箱内，烘5个小时。

所述钻头内径为80～83mm。

本发明首先通过切割机切割的方式，将芯样两端各切除2mm，以消除黏层油、透层油，以及两端较大的构造深度对测试精度的影响；再通过滴管滴蜡的方式，填满芯样侧壁及两端可见的开口孔隙，消除开口孔隙的影响；最后再对芯件进行蜡封（按现有标准操作），利用水中重法测定芯件的毛体积密度。采用本方法可以有效解决传统测试方法中存在的问题，准确的测定现场芯样的毛体积密度。

具体实施方式

为清楚说明本发明中的方案，下面给出优选的实施例并结合实测数据进行详细说明。

实施例1：测定沥青混凝土现场芯样的毛体积密度

1.1采用钻头内径约80～83mm的钻机，从路面取出一个芯样；

1.2采用切割机将芯样两端各切除2mm后，用吸水性好的纸将芯件进行裹覆，然后放在抽真空容器内连续抽15min，吸除吸件中的水；

1.3采用量程为4000g，感量0.01g的电子天平称取干燥试件的空中重m1=2522.6g；

1.4将石蜡熔化至110～115℃，用滴管将蜡滴填到芯件表面可见的小孔中；

1.5待蜡冷却后，用刮刀将芯件表面填蜡处露出的蜡，沿表面刮平，称芯件和填蜡的合重m2=2531.9g；

1.6将石蜡重新加热至60～65℃，手持试件以垂直方式沾取蜡熔液，然后调转试件以同样方式重复一次；

1.7仔细检查封好的试件，如有遗留的孔洞，用毛笔沾蜡刷补；

1.8待试件表面干燥，称取试件的蜡封重量m3=2593.0g；

1.9调整好浸水电子天平，挂上网篮，浸入溢流水箱的水中，调节水位，将天平调平复零，将试件置于网篮中（注意尽量减小水的晃动），待天平稳定后读取读数，即试件的水中重m4=1502.1g；

上述试验所用石蜡密度Gp为0.9010g/cm3，石蜡密度的相关测定方法可参见相关试验规程。

计算现场芯样的毛体积密度：

Gb,s=m1/(m3-m4-（m3-m2）/Gp)

将以上实测数据带入公式，即得芯样的密度为2.4657g/cm3。

实施例2：本发明滴蜡法与原有蜡封法的对比

待施工完成后，在现场共钻取34个芯样，对其中的19个样本采用本发明的方法进行测定，其余的15个采用原有的试验方法测定，试验结果分别见表1和表2所示。

表1本发明方法的测定结果

表2原有蜡封法的测定结果

表1和表2中的最大理论相对密度均为面层摊铺当日，在施工现场取料，采用《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20—2011）中的真空法实测而得（现场空隙率=1-毛体积相对密度/最大理论相对密度）。通过以上两种方法实测数据的对比可看出，本发明方法消除了芯样开口孔隙、两端粗糙度等因素的影响，测定的空隙率更接近真实情况，平均值为3.1%；原有蜡封法无法考虑现场芯样与压实沥青混凝土试件的差异性，测定的空隙率偏大，平均值为5.5%。由此证明了本发明的科学性与正确性。

Claims (4)

1.一种沥青路面现场芯样毛体积密度的测定方法，包括如下步骤：

（1）用钻头从路面取出一个芯样；

（2）用切割机将芯件的两头各切除1－3mm；

（3）除去芯件中的水份，称其干重m1，

（4）采用滴管将加热到110～115℃的石蜡滴填到芯件表面可见的小孔中；

（5）待石蜡冷却后，用刮刀将芯件表面填蜡处露出的蜡，沿表面刮平；称芯件和填蜡的合重m2；

（6）将称重后的芯件进行蜡封，蜡封时石蜡的温度为60～65℃；称蜡封芯件的重m3；

（7）称蜡封芯件在水中重m4；

（8）计算：

蜡封试件的体积V1=m3-m4；蜡的体积V2=（m3-m2）/Gp，Gp为蜡的密度，通过实测得到；芯件体积V=V1-V2；芯件密度Gb,s=m1/V=m1/(m3-m4-（m3-m2）/Gp)。

2.权利要求1所述的测定方法，所述步骤（3）中除去芯件中的水分的方法为：用吸水性好的纸将芯件裹覆后，放在能抽真空的容器内；抽真空度到接近1Mpa，连续抽15min。

3.权利要求1所述的测定方法，所述步骤（3）中除去芯件中的水分的方法为：将切好后的芯件，放在35℃的鼓风烘箱内，烘5个小时。

4.权利要求1所述的测定方法，所述钻头内径为80～83mm。