一种用于观测沥青混合料渗水能力的可视化试验方法

本发明属于沥青混合料测试，具体涉及一种用于观测沥青混合料渗水能力的可视化试验方法。

背景技术：

1、近年来，随着我国公路事业的迅速发展，公路总里程不断增加，特别是高等级公路的建设。由于沥青路面具有较好的强度和耐久性，因此在新建的公路中多数采用沥青路面。沥青混合料的渗水能力是沥青路面的一项重要性能。

2、沥青混合料中的水运动是一个复杂的过程，由于集料与沥青均是不透明的，直接观察水在沥青混合料中的运动过程是不可能的。若是可以直接观察到沥青混合料中的水运动，则对研究水对沥青混合料的影响具有重要的现实意义。

3、透明土的应用为多孔介质内水运动的可视化观测提供了新的思路。其理论基础在于选取具有相同折射率的骨料与粘结剂，从而在光的照射下实现内部透明的效果，透明土的原理类似于单晶体透明雪花和堆积的不透明雪堆，当晶体雪花之间夹杂有大量空气时原本透明的雪花变得不透明。若加以改进应用于沥青混合料中，则可以直接观察到沥青混合料中水的运动轨迹和状态，对研究沥青混合料中的渗流运动具有重要意义。

4、因此，需要一种用于观测沥青混合料渗水能力的可视化试验方法。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种用于观测沥青混合料渗水能力的可视化试验方法。该方法采用水晶碎石和玻璃砂替代石料、采用环氧固化胶水替代沥青，制备透明沥青混合料，并在其表面滴加渗透剂，模拟实际的水渗透沥青混合料的过程，渗透结果清晰，便于直接采用肉眼观测，得到水在透明沥青混合料内部的流动状态和渗透结果，对研究水对沥青混合料的影响具有重要的现实意义。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种用于观测沥青混合料渗水能力的可视化试验方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

3、步骤一、将环氧固化胶水与水晶碎石和玻璃砂进行拌合，然后倒入车辙板试模中，放置于自然环境下养生至少24h，得到成型试件；

4、步骤二、将步骤一中得到的成型试件进行切割，得到透明沥青混合料试件；

5、步骤三、将步骤二中得到的透明沥青混合料试件放置于容器中，然后在其表面滴加渗透剂，随后每隔3h～5h再次滴加渗透剂并持续3天以上，得到渗透试件；

6、步骤四、将步骤三中得到的渗透试件进行清洗，然后在其表面涂抹凡士林，再进行光照透视观测，得到水在透明沥青混合料内部的流动状态和渗透结果。

7、本发明采用水晶碎石和玻璃砂替代石料、采用环氧固化胶水替代沥青，其中水晶碎石、玻璃砂作为集料、环氧固化胶水为粘结剂，按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(jtg e20—2011)设计沥青混合料的方法，制备ac-13密级配混合料的1/4车辙板试件，然后进行切割，得到可视化的透明沥青混合料试件；

8、本发明主要目的是制备一种用于模拟沥青混合料内部细观结构特征的透明沥青混合料材料，可用于直接观测内部渗流特征以及颗粒运移规律，依据光的折射原理，采用水晶碎石代替沥青混合料的集料成分，选用与水晶碎石折射率接近的透明环氧固化胶水代替沥青粘结剂，分别代替沥青混合料中的集料和沥青组分，将两者混合后按照标准沥青混合料级配设计曲线配置的透明水晶碎石拌合，倒入车辙板试模中，然后按照标准车辙板试件成型方法制备，制备好后放置于自然环境下养生至少24h，保证环氧固化胶水完全固化形成强度，成型好后可通过切割机制备不同尺寸透明沥青混合料试件，用于不同尺寸下的研究，对于沥青混合料的渗流特征研究，滴加渗透剂，模拟实际的水渗透过程，需要逐步滴加，3天以上基本渗透完全，然后将试件表面清洗，尽可能只将表面的蓝色墨水清洗而且对内部不产生影响，待其干燥后在试件表面涂抹非常薄的一层凡士林，消除由于切割产生的磨砂面，进行光照透视观测水在透明沥青混合料内部的流动状态和渗透结果，渗透结果清晰，便于直接采用肉眼观测，得到水在透明沥青混合料内部的流动状态和渗透结果。

9、本发明滴加渗透剂的时间为渗透剂充分在透明沥青混合料试件中渗透的总时间，在滴加渗透剂时，渗透剂已经在透明沥青混合料试件中渗透一半时，将透明沥青混合料试件倒置再重复滴加渗透剂的过程，使渗透剂从透明沥青混合料试件的两端进行完全渗透，加快渗透过程，提高了试验效率。

