孔隙率对透水性沥青路面渗透性能的影响规律_
空隙率对透水沥青混合料路用性能的影响研究
总754期第二十期2021年7月河南科技Henan Science and Technology空隙率对透水沥青混合料路用性能的影响研究卢雪华(福建省华福工程检测有限公司,福建泉州362000)摘要:透水沥青混合料(Permeable Asphalt Conerete,PAC)具有良好的排水性能和抗滑性能,可以吸收路面噪声,因此被广泛应用于城市道路,但其较高的空隙率可能影响路用性能。
通过对不同空隙率(18%、20%、22%和24%)的混合料进行试验,观察空隙率对路用性能的影响。
结果表明:当空隙率为20%时,PAC混合料具有最大的渗水系数,其动稳定度达到最大值,抗开裂性能最优;随着空隙率的增大,PAC混合料的飞散损失值增大,间接拉伸强度比逐渐降低;当冻融循环次数增多时,混合料的间接拉伸强度比下降明显。
关键词:空隙率;透水沥青混合料(PAC);高温性能;水稳定性;抗开裂性能中图分类号:U414文献标识码:A文章编号:1003-5168(2021)20-0091-04 Research on the Influence of Porosity on the Road Performanceof Permeable Asphalt ConcreteLU Xuehua(Fujian Huafu Engineering Inspection Co.,Ltd.,Quanzhou Fujian362000)Abstract:Permeable asphalt concrete(PAC)has good drainage performance and anti-skid performance,and can absorb road noise,therefore,it is widely used in urban roads,but its higher porosity may affect road performance.In this paper,through experiments on mixtures with different porosity(18%,20%,22%and24%),the effect of porosity on road performance is observed.The results show that when the porosity is20%,the PAC mixture has the largest water permeability coefficient,its dynamic stability reaches the maximum,and the anti-cracking performance is the best;as the void ratio increases,the flying loss of the PAC mixture increases,and the indirect tensile strength ratio gradually decreases;when the number of freeze-thaw cycles increases,the indirect tensile strength ratio of the mixture decreases significantly.Keywords:porosity;permeable asphalt concrete(PAC);high temperature performance;water stability;anti-cracking performance城市道路的发展过程中,密实沥青混合料路面存在排水性能差、反射噪声等问题,给城市环境带来较大影响[1]。
沥青路面现场空隙率与渗水系数的关系分析
路 面现场 空 隙率 控 制 在 一 定合 理 的范 围 , 低路 降 面 的 渗 水 系 数 , 提 高 路 面抗 早 期 损 害 的关 键 。 是 因此 , 结合 压 实度指 标 , 并依 据 沥青 路面现 场空 隙 率 与渗水 系数 的关 系 , 出与 渗 水 系数 指 标 要求 提
2 Lu a g . oy ng hi hway a i ian e r a d m n t rbu e u.Lu a oy ng 47i 00, 0 Chia) n
Ab ta t sr c :A s a ti heA s a tc c e e p v m e to xp e s a ill s h on n t e sbe a s ph l n t ph l on r t a e n fe r s w y w l o e t e b di g s r s c u e o he a ton oft a e O t a tw ilf l o ff o t e m i r l w h c ilbrn e a ft c i hew t r S h ti l a l f r m h ne a , ih w l i g r l x,D ta d e i i n m t s u r t. A t l s t w ila f c he n m a e o h v m e lry ec a t i l fe tt or lus f t e pa e nt T h s pa e a l ss t e c u e a i p r na y i h a s nd
路 面压 实度 密切 相关 外 , 还受 到 路 面 现场 空 隙率
收 稿 日期 : 0 7 0 — 3 2 0 — 32
合理 评价 沥青 路 面施工 质 量是 非常 必要 的 。
浅谈孔隙率对沥青路面的影响
林
业
科
技
情
报
浅 谈 孔 隙率对 沥 青路 面 的影 响
王 洪梅 郝 刚
( 哈 尔滨海航 地理 信 息工程 有 限公 司) ( 黑龙 江省林 业设计研 究院 )
[ 摘 要] 沥青混合料 的孔 隙率是 一个重要 的设计参数 , 其对于沥青路面的强度和使 用性能有着 重要 的影响。在施 工时, 由
me n t ,i t i s i mp o s s i b l e t o me e t t h e d e s i n g p o r o s i t y . As a r e s u l t ,g e n e r a l l y r e q u i r e s a d e g r e e o f c o mp a c t i o n d u in r g c o n s t r u c t i o n o f a c o n t r o l i n d e x a f t e r t h e c o n s t r u c t i o n o f t h e a s p h lt a p a v e me n t p o r o s i y t c o n t r o l i n a n a c c e p t a b l e r a n g e .
2 国 内外应 用和研 究现 状
2 . 1 空隙率
Ab s t r ac t: Th e p o r o s i t y o f a s ph a l t i s a n i mp o r t a n t d e s i n g p a r a me t e r a nd i t s s t r e n g t h a n d a s ph a l t p a v e me n t pe r f o m — r a n c e h a s a s i g n i i f c a n t i mp a c t .Du in r g t h e c o n s t r u c t i o n,d u e t o t h e i mpa c t o f t h e c o n s t r u c t i o n c o n d i t i o n s a n d e q u i p—
影响市政透水性路面渗透效果的因素
影响市政透水性路面渗透效果的因素发布时间:2021-06-16T10:43:51.257Z 来源:《城市建设》2021年6月作者:张兴[导读] 随着经济的发展和城市化的扩大,市政道路工程越来越多,路面硬化程度也越来越高,很多市政道路路面都没有透水性功能。
一旦遇到持续降雨天气,市政道路地表水无法透过路面渗入地下,只能从道路两侧的排水管道汇入地下排水管网。
云南路捷建设工程集团有限公司张兴摘要:随着经济的发展和城市化的扩大,市政道路工程越来越多,路面硬化程度也越来越高,很多市政道路路面都没有透水性功能。
一旦遇到持续降雨天气,市政道路地表水无法透过路面渗入地下,只能从道路两侧的排水管道汇入地下排水管网。
如果雨量过大,市政道路排水管道的排水能力无法满足排水需求,就很容易造成路面积水,甚至还会发生严重的内涝灾害。
目前,沥青混凝土作为市政道路路面铺设的主要材料,具有很强的防渗作用,而且导热能力也很强,会吸收大量的太阳辐射热量,造成城市热岛效应更加严重。
因此,对市政透水性路面的研究非常有必要。
下文首先概述了透水性路面,然后分析了透水性路面的作用,最后根据影响透水性路面渗透效果的因素提出了几点解决措施,为今后市政工程中透水路面的施工和后期养护提供参考。
关键词:透水性路面;渗透效果;影响因素 1透水性路面概述可渗透路面是一种铺路材料,允许水渗透通过材料基质、开放间隙或连通间隙。
