本发明属于公路工程沥青及沥青混合料试验装置
技术领域：
，涉及一种荷载-冲刷作用下沥青混合料渗水性能的试验装置及方法。
背景技术：
：近年来，随着我国公路事业的发展，公路总里程不断增加，特别是高等级公路。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。然而，随着沥青路面服役年限的增加，沥青路面逐渐出现车辙、坑槽、松散和剥落现象，经过道路研究者大量的调研研究发现，出现这些病害的主要原因是当雨天或路表有积水时，在车辆荷载反复作用下，孔隙内的水会产生超孔隙水压力，这种超孔隙水压力使裹覆在集料表面的沥青膜剥落，致使集料与沥青之间的粘结能力下降，导致沥青路面出现裂缝或孔隙增大使水进一步侵入道路内部，从而影响了沥青路面的各项力学性能，因此很有必要测试荷载-冲刷作用对沥青混合料渗水性能的影响。技术实现要素：本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种荷载-冲刷作用下沥青混合料渗水性能的试验装置及方法，该装置及方法能够测试载荷-冲刷作用对沥青混合料渗水性能的影响。为达到上述目的，本发明所述的荷载-冲刷作用下沥青混合料渗水性能的试验装置包括立柱、底座、横梁、轨道、传动杆、滑车、车轮、控制器、烧杯、车轮、出水管以及用于控制升降杆的升降控制仪；立柱竖立固定于底座上，立柱的侧面设置有载物台，升降杆竖立固定于立柱的顶部，其中，横梁固定于升降杆的顶部，轨道固定于横梁上，滑车位于轨道上，传动杆的上端固定于滑车上，车轮设置于传动杆的下端，烧杯位于载物台上，试验台位于烧杯内，待试验试件位于试验台上，车轮位于待试验试件上，传动杆上设置有载荷槽，外罩内设置有用于调节外罩内温度的加热箱；传动杆上设置有喷头，其中，出水管与所述喷头相连通，喷头正对待试验试件，控制器与升降控制仪的控制端及喷头的控制端相连接。还包括水泵及进水管，其中，水泵的入口经进水管与烧杯相连通，水泵的出口经出水管与喷头相连通。还包括用于控制加热箱的电源键及调温键。控制器为触屏控制器。外罩为透明结构。本发明所述的荷载-冲刷作用下沥青混合料渗水性能的试验方法包括以下步骤：1)测量待试验试件的渗透系数，同时设定待试验试件的加载荷载为150n，循环加载次数为1500次；2)打开外罩，将待试验试件放置在试验台，开启加热箱，通过加热箱调节外罩内的温度，同时调节升降杆，使车轮的底部接触到待试验试件，再向载荷槽内放入砝码，通过砝码向待试验试件加载荷载，然后关闭外罩，再通过喷头对待试验试件进行冲刷处理，同时控制滑车在轨道上往复移动，实现车轮对待试验试件的循环加载，最后测量待试验试件的渗透系数；3)打开外罩，更换待试验试件及砝码，使砝码向待试验试件加载300n的荷载，同时设置循环加载次数为1500次，再关闭外罩，然后重复步骤2)；4)打开外罩，更换待试验试件及砝码，使砝码向待试验试件加载450n的荷载，同时设置循环加载次数为1500次，再关闭外罩，然后重复步骤2)；5)打开外罩，更换待试验试件及砝码，使砝码向待试验试件加载600n的荷载，同时设置循环加载次数为1500次，再关闭外罩，然后重复步骤2)；6)计算待试验试件的荷载贡献系数α，其中，1＝2,3,4,5，步骤1)、步骤2)、步骤3)、步骤4)及步骤5)得到的待试验试件的渗透系数分别为c1、c2、c3、c4及c5，然后根据待试验试件的荷载贡献系数评估沥青混合料的渗水性能。本发明所述的荷载-冲刷作用下沥青混合料渗水性能的试验方法包括以下步骤：1)测量待测试验试件的渗透系数，设定待试验试件的冲刷强度为0.5mm/h；2)打开外罩，将待试验试件放置在试验台上，开启加热箱，通过加热箱调节外罩内的温度，同时调节升降杆，使车轮的底部接触到待试验试件，再向载荷槽内放入砝码，通过砝码向待试验试件加载预设荷载，然后关闭外罩，再通过喷头对待试验试件进行冲刷处理，使待试验试件的冲刷强度达到设定冲刷强度，同时控制滑车在轨道往复移动，实现车轮对待试验试件的循环加载，最后测量待试验试件的渗透系数；3)打开外罩，更换待试验试件，再重新设置待试验试件的冲刷强度为1mm/h，然后关闭外罩，最后重复步骤2)；4)打开外罩，更换待试验试件，再重新设置待试验试件的冲刷强度为1.5mm/h，然后关闭外罩，最后重复步骤2)；5)打开外罩，更换待试验试件，再重新设置待试验试件的冲刷强度为2mm/h，然后关闭外罩，最后重复步骤2)；6)计算待试验试件的冲刷强度贡献指数β，i＝2,3,4,5，其中，步骤1)、步骤2)、步骤3)、步骤4)及步骤5)得到的待试验试件的渗透系数分别为c1'、c2'、c3'、c4'及c5'，然后根据待试验试件的冲刷强度贡献指数β评估荷载-冲刷下沥青混合料的抗疲劳性能，其中，冲刷强度贡献指数β越小，则荷载-冲刷下沥青混合料的抗疲劳性能越高。