10、上述的一种用于观测沥青混合料渗水能力的可视化试验方法，其特征在于，步骤一中所述环氧固化胶水为色泽透明的双组分环氧固化胶水，由质量比为1：2的环氧树脂和固化剂配制而成，其固化后的折射率为1.5～1.6。本发明采用环氧树脂和固化剂配制而成的环氧固化胶水，在使用时将环氧树脂和固化剂与水晶碎石和玻璃砂进行拌合，环氧树脂和固化剂在拌合后固化，替代沥青将水晶碎石和玻璃砂进行粘合，本发明采用色泽透明的双组分环氧固化胶水，便于后续观察沥青混合料的渗水能力，并且控制环氧固化胶水固化后的折射率，与水晶碎石的折射率相近，便于观察，准确得到沥青混合料渗水能力。

11、上述的一种用于观测沥青混合料渗水能力的可视化试验方法，其特征在于，步骤一中所述水晶碎石无色透明，其粒径不小于2.36mm，所述玻璃砂的粒径不大于2.36mm。本发明采用无色透明的水晶碎石便于后续观察沥青混合料的渗水能力，通过控制水晶碎石和玻璃砂的粒径，满足不同的级配要求，适应于对各种级配的沥青混合料进行模拟，验证其渗水能力。

12、上述的一种用于观测沥青混合料渗水能力的可视化试验方法，其特征在于，步骤一中所述车辙板试模中铺设有一层薄硅胶膜。本发明在车辙板试模铺设一层薄硅胶膜便于脱模，环氧固化胶水固化后与硅胶膜不具有粘结性，便于脱模。

13、上述的一种用于观测沥青混合料渗水能力的可视化试验方法，其特征在于，步骤二中所述透明沥青混合料试件的形状为圆柱体或长方体，所述圆柱体的尺寸满足直径×高为10cm×10cm，或101.6mm×63.5mm，所述长方体的尺寸满足长×宽×高为15cm×15cm×5cm，5cm×5cm×5cm。本发明适用于多种形状即尺寸的透明沥青混合料试件的制备，模拟不同情况下沥青混合料渗水能力的可视化试验。

14、上述的一种用于观测沥青混合料渗水能力的可视化试验方法，其特征在于，步骤三中所述渗透剂为蓝色墨水，第一次滴加的所述渗透剂为碘伏与蓝色墨水的混合物，所述混合物中碘伏的体积为蓝色墨水体积的1％～2％，所述碘伏的有效碘含量为4.5g/l～5.5g/l，所述蓝色墨水的含水率为90％以上，所述渗透剂每次的滴加量为0.8ml～1.2ml。本发明在滴加渗透剂时，第一次滴加采用碘伏与蓝色墨水的混合物，利用碘伏良好的渗透性加速渗透剂的渗透作用，提高试验效率，后续再滴加时采用蓝色墨水，蓝色墨水渗透本身较慢，模拟实际的水渗透过程，通过控制碘伏的参数保证了第一次滴加的渗透效果，通过控制蓝色墨水的含水率保证了其与水的成分基本相同，从而保证了试验的准确性，通过控制渗透剂每次的滴加量保证了间隔时间内的渗透剂充分渗透，从而保证了水在透明沥青混合料内部有良好的渗透状态。

15、上述的一种用于观测沥青混合料渗水能力的可视化试验方法，其特征在于，步骤四中所述涂抹凡士林的厚度为0.5mm～1mm。本发明通过控制涂抹凡士林的厚度，消除由于切割产生的磨砂面，保证了光照透视观测的准确性。

16、本发明与现有技术相比具有以下优点：

17、1、本发明采用水晶碎石和玻璃砂替代石料、采用环氧固化胶水替代沥青，制备透明沥青混合料，并在其表面滴加渗透剂，模拟实际的水渗透过程，渗透结果清晰，便于直接采用肉眼观测，得到水在透明沥青混合料内部的流动状态和渗透结果，对研究水对沥青混合料的影响具有重要的现实意义。

18、2、本发明在滴加渗透剂后将试件表面清洗，尽可能只将表面的蓝色墨水清洗而且对内部不产生影响，待其干燥后在试件表面涂抹非常薄的一层凡士林，消除由于切割产生的磨砂面。

19、3、本发明采用环氧树脂和固化剂配制而成的环氧固化胶水，在使用时将环氧树脂和固化剂与水晶碎石和玻璃砂进行拌合，环氧树脂和固化剂在拌合后固化，替代沥青将水晶碎石和玻璃砂进行粘合，本发明采用无色透明的水晶碎石便于后续观察沥青混合料的渗水能力，通过控制水晶碎石和玻璃砂的粒径，满足不同的级配要求，适应于对各种级配的沥青混合料进行模拟，验证其渗水能力。

20、4、本发明在滴加渗透剂时，第一次滴加采用碘伏与蓝色墨水的混合物，利用碘伏良好的渗透性加速渗透剂的渗透作用，提高试验效率，后续再滴加时采用蓝色墨水，模拟实际的水渗透过程，通过控制渗透剂每次的滴加量保证了间隔时间内的渗透剂充分渗透，从而保证了水在透明沥青混合料内部有良好的渗透状态。

21、下面通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的详细描述。