沥青混凝土柔性壁渗透仪制作与试验误差分析

夏 文 军

(北京城建道桥建设集团有限公司(重庆分公司)，重庆 401120)



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沥青混凝土柔性壁渗透仪制作与试验误差分析

夏 文 军

(北京城建道桥建设集团有限公司(重庆分公司)，重庆 401120)

通过自制柔性壁渗透仪，分析了围压、试样侧壁、橡胶膜等对渗透系数的影响，指出变水头渗透系数测试时，围压为100 kPa时比较合适，在试样侧壁表面涂上一层凡士林是一种较好的措施。

沥青混凝土，柔性壁渗透仪，渗透系数，误差分析

沥青混凝土路面渗水是因为压实后的沥青混凝土中存在孔隙，其中一般部分孔隙相互贯通，并与外界连通。渗水系数就是反映这一部分相互贯通并与外界连通孔隙的渗透性。

国内测试压实沥青混凝土的渗水系数，T0730[1]中的设备，不仅用于室内车辙板，也用于现场沥青路面，以mL/min为单位表示渗水系数，这与国外用cm/sec来表示渗透系数有一定区别[2-4]。

美国Karol-Warner公司[5]的设备在试验侧壁用橡胶膜代替涂抹环氧树脂，并施加一个96 kPa±7 kPa围压，让橡胶膜与试样侧壁紧贴，防止侧壁漏水。在本文中，自制了一台变水头的柔性壁渗透仪，见图1，试样由车辙板试块，钻芯机取芯得到。

1 变水头渗透仪

变水头渗透仪原理图见图1。

试验步骤及渗透系数计算：

1)在真空度97.398 7 kPa条件下，圆柱形试样在真空箱中保持15 min；然后打开进气阀，恢复常压，试件在水中放置30 min。2)快速接头15接上空气压缩机，快速接头12与真空泵相连接。3)橡胶垫9安装在渗透仪底盘上，再安装橡胶密封圈8及钢锭7。4)橡胶膜4放置在试样套筒6内，并把钢套筒安装在橡胶垫9上，钢锭7及橡胶密封圈安装在套筒内。启动空气压缩机，向密封空间充气，形成一个围压，其压力控制在100 kPa。5)向量筒内注满水，打开阀门18和10让水从阀门10处流出，保证整个试样被水充满。6)开始计时t1，读取第一次有机玻璃量筒内液面高度h1，试验结束时，计时t2，读取第二次有机玻璃量筒内液面高度h2，因此时间差t=t2-t1。重复三次，第一次时间t和第三次时间t间差值小于第一次时间t的4.0%，确保试样饱和。

变水头渗透系数K，按式(1)计算:

(1)

其中，K为测得渗透系数，m/sec；a为有机玻璃量筒的截面面积，m2；L为圆柱形试样的高度，m；A为圆柱形试样的截面面积，m2；t为渗透时间t2-t1，s。

2 试验误差分析

2.1 围压的影响

为了分析比较在样品周围的压力对渗透系数的影响，结果见图2。

通过图2可知，施加在试样周围的压力从80 kPa～300 kPa，测得的渗透系数逐渐接近一个定值8.2。因此，对试样周围施加的压力为80 kPa时，橡胶膜能够紧贴于试样的侧壁，但围压达到500 kPa时，橡胶膜很容易破裂。因此在做常水头渗透试验时，建议围压100 kPa。

2.2 试样侧壁的影响

使用马歇尔试样，其侧壁会使橡胶膜不能紧贴在该侧壁上，同时会刺破橡胶膜。车辙板钻芯试样，其侧壁较光滑橡胶膜完全密封试样侧壁，因此建议采用钻芯试样。

2.3 橡胶膜的影响

在试验中发现，橡胶膜重复使用3次以上，会出现刺破和刮痕。因此，建议一个试样，使用一个橡胶膜。在试样表面涂抹一薄层凡士林润滑剂，可减少橡胶膜被刺破和刮痕的机会。

3 结语

通过自制的柔性壁渗透仪，并用试样试验了围压、渗透压力、试样侧壁和橡胶膜对渗透系数的影响。对于变水头渗透系数测试，围压为100 kPa时比较合适。在试样侧壁表面涂上一层凡士林是一种较好的措施。

[1] JTG F40—2004，公路沥青路面施工技术规范[S].

[2] Cooley,L.A.,Jr.Permeability of Superpave mixtures:Evaluation of field permeameters[R].NCAT Report No.99-01,February 1999.

[3] L.Allen Cooley Jr., E.Ray Brown, Saeed Maghsoodloo.. Development of critical field permeability and pavement density values for coare-graded superpave pavements[R]. NCAT Report 01-03, September 2001.

[4] Rajib B.Mallick, L.Allen Cooley Jr., Matthew R. Teto, et al. An evaluation of factors affecing permeability of superpave designed pavements[R]. NCAT Report 03-02, June 2003.

[5] http://www.globalgilson.com/strengthpermeability.

Flexible-wall permeameter of the asphalt concrete and test error analysis

Xia Wenjun

(BeijingUrbanConstructionBridgeConstructionGroupCo.,Ltd(ChongqingBranch),Chongqing401120,China)

Using the self-made flexible wall permeameter, this paper analyzed the influence of confining pressure, specimen sidewall, rubber mold to permeability coefficient, pointed out that in the variable head permeability coefficient test, the confining pressure of 100 kPa was appropriate, was a good measure of coated vaseline in sidewall surface of specimen.

asphalt concrete, flexible wall permeameter, permeability coefficient, error analysis

1009-6825(2017)14-0228-02

2017-03-01

夏文军(1980- )，男，硕士，工程师

TU605

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