在海绵城市建设过程中,透水性路面作为其中不可或缺的环节之一,对海绵城市的发展起到了非常重要的作用。
透水性路面利用自身的透水结构,让雨水渗入土壤和地下水,可以有效提高路面的渗透性,而且还在雨季排水的时候降低市政排水管网的排水压力。
另外,透水性路面在排水过程中还可以有效降低地面径流中的SS和COD,提高地表水的清洁度。
我国市政透水性路面目前使用的主要材料是透水砖路面、透水性混凝土和透水性沥青路面。
1.1透水性砖路面透水砖一般由水泥、粗骨料、砂岩和添加剂组成。
孔隙率对沥青路面技术性能的影响研究
孔隙率对沥青路面技术性能的影响研究郭恩【期刊名称】《《交通世界(建养机械)》》【年(卷),期】2010(000)008【总页数】4页(P242-245)【作者】郭恩【作者单位】秦皇岛公路管理处【正文语种】中文沥青路面是将不同粒径的石料、填料按一定的比例与适宜的沥青用量在适宜的温度下拌和而成的沥青混合料,再经合理的摊铺、碾压形成具有一定空隙率的柔性路面。
沥青路面的孔隙率是沥青混合料设计与施工验收的关键性指标之一,这是因为沥青路面使用性能很大程度上取决于沥青混合料设计与施工验收的关键性指标之一,这是因为沥青路面使用性能大程度上取决于沥青混合料的体积特性,主要以沥青混合料的空隙率、沥青饱和度和矿料间隙率等来表征。
我国规范要求沥青混合料设计空隙率为3~6%,当沥青路面施工完毕,大多数要求压实度达到92%的沥青混合料最大理论密度,也就是现场沥青路面空隙率要小于8%,通过2—3a的行车荷载作用下,沥青路面进一步压实,达到了沥青混合料设计空隙率。
目前沥青混合料的设计空隙率为4%,这是前人大量实践的共识。
它是依据以下各点得到的:a)所谓设计空隙率4%是指室内混合料要压实到将来服务条年下交通量的最终压实的通常密度。
此时,沥青不易老化,路面耐久。
B)施工时总要容许一定的压实率,如压实率为97%,则竣验收时,空隙率可小于7%,如个别点压实度为98%,则验收时空隙率可小于8%,大量实践已证明,当空隙率大于8%时,路而明显渗水,容易造成早期水损害。
所以设计空隙率不应大于4%。
c)设计空隙率也不能太小,实践证明,太小的设计空隙率,如经交通追密后,空隙率小于3%,就可能因高温时沥青膨胀而形成推挤或车辙。
由此可见将设计空隙率定为4%,是考虑了防止水损害、车辙、老化以及提高路面耐久的目的而设定的标准。
空隙率对沥青路面性能,如沥青路面的耐久性、高温稳定性、疲劳特性、抗水损害性能等具有显著影响。
过大的空隙率将加快路面的老化,使路面渗水严重,造成水损害;过小的空隙率会影响沥青混合料骨架构的稳定性,导致沥青混合料高温稳定性不足,致使沥青路面极易出现车辙现象。
空隙率对沥青路面性能的影响
第3 3卷 第 2 0期 2 00 7 年 7 月
山 西 建 筑
S- I ANXI ARCHI I TECTURE
Vo. 3No 2 13 . 0
J 1 2 0 u. 0 7
・2 3 ・ 9
文章编号 :0 962 (0 7 2 —2 30 10 8 52 0 )00 9 +2
1 空隙率 的测量 与计 算方 法
无法揭示水侵 入沥青膜 并促 使其剥 落 的微观过 程 , 是外界水 的 但
沥青混合料的空 隙率是通 过混 合料实 际密 度和理论 密 度的 侵入必然是这一过 程 的前提 条件。我 国当前 一些新建 的高 等级 %的临界值 , 这无 疑造成 了路 面 比值计算 的, 因此要确定空 隙率 必须首先确 定这两个 密度 。沥青 沥青路 面的空隙率普遍远 高于 8
并且进而诱发沥青路面的初期损坏 。 混合料的体积构成本 身并不复杂 , 主要 是沥青 、 料和空隙 , 集 由于 透水 ,
. 集料子 隙所吸 收的沥 青体 积难 以确定 , L 因此演 生 出诸 如水 中重 23 空隙率对沥青混合料耐久性 的影响 沥青混合料 的耐久性主要体现在 老化过程中 , 老化将 导致 混 法、 表干法等多种体积测量方法 。这些测 量方法导致 空隙率 的计
在水 和其 他一 些 因素 的共 同作 用下 逐 渐从集 料 表 面剥 从大量的路段调查 中可 以看 出 , 沥青表 面层的空隙率分布 为 易脆裂 , 落 。由此可见 , 隙率对沥青 混合料 耐久性 的影 响也是初期 损坏 空 2 %~1 %, 8 但主要集 中于 6 ~1 %, % 1 正常路段 相对集 中分 布在 机理分析 中不可忽视的重要因素之一 。 8 %左右 , 损坏路段的空隙率普遍大于 8 %。原因一方面在于大部
沥青混合料空隙率影响因素分析
沥青混合料空隙率影响因素分析作者:张莉来源:《科技视界》2014年第19期【摘要】笔者通过长期沥青混合料施工以及试验检测工作,分析总结了沥青路面空隙率与路面特性之间的关系,并通过分析空隙率影响因素来阐述路面施工中如何有效控制空隙率,实现设计目标。
【关键词】沥青混合料;空隙率;最大理论密度;压实度沥青路面的空隙率是沥青混合料设计与施工验收的关键性指标之一,施工中空隙率的控制,也是关系到沥青路面质量和使用寿命的关键。
沥青路面使用性能很大程度上取决于沥青混合料的体积特性,主要以沥青混合料的空隙率、沥青饱和度和矿料间隙率来表征。
而空隙率是体积特性的集中反应,直接影响着沥青路面的透水性、抗车辙性能、疲劳寿命以及耐久性。
1 空隙率与路面使用特性的关系1.1 空隙率与透水性的关系国际道路联合会和我国交通行业公认,空隙率7%是沥青路面是否渗水的界限值。
当空隙率小于7%时,可以认为该铺层基本不渗水;空隙率界于7%-15%时,认为该铺层会发生渗水并有存留水分现象,而且水分蒸发排出速度远远慢于渗水速度,对路面的破坏作用很大;空隙率大于15%以上时,渗入路面结构内水分会及时排出。
我国江苏交科院以及美国加利福尼亚州的研究检测结果也验证了上述结论,空隙率在7%以下时路面渗水在50mL/min以下,空隙率超过7%时,渗水系数迅速增加,当空隙率为12%时,渗水系数已接近500mL/min。
江苏交科院结合江苏省高速公路建设的实际情况,提出了50mL/min为临界渗水系数,并以90%的路段合格率作为判定一个路段渗水系数合格的标准。
1.2 空隙率与路面车辙的关系车辙是沥青路面最有危害性的破坏形式之一,车辙不仅降低路面的使用性能,影响行车舒适性,而且危及行车安全。
例如车辆在变化车道时操作困难,车辙内积水产生高速行车水漂或结冰,在气候条件恶劣时制动不足等等。
沥青路面的空隙率对车辙形成有重大的影响。
空隙率过小,在高温和荷载的作用下,沥青胶浆侧向挤出,面层容易产生辙槽和推挤现象。
空隙率对沥青混合料渗透性能的影响
1 0 5 3 6
平 均值
6 1 2 5
平均值
1 0 2 1 1 3
一 善u 【 _ 一 裁 峨 蜊 瓣
标准马歇 尔试件 的制作参照 《 公路工程 沥青及沥青混合料试验规程》 ( J T GE 2 O 一2 0 1 1 ) 中的T 0 7 0 2 -2 0 1 1 沥青 混 合料 试件 制 作方 法 ( 击实法) 。
1
1 7 0 1 渗透系数
6 5. 1 3
平均值 双面击 实 l 0次 空隙率 W
( %)
1
3 " / : 4 1 渗透系数
9 8. 9 0
பைடு நூலகம்
本试 验 采 用标 准 马 歇 尔试 件 ,试 件 为 1 0 1 . 6 mm x 6 3 . 5 m m圆柱 体试 件 , 采用 A C 一 1 6 的沥 青混 合 料 , 沥 青用 量 为5 %。试 验采 用 同一 沥青 混 合料 成 型试
内试 件 渗 透性 能 的影 响 。
3 . 5 1 2 2 3 . 5 5 1 0 . 4 6 4 . 6 1 2 3 46 5 4 0. 1 6
1 .前 言
2 .试验 分 析研 究
2 . 1试 验 概 述
平 均值 双面击实 2 5 次 空隙率 w ( %) 试件 编
2 . 3 . 2试 件 的毛体 积 相 对 密度试 验 ( 表干法)
本试验方 法参照 《 公路工 程沥青 及沥青 混合 料试验规程》 ( J T G E 2 O 一 2 0 1 1 ) 中的' 1 " 0 7 0 5 -2 0 1 1 沥青混合料密度试验( 表干法 ) , 适用于测定吸水率不 大于2 %的各种沥青混合料试件 , 包括密级配沥青混凝土、 沥青玛蹄脂碎石混 合料 ( S M A) , 和 沥青 稳 定碎 石 等沥 青 混合 料 试 件 的毛 体 积相 对 密 度 。标 准试
孔隙率对沥青路面技术性能的影响研究
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第4 期
郭恩等 ・ 隙率对沥青路面技 术性 能的影响研究 孔
的沥 青混合 料 来说 ,轻 质油分 的 挥发损 失 已经不 是 沥 青老化 的 主要原 因 ,而 与大气 中氧 气 的反应
温度 升高 时 ,混 合 料 的软化 劲度变 小 ,有膨 胀 的趋势 ,然 而在 汽车 荷载经 常 作用 的部位 ,混 合料 无法 发 生 “ 膨胀 ” 相反 会被 车辆 载荷 压密 而 , “ 陷” 下 。于是 ,混合料 只 能 向载 荷作 用 中心 的两 边 推挤 形成 车辙 。这就 是 实际路 面 上辙槽 和推 挤 的发展 与形成 过 程 。 F r [在 阿肯 色州 的研 究表 明 ,热拌 沥青 混 o ds 合 料 的设 计和 施 工应 使现 场 空 隙率保 持 在 2 5 .
