CN104807980B - 一种公路路面融雪性能的评价方法 - Google Patents
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Abstract
一种公路路面融雪性能的差分评价方法，包括如下步骤：在特定环境条件下测定测量时段内测量试件盐化物的总析出量；使用与测量试件底面积相同，侧面积不同的参比试件，在于测量试件相同的特定环境条件下，测定测量时段内参比试件盐化物的总析出量；通过差分方法计算出测量试件底面盐化物的总析出量；绘制测量试件底面盐化物析出百分比—时间图；根据测量试件底面析出百分比—时间图评估路面在不同环境条件下冲刷后的融雪性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种公路路面试验技术，尤其是涉及一种公路路面融雪性能的评价方法。
背景技术
公路交通运输网络是保障客运快捷和物流通畅的重要基础设施，直接关系到社会稳定与经济发展。截至2011年底，我国公路通车总里程为402万km，高速公路总里程达8.5万km。
公路交通运输网络是保障客运快捷和物流通畅的重要基础设施，直接关系到社会稳定与经济发展。进入冬季，道路积雪结冰导致路面交通安全等级降低，造成公路网通行能力下降，严重时路网关闭，公路交通运输陷于瘫痪。，基于安全性及经济性考虑，对于桥面铺装、机场跑道、高速公路上下匝道、隧道出入口、路面弯道、上下坡道及交叉口等交通负荷较重且易发交通事故的特殊路段路面，融冰化雪是亟待解决的现实问题。
多年来，各国道路交通部门一直在研究路面的除冰雪方法。现有技术中，公路除冰雪的技术可以划分为物理方法和化学方法，其中物理方法包括人工清除、机械清除、热力融雪等，化学方法主要通过使用融雪剂使路面冰雪融化。化学方法主要是利用氯盐可以降低冰雪融点的物理性质，使积雪融化。同时，这类融雪剂操作简单，可以快速融化积雪结冰，价格低廉，满足雪后交通畅通与安全的需要。但是，融雪剂对金属、水泥、土壤都有很大的危害性，会腐蚀道路材料，破坏路面结构，降低道路使用年限。
化学方法中化学类铺装技术是指在沥青混合料中添加一定量的化学类抑制冻结材料，主要是盐化物，形成具有抑制冻结功能的路面。盐化物的有效抑制冻结成分主要为氯盐。在毛细管压力及车辆碾压作用下，路面内部盐分逐渐析出，从而降低道路表面水的冰点，延缓道路表面积雪结冰。对于添加了盐化物的自融雪路面，随着路面的使用，盐分逐渐析出，融雪性能逐渐降低。因此，需要通过对于路面盐化物的析出率的试验，以获得自融雪路面的融雪性能的评价。
现有技术中，201110429521.5的发明提出了一种盐化物自融雪路面融雪性能以及性能预估装置和方法。其通过在环境箱中设置环境调节单元和测试单元，使用环境调节单元模拟不同的自然环境，测试单元测量出该自然环境下试件中盐化物的析出度，从而给出盐化物自融雪路面融雪性能和性能的评估。由于实际路面的盐化物析出都是从上下表面析出，该发明中为了模拟实际路面情况，在试件侧壁包裹防水材料，减少侧壁盐化物析出。但是，还是不能完全避免试件侧壁盐化物的析出，会对试验结果产生一定影响。
发明内容
本发明提出了一种改进的公路路面融雪性能的差分评价方法，能够在试验中有效消除侧壁析出物的影响。
作为本发明的一个方面，提供了一种公路路面融雪性能的评价方法，包括依次如下步骤：1）将测量试件放置在工作台上；2)根据试验情况选择所需的环境条件下，对于测量试件进行喷水；3）使用密度传感器和流量传感器测定测量试件冲刷后溶液的实时密度和流量；4）对测量试件的测量数据进行汇总整理，对其实时密度和瞬时流量数据求均值，计算出测量时段内测量试件盐化物的总析出量；5）将与测量试件具有相同底面积、不同侧面积的参比试件放置在同一工作台上；6）使用与测量试件相同的环境条件，对参比试件进行喷水；7）使用密度传感器和流量传感器测定参比试件冲刷后溶液的实时密度和流量；8）对参比试件的测量数据进行汇总整理，对其实时密度和瞬时流量数据求均值，计算出测量时段内参比试件盐化物的总析出量；9）根据测量试件和参比试件盐化物的总析出量以及测量试件和参比试件的侧面积，计算出测量试件底面的盐化物的析出量；10）将测量试件底面的盐化物析出量与测量试件中盐化物初始总含量进行对比，能够得到测量试件底面盐化物测量时段析出百分比，绘制测量试件底面盐化物析出百分比—时间图；11）根据测量试件底面析出百分比—时间图评估路面在不同环境条件下冲刷后的融雪性能。
优选的，上述方案中，所述测量试件和参比试件具有相同的初始盐化物密度。
优选的，上述方案中，所述测量试件和差分试件侧面不包裹防水材料。
优选的，上述方案中，所述测量试件为底面即为S，高度为h的长方体，所述差分试件为底面积为S，高度为h的圆柱体。
