CN103245833B

CN103245833B - 一种基于二电极法的导电沥青混凝土电阻率测量方法

Info

Publication number: CN103245833B
Application number: CN201210030340.XA
Authority: CN
Inventors: 杨群; 李旭
Original assignee: Tongji University
Current assignee: Tongji University
Priority date: 2012-02-10
Filing date: 2012-02-10
Publication date: 2015-04-15
Anticipated expiration: 2032-02-10
Also published as: CN103245833A

Abstract

本发明涉及一种基于二电极法的导电沥青混凝土电阻率测量方法，包括以下步骤：1)切割导电沥青混凝土试件，得到若干个长度不同、横截面积相同的导电沥青混凝土试件，并进行预处理；2)采用二电极法测试每个导电沥青混凝土试件，得到测试电阻率；3)根据测得的每个导电沥青混凝土试件的测试电阻率和长度计算导电沥青混凝土试件的真实电阻率。与现有技术相比，本发明具有简单方便，测试数据稳定，准确性高等优点。

Description

一种基于二电极法的导电沥青混凝土电阻率测量方法

技术领域

本发明涉及一种导电沥青混凝土电阻率测量方法，尤其是涉及一种基于二电极法的导电沥青混凝土电阻率测量方法。

背景技术

导电沥青混凝土不仅能够借助电热效应对路面进行融雪化冰和微细裂缝自愈，还能实现沥青道面养护过程中的内部结构自我智能诊断。导电沥青混凝土的电阻率是评价其性能的一个重要指标，因此电阻率的准确测量是导电沥青混凝土路面得以应用的重要前提。

目前，国内外学者进行了很多关于导电混凝土电阻率测试方法的研究，按电极数量可分为四电极法和两电极法。四电极法一般采用将电极预埋在混凝土中的布设方式；二电极法中电极的布设除了可以采用预埋法之外，还可将电极粘贴在混凝土表面。沥青混凝土一般采用击实、碾压、旋转压实几种试件成形方法，在试件成型过程中预埋电极容易受到外力作用产生移位或变形，导致电阻率计算误差。因此，基于二电极法的导电沥青混凝土的电极布设普遍采用粘贴法。

然而，对于二电极法所测得的电阻值，不仅包含试件的电阻，还包括电极与试件电极间的接触电阻。接触电阻往往影响试件电阻率测试结果的真实性。如何在二电极法测试中得出导电沥青混凝土真实电阻率，目前还缺少行之有效的方法。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于二电极法的导电沥青混凝土电阻率测量方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于二电极法的导电沥青混凝土电阻率测量方法，包括以下步骤：

1)切割导电沥青混凝土试件，得到若干个长度不同、横截面积相同的导电沥青混凝土试件，并进行预处理；

2)采用二电极法测试每个导电沥青混凝土试件，得到测试电阻率；

3)根据测得的每个导电沥青混凝土试件的测试电阻率和长度计算导电沥青混凝土试件的真实电阻率。

所述的导电沥青混凝土试件为圆柱体试件。

所述的长度不同、横截面积相同的导电沥青混凝土试件的数量至少为三个。

所述的预处理为先对导电沥青混凝土试件的两端进行抛光处理后，采用导电胶将两块电极粘贴在导电沥青混凝土试件的两端。

步骤2)中的二电极法为伏安法，其等效电路包括导电沥青混凝土试件、接触电阻、电流表、电压表和电源，所述的导电沥青混凝土试件、接触电阻、电流表和电源串联，电压表并联在导电沥青混凝土试件和接触电阻的两端。

所述的真实电阻率通过以下公式计算得到：

ρ-ρ_R＝R_J×(S/L)

式中，ρ为测试电阻率(Ω·cm)，S为导电沥青混凝土试件的横截面积(cm²)，L为导电沥青混凝土试件的长度(cm)，R_J为接触电阻的阻值(Ω)，ρ_R为导电沥青混凝土试件的真实电阻率(Ω·cm)，该式的推导过程如下：

根据

R = \frac{U_{J} + U_{R}}{I} = R_{J} + R_{R}

可知

ρ = \frac{R \times S}{L} = \frac{R_{R} \times S}{L} + \frac{R_{J} \times S}{L} = ρ_{R} + \frac{R_{J} \times S}{L} [,

则有由上式即可得到真实电阻率的计算公式。

其中，R为电压表测得的电阻(Ω)，U_R为被测导电沥青混凝土试件的两端电压(V)，U_J为接触电阻两端电压(V)，I为电流表的电流(A)，R_R为被测导电沥青混凝土试件的真实电阻(Ω)。