小 的 空 隙率 会 影 响 沥 青 混 合 料 骨架 结 构 的 稳 定
性 ,导致 沥青 混合 料高 温 稳定性 不 足 ,致 使沥 青
路 面极 易 出现 车辙 现 象[ 。研 究表 明当沥 青混 合 2 ]
料 空 隙率 在 8 ~1 时 ,产 生 水损 坏 的可 能 性 3 最 大 。空 隙率 小于 3 ,路 面 就 开始 出现车 辙现
象 。因此沥 青路 面 的空 隙率 必须控 制 在合 理 的范
围内。
1 空 隙率 对沥 青路 面老 化 的影响
压 实 到将 来服务 条件 下交 通 量 的最终 压 实的通 常
密度 。此时 ,沥 青不 易老 化 ,路 面耐 久 。b )旋 工
沥青 在 使用 过程 中受 空气 、紫 外线 、水 的作
成 为温缩 裂 缝 的弱点 ,导致 路 面开 裂 ,使用 寿命
降 低 。老 化 原 因可 以归纳 为轻 质 油的挥 发 ,氧化 缩 合 ,结 构 位阻 硬化 。但是 对 已经经 过 高温拌 和
透水混凝土的力学性能的影响因素
透水混凝土的力学性能的影响因素透水混凝土 (porous concrete) 是一种可以使水通过其自身渗透的混凝土,它能够减少雨水径流的冲击和污染,提高城市环境的生态质量。
其主要应用于人行道、道路、停车场和广场等场所。
然而,透水混凝土在其力学性能方面具有一些特定的限制和要求,这些性能受多种因素的影响。
下文将详细介绍透水混凝土的力学性能受到的主要影响因素。
1. 孔隙率 (porosity)透水混凝土的孔隙率是指其体积中孔隙空气的比例。
孔隙率直接影响透水混凝土的水透过率和力学性能。
当孔隙率增大时,透水混凝土的抗拉强度、抗压强度和抗冻性能会下降。
这是因为孔隙率增加会导致透水混凝土的体积较大,其内部空隙会增多,而空隙会使透水混凝土内部的应力不再集中在硬化基质上,从而导致其强度下降。
2. 粗骨料比例 (coarse aggregate ratio)3. 混凝土配合比 (mix proportion)透水混凝土的混凝土配合比是指混凝土中不同成分的比例,包括水泥、水、骨料和添加剂。
对于透水混凝土而言,混凝土配合比的关键在于如何平衡其透水性和力学性能。
如果混凝土中水的比例过高,则会导致透水混凝土的孔隙率增加,从而降低其力学性能;如果水的比例过低,则透水混凝土的透水性会受到影响。
因此,透水混凝土的混凝土配合比应该经过仔细设计,以达到透水性和力学性能的平衡。
透水混凝土中骨料的性质对其力学性能也有着重要的影响。
骨料的硬度、坚固性和形状都会影响透水混凝土的强度和抗风化性。
此外,骨料的耐水性和耐碱性也是透水混凝土的重要参数,这些参数在选择骨料时应该特别注意。
5. 硬化时间 (hardening time)透水混凝土的硬化时间是指其在那些特定的条件下所需的时间以使其达到所需的硬度和强度。
透水混凝土的硬化时间会受到其混凝土的配合比、温度和湿度等因素的影响。
通常来说,透水混凝土的硬化时间应该能够满足使用需求,同时能够达到所需的强度和硬度。
空隙率对沥青混凝土路面性能的影响
空隙率对沥青混凝土路面性能的影响作者:龚巍王强来源:《科技风》2016年第16期摘要:本文探讨空隙率对沥青性能、泛油、车辙、沥青混合料强度的影响,空隙率沥青混合料的空隙率是影响其路用性能的一个重要指标。
非排水路面的建设中提高路面的压实度,严格控制面层空隙率,提高路面的使用年限具有重要的作用。
关键词:空隙率;沥青性能;泛油;车辙;强度空隙率作为影响沥青混凝土性能的主要因素一直备受关注,沥青路面的空隙率与路面使用性能密切相关。
空隙率大的路面,其构造深度、抗滑性能、摩擦系数相对来说会具有更好的性能。
但反面影响是会使路面面层更老化,车辙和开裂也会相对严重,抗渗、抗冻、抗水损害能力变差。
因此,要想使沥青路面养护成本得到降低,沥青路面质量得到提高,从而延长沥青路面的使用年限,就不得不严格控制好沥青路面的空隙率,因此空隙率是路面设计中不可忽略的影响因素之一。
一、空隙率对沥青性能的影响经调查研究表明,空隙率越大沥青路面,越容易发生初期损坏,约7%~8%的空隙率是路面的临界损坏空隙率,小于7%的路面则基本保持良好,能满足使用性能,而大于8%的沥青面层更容易产生初期损坏。
空隙率过大会使空气更容易进入沥青混凝土的结构层,沥青混凝土的裂缝和松散就是空气和沥青发生氧化反应导致沥青变脆,路面的使用寿命会大大降低。
显然,空隙率小于临界值的沥青混凝土的耐久性会优于临界值以上的,也就是说,沥青混凝土在发生初期损坏后,其沥青的老化程度更严重。
老化后的沥青脆性提高、韧性变差,导致路面内沥青膜老化而变得容易脆裂,在水和其他一些因素的共同作用下,沥青的粘结力下降从而逐渐从集料表面剥落,所以空隙率也可作为混合料当中的沥青老化的评价指标,是沥青混合料耐久性重要影响因素。
二、空隙率与泛油的影响沥青混合料中包裹在集料表面的沥青膜在行车荷载反复作用下,与侵入沥青路面面层结构内部并且长期滞留于沥青结构层底部的水分,共同作用下使沥青剥离脱落为自由沥青,底层结构的沥青向路面结构上部迁移,从而导致沥青路面表层沥青含量过多而底部松散,这一迁移现象称为路面泛油。
沥青路面水稳定性-透水性与空隙率的关系研究
沥青路面水稳定性\透水性与空隙率的关系研究摘要:沥青路面的水稳定性、透水性能与空隙率密切相关。
通过室内试验实测了不同空隙率的沥青混合料空隙率、渗水系数及水稳定性数。
研究结果表明,沥青混合料的渗水系数和空隙率有着很好相关性,渗水系数随着空隙率的增大而变大;沥青混合料的劈裂强度、冻融劈裂强度都随空隙率的增大而降低;当空隙率低于6%时,劈裂强度比相对较高,水稳定良好,此时对应的渗透系数不低于100ml/min。
关键词:沥青混合料;水稳定性;透水性;空隙率沥青混合料水损害是路面早期破损的主要类型,不仅导致了路面的耐久性降低、使用功能下降,而且还是引发其他路面病害的诱因。
所以,公路界普遍对这种早期损坏的严重性高度重视。
所谓水损害是沥青路面在水或冻融循环的作用下,由于汽车车轮动态荷载的作用,进入路面空隙中的水不断产生动水压力或真空负压抽吸的反复循环作用,水分渗入到沥青与集料的界面上,使沥青粘附性降低,沥青膜从石料表面脱落,沥青混合料掉粒、松散,继而形成沥青路面的坑槽、推挤变形等损坏现象[1]。
随着近年来高等级沥青路面水损坏的频繁发生,透水性得到了越来越多的关注[2~6]。
沥青混合料的空隙率是影响沥青路面透水性的主要因素,空隙率越大,沥青层的透水性也越强,也越容易诱发水损害。
采用合理的空隙率对提高沥青混料的水稳定性有显著效果。
本文就此开展研究,分析沥青路面水稳定性、透水性与空隙率的关系,为工程应用提供依据。
1原材料选择与试件制备1.1原材料采用70#基质沥青,石灰岩集料和矿粉,制备密级配沥青混凝土AC-13。
矿料合成级配如图1所示,最佳油石比为5.0%。
图1 矿料合成级配1.2试验方法依据《公路工程沥青和沥青混合料试验规程》(JTJ 052-2000),采用轮碾法成型具有不同空隙率的AC-13车辙板,尺寸为30cm30cm6cm。
对于成型好的车辙板,分别测定渗透系数;再钻取直径10mm的芯样,测定空隙率,分析透水性能与空隙率的关系。
沥青混合料渗透性影响因素分析