优选的，上述方案中，所述测量试件底面的盐化物的析出量由下式计算：X侧＝X1-S1×(X1-X2）/(S1-S2)，其中X1为测量试件盐化物的总析出量，X2为差分试件盐化物的总析出量，S1为测量试件的侧面积，S2为差分试件的侧面积。
优选的，上述方案中，所述测量试件的侧面积为，差分试件的侧面积为。
作为本发明的另外一个方面，一种公路路面融雪性能的评价方法，包括如下步骤：1）将测量试件放置在工作台上；2)根据试验情况选择所需的环境条件下，对于测量试件进行喷水；3）使用密度传感器和流量传感器测定测量试件冲刷后溶液的实时密度和流量；4）对测量试件的测量数据进行汇总整理，对其实时密度和瞬时流量数据求均值，计算出测量时段内测量试件盐化物的总析出量；5）将测量试件的盐化物析出量与测量试件中盐化物初始总含量进行对比，得到测量试件盐化物测量时段析出百分比，绘制测量试件底面盐化物析出百分比—时间图；6）根据测量试件析出百分比—时间图评估路面在不同环境条件下冲刷后的融雪性能。
附图说明
图1是本发明的公路路面融雪性能评价方法流程图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
参见图1，本发明的公路路面融雪性能的评价方法，包括如下步骤：根据试验情况选择所需的模拟环境条件下，将测量试件放置在工作台上，其中模拟环境可以模拟现实中高温雨季以及低温环境。在模拟环境中，对测量试件进行降水测试，其中测量试件放置在多孔工作台上，其侧面不包裹防水材料。在降水测试过程中，使用密度传感器和流量传感器测定测量试件冲刷后溶液的实时密度和流量。对测量试件的测量数据进行汇总整理，对其实时密度和瞬时流量数据求均值，计算出测量时段内测量试件盐化物的总析出量。
在测量试件测试完毕后，将与测量试件具有相同初始盐化物密度，相同的底面积和不同的侧面积的参比试件放置在多孔工作台上。例如测量试件为底面即为S，高度为h的长方体，参比试件为底面积为S，高度为h的圆柱体，则测量试件和参比试件的侧面积分别为以及。使用与测量试件相同的模拟环境以及降雨条件，对参比试件的进行降水测试，参比试件的侧面同样不包裹防水材料。在降水测试过程中，使用密度传感器和流量传感器测定参比试件冲刷后溶液的实时密度和流量。对参比试件的测量数据进行汇总整理，对其实时密度和瞬时流量数据求均值，计算出测量时段内参比试件盐化物的总析出量。
由于测量试件和参比试件的测试环境、初始盐化物密度以及底面积相同，仅侧面积不同，其析出量的差别主要是由于其侧面积不同导致的。因此，根据测量试件和参比试件的盐化物的总析出量的差值以及它们的侧面积之差，即能够计算出测量试件底面的盐化物的析出量。测量试件底面的盐化物的析出量由下式计算：X侧＝X1-S1×(X1-X2）/(S1-S2)，其中X1为测量试件盐化物的总析出量，X2为参比试件盐化物的总析出量，S1为测量试件的侧面积，S2为参比试件的侧面积。
将测量试件底面的盐化物析出量与测量试件中盐化物总含量进行对比，可得到测量试件底面盐化物测量时段析出百分比，绘制测量试件底面盐化物析出百分比—时间图。根据测量试件底面析出百分比—时间图评估路面在不同环境条件下冲刷后的性能。性能的退化导致其使用寿命的衰减，根据其退化的性能能够评估出自融雪路面的使用寿命。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种公路路面融雪性能的评价方法，包括如下步骤：1）将测量试件放置在工作台上；2)根据试验情况选择所需的环境条件下，对于测量试件进行喷水；3）使用密度传感器和流量传感器测定测量试件冲刷后溶液的实时密度和流量；4）对测量试件的测量数据进行汇总整理，对其实时密度和瞬时流量数据求均值，计算出测量时段内测量试件盐化物的总析出量；5）将与测量试件具有初始盐化物密度、相同底面积、不同侧面积的参比试件放置在同一工作台上；6）使用与测量试件相同的环境条件，对参比试件进行喷水；7）使用密度传感器和流量传感器测定参比试件冲刷后溶液的实时密度和流量；8）对参比试件的测量数据进行汇总整理，对其实时密度和瞬时流量数据求均值，计算出测量时段内参比试件盐化物的总析出量；9）根据测量试件和参比试件盐化物的总析出量以及测量试件和参比试件的侧面积，计算出测量试件底面的盐化物的析出量；测量试件底面的盐化物的析出量由下式计算：X侧＝X1-S1×(X1-X2）/(S1-S2)，其中X1为测量试件盐化物的总析出量，X2为参比试件盐化物的总析出量，S1为测量试件的侧面积，S2为参比试件的侧面积；10）将测量试件底面的盐化物析出量与测量试件中盐化物初始总含量进行对比，能够得到测量试件底面盐化物测量时段析出百分比，绘制测量试件底面盐化物析出百分比—时间图；11）根据测量试件底面析出百分比—时间图评估路面在不同环境条件下冲刷后的融雪性能；上述步骤中，所述测量试件和参比试件侧面不包裹防水材料。
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