与现有技术相比，本发明设计的测量方法简单方便，并且测试获得的数据稳定，准确性高。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为本发明的伏安法测试电路的等效电路图；

图3为试件在不同石墨掺量下所测的电阻率与试件体积参数的线性关系图；

其中，(a)为10％的石墨掺量，(b)为6％的石墨掺量，(c)为4％的石墨掺量，(d)为3％的石墨掺量，(e)为2％的石墨掺量，(f)为1％的石墨掺量。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

一种基于二电极法的导电沥青混凝土电阻率测量方法，其测量流程如图1所示，包括以下步骤：

步骤S101：切割导电沥青混凝土试件，得到若干个长度不同、横截面积相同的导电沥青混凝土试件，并对导电沥青混凝土试件的两端进行抛光处理后，采用导电胶将两块电极粘贴在导电沥青混凝土试件的两端。

步骤S102：采用二电极法测试每个导电沥青混凝土试件，得到测试电阻率，其测试电路的等效电路如图2所示，包括了导电沥青混凝土试件R_R、接触电阻R_J、电流表、电压表和电源，所述的导电沥青混凝土试件R_R、接触电阻R_J、电流表和电源串联，电压表并联在导电沥青混凝土试件R_R和接触电阻R_J的两端。

步骤S103：根据测得的每个导电沥青混凝土试件的测试电阻率和长度计算导电沥青混凝土试件的真实电阻率，具体通过如下的计算公式：

ρ-ρ_R＝R_J×(S/L)

式中，ρ为测试电阻率(Ω·cm)，S为导电沥青混凝土试件的横截面积(cm²)，L为导电沥青混凝土试件的长度(cm)，R_J为接触电阻的阻值(Ω)，ρ_R为导电沥青混凝土试件的真实电阻率(Ω·cm)。

对于同一个导电沥青混凝土试件切割形成的不同长度的试件，其真实电阻率ρ_R和横截面积S均为常量，采用相同电极布置形式的接触电阻R_J也为常量，仅有测试电阻率ρ和试件长度L为变量。

采用上述方法对6种石墨掺量为1％、2％、3％、4％、6％和10％的导电沥青混凝土圆柱体试件进行电阻率测量，试件直径为10cm。对每种导电沥青混凝土圆柱体试件切割成长度分别为10cm、9cm、8cm、7cm、6cm、5cm和4cm的圆柱体试件。图3为这六种导电沥青混凝土试件的测量结果，从图3中可以看出，在6种石墨掺量下，测试电阻率ρ与试件截面积长度比S/L均有良好的线性关系，相关系数随着石墨掺量的增加而增加，这说明随着导电相介质的增加，测得的电阻率ρ与试件截面积长度比S/L越来越具有线性相关性。特别是当石墨掺量大于3％时，相关系数达到0.99以上，接近完全正相关。

Claims

1.一种基于二电极法的导电沥青混凝土电阻率测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

3)根据测得的每个导电沥青混凝土试件的测试电阻率和长度计算导电沥青混凝土试件的真实电阻率；

步骤2)中的二电极法为伏安法，其等效电路包括导电沥青混凝土试件、接触电阻、电流表、电压表和电源，所述的导电沥青混凝土试件、接触电阻、电流表和电源串联，电压表并联在导电沥青混凝土试件和接触电阻的两端；

所述的真实电阻率通过以下公式计算得到：

ρ-ρ_R＝R_J×(S/L)

式中，ρ为测试电阻率，S为导电沥青混凝土试件的横截面积，L为导电沥青混凝土试件的长度，R_J为接触电阻的阻值，ρ_R为导电沥青混凝土试件的真实电阻率。

2.根据权利要求1所述的一种基于二电极法的导电沥青混凝土电阻率测量方法，其特征在于，所述的导电沥青混凝土试件为圆柱体试件。

3.根据权利要求1所述的一种基于二电极法的导电沥青混凝土电阻率测量方法，其特征在于，所述的长度不同、横截面积相同的导电沥青混凝土试件的数量至少为三个。

4.根据权利要求1所述的一种基于二电极法的导电沥青混凝土电阻率测量方法，其特征在于，所述的预处理为先对导电沥青混凝土试件的两端进行抛光处理后，采用导电胶将两块电极粘贴在导电沥青混凝土试件的两端。