沥青混合料渗透性影响因素分析为了研究不同因素对沥青混合料渗透性能的影响,通过测试AC-13和AC-20两种沥青混合料不同空隙率试件在不同温度、水压和轴压条件下的渗透系数,对比研究水压、温度、空隙率、轴压、最大公称粒径等因素对沥青混合料渗透性能的影响。
试验结果表明,渗水量随着水压的增大而增大,但增加幅度呈逐渐减小的趋势;空隙率对沥青混合料材料渗透性能影響最大,空隙率越大,其渗透系数越大,间接验证了8%的空隙率是沥青路面透水性急剧增长的拐点;对于不同沥青混合料材料,最大公称粒径越大,其渗透系数越大;对于相同的沥青混合料,试验温度越高,加载的轴压越大,其渗透系数越大。
标签:沥青混合料;渗透性;影响因素1、引言随着我国高速公路的迅速发展,作为沥青路面主要病害之一的水损害也日益成为许多学者研究的焦点。
目前我国对于沥青混合料的渗透系数测试并没有统一的测试仪器和试验规程,大多采用自研的渗透仪进行渗透性能的测试,测试结果难免有所差异。
因此,作者利用自研的渗透仪,针对不同空隙率的AC-13和AC-20两种沥青混合料,在不同水压、轴压和温度下进行渗透试验,探讨不同因素对其渗透性能的影响,以指导沥青混合料及路面的设计与施工。
2、原材料及沥青混合料级配设计根据目前高等级公路建设中沥青路面常用沥青混合料类型及水损害层位,选用AC-13和AC-20两种沥青混合料作为研究对象。
试验采用的这两种混合料的合成级配见表1,其中,AC-13沥青混合料,其粗集料为玄武岩,细集料为石灰岩;AC-20沥青混合料,其粗集料为砂岩,细集料为石灰岩;矿粉为石灰岩矿粉;沥青均为SBS改性沥青。
通过对2种沥青混合料进行马歇尔试验,得出其最佳油石比分别为4.7%和4.1%。
3、渗透试验3.1 试件制备按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTGE20-2011),采取旋转压实成型方式制备2种沥青混合料试件,通过改变旋转压实次数控制其空隙率分别为6%和8%。
论文空隙率对沥青混凝土路面的影响
空隙率对沥青混凝土路面的影响摘要:主要研究了沥青混合料空隙率影响沥青混凝土路面透水性及泛油的主要因素,为了评价沥青混合料透水性及泛油与空隙率的关系以及沥青混凝土路面施工中空隙率的控制方法,本文主要对沥青混凝土路面透水性及泛油等等对空隙率的关系做了详细的分析与如何控制空隙率大小。
关键词:空隙率泛油透水性沥青车辙沥青混合料的空隙率是影响其路用性能的一个重要指标,目前国内一些高速公路的沥青面层由于空隙率较大导致了路面的早期破坏,大量的研究表明,沥青混凝土的空隙率大,会影响沥青混凝土的耐久性、抗老化性和抗水害能力。
现在许多高速公路的建设中都已提高路面的压实度,严格控制面层空隙率作为路面施工的主要技术指标之一。
一、空隙率对透水性的影响1.1室内渗水试验分析室内试验即按98%的压实度成型车辙板,用渗水仪实测每个板的渗水系数,然后在每个板上钻芯取样测定其空隙率,平行三次,取其平均值作为试验结果,并测量其成型温度。
试验结果按空隙率相差1%的间隔进行统计处理,并计算其相应的平均空隙率和渗水系数,结果见表1小,在105℃以上时,其减小趋势逐渐平缓,在75℃的成型温度下,试件的空隙率均大于8%,不符合使用性能的要求,而成型温度在105℃以上时均达到设计空隙率。
1.2、现场渗水试验现场现场渗水试验选在山西省临吉高速公路路面三标进行分别在k219+000-k219+860、k222+450-990段。
结果表明当渗水系数为26. 9ml/min时,现场基本不渗水现场空隙率为4.5%左右;当渗水系数为55. 0mi/min使,现场表现为基本不渗水,现场空隙率为5.4%左右;当渗水系数为100. 9ml/min时,现场表现为微透水,现场空隙率为6.2%左右;当渗水系数达到666. 7ml/min时,现场表现为明显透水,现场空隙率为8.7%左右。
从此可看出这些空隙率与渗水系数的数据值可以用来判定沥青混凝土路面的渗水情况。
1.3产生病害成因沥青混凝土的空障率(即空气率)过大,降水容易透入结构层中,水渗入表面层后滞留在表面层的下部和下层的交界面上,在长期行车荷载作用下,沥青膜开始从面层的底部剥落并逐渐向上扩展,随着下部大量碎石上沥青的剥落,沥青混凝土也就失去了强度从而产生网裂和形变。
孔隙率对沥青混合料性能的影响
孔隙率对沥青混合料性能的影响第36卷第1期2010年1月山西建筑SHANXIARCHITECTUREV o1.36NO.1Jan.2010?181?文章编号:1009—6825(2010}01—0181—02孔隙率对沥青混合料性能的影响徐豫青葛文璇来晨霏摘要:阐述了孔隙率的定义,讲述了孔隙率对沥青混合料性能的综合影响,介绍了实际工程中沥青混合料孔隙率控制应用时的注意事项,得出了高速公路沥青面层的最佳孔隙率.关键词:孔隙率,沥青混合料,影响,控制中图分类号:TU502文献标识码:A1孔隙率的定义沥青混合料的孔隙率是指孔隙的体积占沥青混合料总体积的百分率.孔隙率是评价沥青混合料密实程度的指标.2孔隙率对沥青混合料性能的影响2.1孔隙率对沥青混合料高温稳定性的影响沥青混合料的密实度决定着混合料中孔隙率的大小.密实度越大,孔隙率越小,混合料的抗辙槽能力也越强.沥青混合料的孑L隙率过小,面层容易产生辙槽和推移现象.研究表明,沥青混合料的孔隙率不大于3%时,容易产生明显的辙槽.使用合适的集料,同时保持孔隙率大于3%,观测到的辙槽深度小.为了提高沥青路面的高温稳定性,对于沥青混合料的孔隙率来说,要做的就是控制剩余孔隙率,使粗集料形成空间骨架结构,以提高沥青混合料的内摩擦阻力,从而保证沥青混凝土的强度要求. 种种显着的迹象表明,密级配混合料的初始现场孔隙率应不大于8%(约),并且在路面使用期间应不小于3%(约).表1P.032.5R水泥试验结果关系曲线计算结果对照表MPa室内试验结果关系式计算结果3d3d28d28d28d28d抗折强度抗压强度抗折强度抗压强度抗折强度抗压强度43178703487.O34.35.81937535l8.536.24019.5683576.736.54.620.37.237.97337.53.91726.534.96.63354结语1)采用线性回归计算的相关系数大于0.90,相关性较高.2)当水泥牌号为P.032.5R水泥时:28d水泥抗压强度推算式为Y=1.302x+11.105.28d水泥抗折强度推算式为Y=0.9926x+2.6946.X为水泥的3d抗压/抗折强度,Y为水泥的28d抗压/抗折强度(下同).3)当水泥牌号为P.C32.5R水泥时:28d水泥抗压强度推算式为v=1.2486x+13.536.28d水泥抗折强度推2.2孔隙率对沥青混合料抗滑性的影响抗滑表层好的抗滑能力是由良好的微观构造,宏观构造和防止滑?留性污染三个要素构成的.其中宏观构造是指面层表面石料颗粒间的孔隙,也称表面构造深度.宏观构造主要影响高速行车时表层的抗滑能力.表面构造深度大,高速行车时表层的抗滑能力就强.孔隙率小时,表层构造深度小,达不到对抗滑表层的要求.研究表明,开放交通后,沥青上面层,特别是表面层的孔隙率过小容易导致面层表面泛油,则表面构造深度将减少很多,甚至完全失去表面构造深度,路面抗滑性能显着下降.泛油现象愈严重,摩擦系数降低的幅度就愈大,实际摩擦系数值也愈小.相反的,孔隙率大时,表层构造深度大,可以满足高速行车时对沥青路面抗滑性能的要求.2.3孔隙率对沥青混合料抗渗性的影响沥青路面的抗渗能力主要取决于沥青路面的孔隙率.孑L隙率越大,其抗渗能力越差.沥青混凝土的孔隙率过大,降水容易透算式为Y=0.9172x+3.2722.4)本文所推荐的这4个关系式是根据我们这个地区常用的P.032.5R和P.(232.5R等级水泥的实测结果计算分析得出的.在实际应用中应根据各地区常用的水泥试验结果推算当地关系式.当发现常用的水泥强度发展规律有变化时,应根据积累的试验数据重新计算调整关系式.5)不同品种的水泥,不同水灰比,强度发展规律也不同,也应相应求得专用关系式.6)按关系式求得的28d强度仅可作为实际应用中的参考值,而不能用来确定水泥28d强度的准确值.具体评定水泥强度是否合格,还要以水泥试验28d强度结果为依据.参考文献:[1]JGJ/T15—2008,早期推定混凝土强度试验方法标准[S].12lDL/r5129—2001,碾压式土石坝施工规范IS1.[3]林连海.水泥稳定碎石混合料强度发展规律研究[J].山西建筑,2008,34(18):161—162.Thecorrelationanalysisofcement3dstrengthand28dstrengthLIUWei-zhongellENChi-feIlgAbstract:Throughcomparisondetectionof3dand28dcementcompressionstrength,witherr oranalysisandmathematicalstatisticsetc.methods,the3dand28dcementcompressionstrengthwerecountedandanalyzed,thereforea correctioncoefficientofrelationshipbetween3dcementcompressionstrengthand28dcementcompressionstrengthwasgeneralized. Keywords:cement,strength,correlation,analysis收稿日期:2009—09.02作者简介:徐豫青(1979一),男,助理工程师,南通市建设工程质量监督站,江苏南通226001葛文璇(1979.),女,讲师,南通大学建筑工程学院,江苏南通226019 来晨霏(1988一),男,南通大学本科生,江苏南通226019第36卷第1期?l82?2010年1月山西建筑入到结构层中去,使沥青路面产生各种各样的水破坏.我国施工规范要求的压实度只有96%,在达到此压实度标准的情况下,现场沥青混凝土的孔隙率已达12%左右.由于沥青混凝土的不均匀性较大,少量局部小面积的孔隙率甚至会高达15% 左右.因此,降水很容易透入表面层及其下面的结构层,导致严重水破坏.水破坏处常是沥青混凝土层孑L隙率较大和自由水容易透入的位置.沥青混凝土的不均匀性愈大,孔隙率较大的位置愈多,水破坏现象也就愈严重.沥青混凝土的压实度愈小,其现场孔隙率愈大,水破坏现象也就愈严重.我国的路面结构设计习惯上不考虑路面内部(或结构层)排水,也不考虑防止水侵害基层.结果为水进得去但出不来,任其在路面结构层内发挥破坏作用.因此,为了减少沥青路面的水破坏,沥青面层的各层都采用孔隙率不大于5%的密实沥青混凝土.2.4孔隙率对沥青混合料耐久性的影响沥青路面应具有抵抗温度,阳光,空气,水等各种大气因素作用的能力,即在这些因素的作用下,沥青路面的性质不至很快恶化,失去粘性,性质变脆,以致在行车荷载和其他因素的作用下发生脆裂,乃至沥青与矿料脱离,使路面松散破坏.沥青混合料的孑L隙率大会使空气容易进入结构层中,沥青膜暴露增多,使沥青容易氧化变脆,从而导致沥青混合料容易产生裂缝和松散,促进了老化作用,直接影响路面的使用寿命.此外,孔隙率增大也会使混合料的渗水率增加,从而加剧了水的沥青膜的剥落作用. 2.5孔隙率对沥青混凝土疲劳寿命的影响影响沥青混合料疲劳寿命的因素很多,沥青混合料的孔隙率就是主要因素之一.从材料来讲,矿料级配组成直接影响到孔隙率.试验表明,不管是控制应力或控制应变模式,疲劳寿命随孑L 隙率增大而减小.因为孔隙率增大则透水性增大,路面强度和稳定性下降,疲劳寿命降低.从沥青混合料现场铺筑后的压实度来说,压实度的高低直接影响到沥青混合料的孔隙率大小.增加沥青混凝土层的孔隙率会减少沥青混凝土的疲劳寿命和增加沥青的氧化速度.因此保证现场沥青混合料有高的压实度,即减少孔隙率,提高沥青层抗大气造成的氧化,对增长沥青混凝土的疲劳寿命是极为重要的.表1不同孔隙率下改性SAC.25混凝土的强度MPa强度孔隙抗压强度劈裂强度窒60℃.一2O℃.%浸水前CSR@冻融前TSRG水中48h60℃冻融45.45(1.0)①353(10)0650.86(1o)0.53(10)O6274.49(0.82)3.31(094)074074(0.86)0.49(0.92)066103.7l(068)278(079)075065(0.76)133.02(0.55)2.49(071)O82053(0.62)043(0.81)O8l注:①强度数据均为平均值,括号内数据为相对比值;②(R为浸水前后抗压强度:;TSR为冻融前后劈裂强度比2.6孔隙率对沥青混凝土强度的影响王旭东博士的室内试验证明,沥青混合料的孔隙率对沥青混凝土的力学性质有显着的影响.沥青混合料的孑L隙率对其强度影响的试验采用了静压成型的圆柱体试件.因为采用静压成型法容易按预定的孔隙率制备试件.不同的孑L隙率下沥青混凝土的强度试验结果如表1所示. 从该试验可以看到,无论是抗压强度还是劈裂强度,也无论是否浸水和是否经过冻融,沥青混合料的孔隙率对各种不同情况下的沥青混凝土的强度都有显着影响,强度均随孔隙率的增加而降低. 3在采用压实度指标的同时要采用现场孔隙率指标现场孔隙率和压实度实质上是相同的.但现场孔隙率必须待第二天到现场钻孔取钻件后,送室内采取措施使钻取过程中进入试件开口孑L隙的水分蒸发出来,再用蜡封法测定试件体积后, 才能计算或通过试验得到.严格地讲,它需要较长的时间才能有结果.如果事先通过标定,已经得到核子仪所得检测层沥青混凝土的密度与钻件密度的关系方程,则沥青混凝土碾压结束后,可以立即用核子仪快速测定沥青混凝土的密度,并对压实度进行仞步快速评定.4沥青混合料孔隙率的控制沥青混合料的孔隙率对沥青混凝土的各个主要技术性能有很大影响.如从耐久性的角度出发,沥青混合料的孔隙率应尽量减小,以防止水和阳光中紫外线对沥青的老化作用;但从沥青混合料的高温稳定性考虑,孔隙率又应大些,以备夏季沥青材料受热膨胀时有一定的缓冲空间.我国现在一般对于高等级公路,特别是高速公路的沥青面层,无论是一层,二层还是三层,所采用的沥青混凝土都应该是密实的.但不包括采用孑L隙率大于20%的沥青混凝土做表面层(排水磨耗层或减噪声磨耗层)或做面层下部的排水层情况.这种密实式沥青混凝土,室内马歇尔试验的孔隙率应是3%~4%.规定表面层沥青混凝土的现场孔隙率不大于6%,从安全角度考虑是合适的.因为当孔隙率的下限达到6%时,实际少数点的孑L隙率会达到7%左右.表2高速公路和一级公路要求参数%现场L隙率压实度表面层<6≥98中面层和(或)底面层<7≥97综上所述,我国高速公路和一级公路最好达到表2规定.参考文献:[1]谭忆秋.沥青与沥青混合料[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2007.[2]刘立新.沥青混合料粘弹性力学及材料学原理[M].北京:人民交通出版社,2006.[3]张肖宁.沥青路面施工质量控制与保证[M].北京:人民交通出版社.2009.[4]刘顺祥.土木工程材料[M].北京:中国建材工业出版社,2001.[5]李立寒.道路建筑材料[M】.北京:人民交通出版社,2008.[6]吴旷怀.道路工程[M].北京:中国建筑工业出版社,2008.[7]刘健洲.沥青与沥青混合料水稳性的关系分析[J].山西建筑,2008,34(10):173—174.Onporosity'SinfluenceonasphaltmixtureXUYu-qingGEWen-xuanLAIChen-feiAbstract:I'hepaperillustratesthecomprehensiveinfluenceoftheporosityontheasphaltmixt ure,indicatestheconceptoftheporodty,intro—ducestheprecautior~softhefx)rositycontrolintheprojeetsfortheasphaltmixture,andconcl udestheoptimizedporosityoftheasphaltsurfaceoftheexpm~sway.Keywords:porosity,asphaltmixture,influence,control。
空隙率对沥青混凝土路面透水性影响及施工中的控制
公路 2010年6月 第6期H IGH WA Y Jun 2010 N o 6 文章编号:0451-0712(2010)06-0192-05 中图分类号:U416 217 文献标识码:B空隙率对沥青混凝土路面透水性影响及施工中的控制李明国1,2,申爱琴2,臧芝树2,牛晓霞1(1 广东华路交通科技有限公司 广州市 510420;2 长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室 西安市 710064)摘 要:沥青混合料空隙率是影响沥青混凝土路面透水性的主要因素,为了评价沥青混合料透水性与空隙率的关系以及沥青混凝土路面施工中空隙率控制方法,本文对沥青混合料透水性进行了室内与现场试验分析,并通过正交试验分析级配波动对沥青混合料透水性的影响。
分析结果表明:沥青混合料空隙率与透水性成指数关系,空隙率越大,透水性越强;沥青用量和通过0 075mm筛孔的质量百分率的波动对沥青混凝土路面的渗水性影响最大。
关键词:沥青混合料;透水性;空隙率;级配;施工水损害常常是沥青混凝土路面的主要病害之一,主要发生在抗滑磨耗层。
密水性是避免水损害的必要条件。
根据国内外的研究结果[1],沥青混凝土路面在空隙率为8%时显示出很高的透水性;当实际空隙率大于15%时,水在路面空隙中迅速排出,但在8%~15%范围内则在路面空隙中缓慢渗流或滞留在里面,后一种情况最易造成水损害。
由于沥青混合料级配的差异,其透水性与空隙率之间的关系也不尽相同,为了准确评价AK 16型抗滑表层透水性与空隙率之间的关系,采取室内试验与现场相结合的方法。
1 室内渗水试验1 1 室内渗水试验分析室内试验即按98%的压实度成型车辙板(每个筛孔为一种材料),用渗水仪实测每个板的渗水系数[3],然后在每个板上钻芯取样测定其空隙率,平行试验3次,取其平均值作为试验结果。
试验结果按空隙率相差1%的间隔进行统计处理,并计算其相应的平均空隙率和渗水系数。
结果见表1和图1。
试验结果表明,随着空隙率的增大,沥青混合料的渗水系数增大,透水性增加。
排水沥青路面渗透性与连通空隙率的关系研究
泉塘立交
平 交
简易菱形 立交
半 苜 蓿 叶 半 定 向
主线上跨
环 形 匝道 改 半 定 向 匝 道
处 是环形 匝道 由于不能满足交通量需求改建为定 向匝道 。 既有平交改建立 交是 城镇化 地 区公 路改 造 的常见 情况 。随 着 城镇 面积 的扩 大 , 网逐 渐扩 大、 密 , 路 加 主线 的平交 口增 多 , 过 境交通延误加长 , 在路网分流不力的平交节 点改建为立 交是较好
排 水 沥 青 路 面 渗 透 性 与连 通 空 隙 率 的 关 系研 究
郑 鹏 飞
摘 要: 通过 室 内试验 实测 了不同空隙率 的 T S改性沥青混合料其连 通空 隙率和横 向渗透 系数 , 究结果表 明 , P 研 沥青 混 合料的渗水 系数和空 隙率有较好的相关性 , 随着空隙率 的增 大而增 大; 采用指 数函数可以很好 地反 映横向渗透 系数 与连 通空 隙率的关 系, 可根据 回归公 式选 用不 同连通 空隙率标准得到相应 的横 向渗透 系数值 , 而对排 水材料的排 水性 能进 从
行设计。
关键词 : 水沥青混合料 , 排 横向渗透 系数 , 空隙率, 连通空隙率
中图 分 类 号 : 46 2 7 U 1 . 1 文 献 标 识 码 : A
近年来我 国高 速公路 建设 发展迅 速 , 里程逐 年增长 , 网 E 路 t 空隙率( 有效空隙率 ) 相关 , 因此如 果能找 出材料 的连一种路 面形 式。排水性 沥青 采用 渗透系数可以综合反映多孔 介质透水性能 , 其一方 面取决于孔 隙
大空 隙沥青混合料 作路表 功能 层 , 有很好 的排水 功 能 , 雨天 介质的特性 , 具 在 同时与流体 的物理性 质如粘度和温 度有关 J 。在道
空隙率对沥青路面路用性能的影响研究
空隙率对沥青路面路用性能的影响研究摘要:空隙率是沥青混合料配合比设计过程中重要参数,同时在施工过程中,空隙率指标也是进行质量控制和施工质量评定的关键指标之一。
本文模拟施工过程中空隙率变化,通过室内试验,探究空隙率变化对路面性能的影响规律,从而提出沥青路面施工空隙率的合理控制范围,延长路面使用寿命,提高沥青路面耐久性。
关键词:空隙率;室内试验;路用性能;耐久性0引言已有的工程经验表明,沥青路面空隙率对路面路用性能及耐久性有重要影响,空隙率大小,直接影响路面抗车辙性能、水损害性能。
因此,选择合适的沥青路面施工空隙率控制标准,有利于提高沥青路面施工质量,延长路面使用寿命。
本文通过对同一级配、不同空隙率混合料的路用性能进行研究,模拟现场实际施工过程中由于混合料级配波动、压实不均匀等原因造成空隙率变化,分析其对沥青路面性能的影响。
本研究选取典型、应用较为广泛的沥青混合料Sup-13作为研究对象,室内成型5种不同空隙率(2%、4%、5%、7%、9%)的混合料。
1 原材料本文研究釆用的沥青为70#道路石油沥青,集料为石灰岩,相关性能指标检测结果均满足规范要求,其中沥青相关技术指标检测结果如表1所示。
结果表明:Sup-13动稳定度随车辙板成型空隙率变化而发生明显变化。
根据拟合曲线,当空隙率在3~6%时,混合料动稳定度处于较高的水平,当空隙率低于3%或高于6%时,混合料高温性能迅速降低。
主要是因为当空隙率较大时(>6%),混合料中粗集料颗粒之间没有相互嵌挤结构,接触点不稳定,抗变形能力不足,在荷载作用下易产生压密性车辙;而空隙率过小时(<3%),混合料内部没有足够的空间容纳变形,混合料抗剪切变形能力不足,形成流变型车辙。
因此根据试验结果,考虑高温性能,建议现场空隙率宜控制在94%~97%之间。
(2)施工空隙率对抗水损害性能的影响分别采用AASHTO T283试验和浸水马歇尔试验评价不同成型空隙率条件下Sup-13抗水损害性能。
空隙率对沥青混凝土路面透水性影响及施工中的控制
空隙率对沥青混凝土路面透水性影响及施工中的控制发布时间:2021-12-03T09:01:29.654Z 来源:《城镇建设》2021年第19期作者:丁康余[导读] 建筑行业的飞速发展,带动混凝土技术不断进步。
在路面建设中,丁康余中铁上海工程局集团第一工程有限公司安徽省芜湖市 241000摘要:建筑行业的飞速发展,带动混凝土技术不断进步。
在路面建设中,沥青混凝土空隙率的高低控制直接影响着它本身和路面的相关性能与使用年限。
本文针对空隙率对沥青混凝土路面透水性的影响,设计出科学合理的标准来控制沥青混凝土空隙率的比例,使其在道路施工中发挥最大的功效。
关键词:空隙率;沥青混凝土;透水性影响;施工过程控制。
空隙率对沥青混凝土路面透水性有着极大地影响,空隙率越大,透水性能越好。
沥青混凝土作为建筑工程中应用最广的部分,保证其合理的空隙率,有效控制施工中沥青混凝土路面的透水性,成了如今我们建筑行业发展的重点,要提高这一技术工作,需要我们深入研究沥青混凝土路面透水性和空隙率之间的关系,找到解决措施,促进路面质量的提升。
一、沥青混凝土相关概述1、沥青混凝土和空隙率的定义(1)沥青混凝土,俗称沥青砼,是利用人工将不同材质的材料按照特定比例严格配置而成的混合材料,由于材料种类、密实程度和使用性能差异,所以沥青混凝土的性能也存在不同程度的差别。
(2)空隙率(VC)是指路面沥青混凝土中混合材料之间的孔隙体积占沥青混凝土总体体积的百分比的一种比例。
2、沥青混凝土的性能(1)水稳定性;沥青混凝土长时间裸露在自然环境中,其在雨雪等降水天气下会被这些自然降水逐渐侵蚀,长此以往就会造成沥青混凝土内部结构的破坏。
而沥青混凝土本身所具有的水稳定性恰好可以在一定程度上减轻由松散、洼坑、碎裂等特殊情况对沥青混凝土质量的破坏力,即使水会对沥青混凝土路面产生一定的侵蚀与破坏,其所具有的水稳定性也可以保障路面的稳固。
(2)低温抗裂性;冬季的低温会影响到沥青混凝土的物质结构,为了保证路面在低温下的正常使用,我们要保证沥青混凝土的抗裂性能的发挥。
浅谈空隙率对沥青混凝土道路的重要影响
浅谈空隙率对沥青混凝土道路的重要影响发表时间:2017-12-26T15:10:46.717Z 来源:《建筑学研究前沿》2017年第20期作者:姚峥史小英[导读] 本文通过阐述水侵害机理和运用工程实例验证密度、稳定度和空隙率的关系,浅谈空隙率对沥青混凝土道路的重要影响。
中国水利水电第十三工程局有限公司天津 300384 摘要:沥青混凝土路面具有承重能力强、变形能力强、耐磨、可回收、舒适度高等突出优点,其发展迅速,东部非洲国家也开始大范围推广,但是,热带草原气候使得沥青混凝土路面的耐水性差的这个缺点呈现明显,由于沥青混合料之间空隙的存在,雨水透过沥青表面进入沥青混凝土内部,渗透水长期作用于沥青混凝土内部,引起集料沥青膜剥离,最终导致沥青混凝土面层松散而破坏。
本文通过阐述水侵害机理和运用工程实例验证密度、稳定度和空隙率的关系,浅谈空隙率对沥青混凝土道路的重要影响。
关键词:沥青混合料空隙率水侵害马歇尔稳定度近年来,沥青混凝土路面发展迅速,东部非洲国家也开始大范围推广,但是,热带草原气候中的雨季,降雨周期长,雨量大的特点使沥青混凝土路面的耐水性差的这个缺点呈现明显,雨水聚集在沥青混凝土表面,虽然部分水得以排放和蒸发,但是仍有部分水通过沥青混合料之间的空隙进入沥青混合料内部,渗透水长期作用于沥青混凝土内部,引起集料沥青膜剥离,最终导致沥青混凝土面层松散而破坏。
现在,我们以东非坦桑尼亚塔波拉机场修复升级工程项目为研究实例,验证空隙率与密度和稳定度的线性关系,阐述空隙率对透水性影响,最后从水侵害对沥青混凝土道路的影响方面进行粗浅的研究和学习。
1、空隙率与密度和稳定度的关系工程实例:东非坦桑尼亚塔波拉机场修复升级工程项目,工程位于坦桑尼亚塔波拉市。
执行标准为英国BS标准。
路面结构自上而下设计为:厚度45mm细粒式沥青混凝土磨耗层,55mm中粒式沥青混凝土基层,70mm粗粒式沥青碎石基层;150mm水泥稳定土底基层(水泥含量5%)沥青混凝土工程质量检验采用钻取样芯的方法进行。
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(1-4)
将 g gradH =p- g 代入式(1-4)可以得出
gradH = C0 C1 u u g u
(1-5)
同时,渗流基本定律-达西定律Fra bibliotek表示为gradH = 1 1 u u u K K u
The investigation on influence of the porosity for the seepage characteristic of pervious bituminous pavement
Abstract: In order to investigate the seepage characteristic of pervious bituminous pavement, a model is proposed to simulate the seepage characteristic of pervious bituminous pavement. The influence of the porosity was investigated for the seepage characteristic of pervious bituminous pavement based on the porous media seepage theory. The simulation results show that the permeation rate is obviouly influenced by the rain type (rainfall intensity is 18.8 mm/h) for the pervious bituminous pavement, and is larger under I type for the rain type than that under the other rain type. The influence of the porosity on permeable asphalt concrete layer is slight for the permeation rate of pervious bituminous pavement. The permeation rate of pervious bituminous pavement is obviously impacted by the porosity of the stabilized macadam base layer for macropore asphalt, and increase with the increase of that. The influence of the porosity on graded gravel and sand cushion layer is slight for the permeation rate of pervious bituminous pavement when the porosity of that is more than 0.35. These results will provide some constructive instructions for the design of the structure and asphalt mixed material compounding ratio on pervious bituminous pavement. Key words: pervious bituminous pavement; Porosity; Seepage; CFD
clay subgrade d5=50cm
(a)路面简化模型局部结构 (b)透水性沥青路面结构局部网格 (a) The local structure of simplified model (b) The local mesh of simplified model 图 2 路面简化模型局部结构及其网格 Fig.2 The local structure and mesh of simplified model on the pervious bituminous pavement
网络出版时间:2016-09-18 10:16:00 网络出版地址:/kcms/detail/31.1764.TU.20160918.1016.082.html
孔隙率对透水性沥青路面渗透性能的影响规律
摘 要:为研究不同层孔隙率对透水性沥青路面渗透性能的影响规律,建立了透水性沥青路面渗透性能 分析模型, 基于多孔介质渗流理论, 采用数值模拟方法分析了不同层孔隙率对透水性沥青路面渗透性能的 影响规律。 研究结果表明: 雨型 (降雨强度) 对透水性沥青路面渗透性能的影响比较明显, 在 I 型雨型 (降 雨强度为 18.8mm/h)条件下路面的渗透速率大于其他雨型;当孔隙率在 0.15-0.25 范围内,透水沥青混凝 土层孔隙率对透水性沥青路面渗透性能的影响较小, 大孔隙沥青稳定碎石基层孔隙率对透水性沥青路面渗 透性能的影响比较明显,并且随孔隙率增大而增强;当级配碎石层和砂垫层孔隙率大于 0.35 时,其孔隙 率对透水性沥青路面渗透性能的影响较小。 该研究成果将为透水性沥青路面结构以及混合料配比设计提供 重要指导意义。 关键词:透水性沥青路面;孔隙率;渗透性能;CFD 中图分类号: 文献标志码:A 文章编号:
透水性沥青路面所采用的透水性沥青混合料具有孔隙率大和大粒径骨料含量较多的特 点。其不仅提高了透水沥青路面的抗滑性能,同时使雨水通过路面的多孔结构向下渗流, 从而达到水体净化及缓解地表径流, 避免城区内涝, 改善城市地表土壤生态环境等目的[1, 2]。 目前,我国透水性沥青路面的研究还处于起步阶段,其相关研究成果主要集中在沥青混合 料透水性能、透水性沥青路面降温性能、降噪性能以及抗车辙能力研究等方面[3-5]。 掌握不同结构层孔隙率对透水性沥青路面整体渗透性能的影响,在满足强度要求的基 础上,调整透水性沥青路面不同层混合料配比,设计出合理的孔隙率,才能达到透水性沥 青路面透水性能设计的目的[6, 7];也就是说,弄清不同结构层空隙率条件下,雨水在透水性 沥青路面整体结构中的渗透性能,是透水性沥青路面整体结构设计的前提。因此,研究不 同结构层孔隙率对透水性沥青路面整体结构渗透性能的影响规律,对透水性沥青路面结构 以及沥青混合料配比设计具有重要理论指导意义。但是目前有关不同结构层孔隙率对透水
K =0.0121e0.1473n
(1-9)
因此,本文将依据式(1-7)和式(1-8),对透水性沥青路面渗透性能分析模型中的动量方
程源项经验系数 C0 和 C1 进行确定。
1.3 边界条件 本文首先采用 ICEM 软件对图 1 模型进行网格划分,并对其网格进行无关性验证,局 部网格见图 2(b)。本文选取网格数分别为 2.2 万、4.4 万、6.4 万和 8.8 万四套网格,对 同一工况进行模拟,其计算误差分别为 10%、4%、3%和 2%;模拟结果表明在网格数超 过 4.4 万时,计算结果与网格数无关。为提高计算效率,本文最终选取网格数为 4.4 万的网 格,对透水性沥青路面整体结构渗透性能进行模拟研究。 同时,设置边界条件是模型封闭的必要条件,本文在图 1 模型的左侧边采用对称边界 条件,模拟透水性沥青路面结构的对称性;在右侧边采用壁面边界条件;在透水性沥青路 面顶面施加静压边界条件,模拟降雨过程中雨水动压对透水性路面的作用。 1.4 模型验证 为保证上述模拟方法的可靠性,本文首先对文献
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图 1 路面结构简化模型 Fig.1 The simplified model of pervious bituminous pavement
permeable asphalt concrete layer d1=4cm asphalt treated base d2=7cm graded stone layer d3=20cm sand cushion d4=20cm
L L + u L L 0 t G G + uG G 0 t
(1-1)
T (1-2) u + uu p u u t g S 其中 为体积分数; u 为空隙流体真实速度矢量, u =nu ' ; n 为孔隙率; p 为压力; 为密度, 下标 L 代表水,G 代表空气;S 为源项。 在 FLUENT 即 =LL G 1 L ;g 为重力加速度;
中,源项可用式(1-3)进行计算[13]
C1 u S C0 u u
(1-3)
其中 C0 和 C1 是两个实际工程经验系数,需要依据实际问题的实验数据进行确定。
对于透水性沥青路面,雨水在其内部的流动处于层流状态,式(1-2)中流体质点之间的 粘性力、加速力和惯性损失忽略以后,其可进一步表示为
1 多孔介质渗透模型分析
1.1 物理模型 透水性沥青路面从面层到底层依次由透水沥青混凝土层、大空隙沥青稳定碎石基层、 级配碎石层以及砂垫层组成,在透水性沥青路面结构最底层是粘性土路基。在雨水渗流过 程中,沿长度方向透水性沥青路面的降雨强度保持一致,其渗流规律一致;透水性沥青路 面的结构沿路面中线呈对称性,同时考虑到粘性土路基对透水性沥青路面结构渗透性能的 影响, 本文以某实际工程中的透水性沥青路面基本结构参数为依据, 以透水沥青混凝土层、 大空隙沥青稳定碎石基层、 级配碎石层、 砂垫层以及粘性土路基组成路面结构为研究对象, 沿中心线取其对称的二维路面结构,进行其整体的雨水渗透性能研究,结构参数见图 1, 局部网格见图 2。
性沥青路面整体渗透性能的影响机理研究较少[8-10],这将严重制约我国透水性沥青路面在 实际工程应用中的推广。 鉴于此,本文基于多孔介质渗流理论,建立透水性沥青路面渗透性能分析模型,利用 文献试验数据对其可靠性进行验证;在保证模型可靠性基础上,模拟分析不同层孔隙率对 透水性沥青路面整体渗透性能的影响规律。