本发明具有以下有益效果：本发明所述的荷载-冲刷作用下沥青混合料渗水性能的试验装置及方法在具体操作时，根据试验要求调整放置到载荷槽内砝码的数量，以实现调节待试验试件加载荷载的目的，然后通过滑车带动车轮在待试验试件上进行碾压，实现待试验试件的循环加载，同时通过喷头对待试验试件进行冲刷处理，最后通过测试待试验试件的渗水性能，以确定荷载-冲刷作用对沥青路面的渗水性能的影响，结构简单，操作方便。进一步，通过调节水泵送出的水压，实现待试验试件在变冲刷压力条件下渗水性能的测试，操作较为方便。附图说明图1为本发明的结构示意图；图2为试验试件的结构示意图。其中，1为底座、2为外罩2、3为触屏控制器、4为立柱、5为升降控制仪、6为升降杆、7为横梁、8为滑车、9为传动杆、10为轨道、11为载荷槽、12为车轮、13为喷头、14为出水管、15为水泵、16为进水管、17为烧杯、18为待试验试件、19为试验台、20为载物台、21为加热箱、211为电源键、212为调温键。具体实施方式下面结合附图对本发明做进一步详细描述：参考图1及图2，本发明所述的荷载-冲刷作用下沥青混合料渗水性能的试验装置包括立柱4、底座1、横梁7、轨道10、传动杆9、滑车8、车轮12、控制器3、烧杯17、车轮12、出水管14以及用于控制升降杆6的升降控制仪5；立柱4竖立固定于底座1上，立柱4的侧面设置有载物台20，升降杆6竖立固定于立柱4的顶部，其中，横梁7固定于升降杆6的顶部，轨道10固定于横梁7上，滑车8位于轨道10上，传动杆9的上端固定于滑车8上，车轮12设置于传动杆9的下端，烧杯17位于载物台20上，试验台19位于烧杯17内，待试验试件18位于试验台19上，车轮12位于待试验试件18上，传动杆9上设置有载荷槽11，外罩2内设置有用于调节外罩2内温度的加热箱21；传动杆9上设置有喷头13，其中，出水管14与所述喷头13相连通，喷头13正对待试验试件18，控制器3与升降控制仪5的控制端及喷头的控制端相连接。本发明还包括水泵15、进水管16以及用于控制加热箱21的电源键211及调温键212，其中，水泵15的入口经进水管16与烧杯17相连通，水泵15的出口经出水管14与喷头13相连通。控制器3为触屏控制器；外罩2为透明结构。实施例一本发明所述的荷载-冲刷作用下沥青混合料渗水性能的试验方法包括以下步骤：1)测量待试验试件18的渗透系数，同时设定待试验试件18的加载荷载为150n，循环加载次数为1500次；2)打开外罩2，将待试验试件18放置在试验台19，开启加热箱21，通过加热箱21调节外罩2内的温度，同时调节升降杆6，使车轮12的底部接触到待试验试件18，再向载荷槽11内放入砝码，通过砝码向待试验试件18加载荷载，然后关闭外罩2，再通过喷头13对待试验试件18进行冲刷处理，同时控制滑车8在轨道10上往复移动，实现车轮12对待试验试件18的循环加载，最后测量待试验试件18的渗透系数；3)打开外罩2，更换待试验试件18及砝码，使砝码向待试验试件18加载300n的荷载，同时设置循环加载次数为1500次，再关闭外罩2，然后重复步骤2)；4)打开外罩2，更换待试验试件18及砝码，使砝码向待试验试件18加载450n的荷载，同时设置循环加载次数为1500次，再关闭外罩2，然后重复步骤2)；5)打开外罩2，更换待试验试件18及砝码，使砝码向待试验试件18加载600n的荷载，同时设置循环加载次数为1500次，再关闭外罩2，然后重复步骤2)；6)计算待试验试件18的荷载贡献系数α，其中，1＝2,3,4,5，步骤1)、步骤2)、步骤3)、步骤4)及步骤5)得到的待试验试件18的渗透系数分别为c1、c2、c3、c4及c5，然后根据待试验试件18的荷载贡献系数评估沥青混合料的渗水性能，具体评估如表1所示：表1荷载贡献系数α0～0.50.5～1.51.5～3.03.0～5.0＞5.0评价指数54321渗水性能优良中差极差实施例二本发明所述的荷载-冲刷作用下沥青混合料渗水性能的试验方法包括以下步骤：1)测量待测试验试件的渗透系数，设定待试验试件18的冲刷强度为0.5mm/h；2)打开外罩2，将待试验试件18放置在试验台19上，开启加热箱21，通过加热箱21调节外罩2内的温度，同时调节升降杆6，使车轮12的底部接触到待试验试件18，再向载荷槽11内放入砝码，通过砝码向待试验试件18加载预设荷载，然后关闭外罩2，再通过喷头13对待试验试件18进行冲刷处理，使待试验试件18的冲刷强度达到设定冲刷强度，同时控制滑车8在轨道10往复移动，实现车轮12对待试验试件18的循环加载，最后测量待试验试件18的渗透系数；3)打开外罩2，更换待试验试件18，再重新设置待试验试件18的冲刷强度为1mm/h，然后关闭外罩2，最后重复步骤2)；4)打开外罩2，更换待试验试件18，再重新设置待试验试件18的冲刷强度为1.5mm/h，然后关闭外罩2，最后重复步骤2)；5)打开外罩2，更换待试验试件18，再重新设置待试验试件18的冲刷强度为2mm/h，然后关闭外罩2，最后重复步骤2)；6)计算待试验试件18的冲刷强度贡献指数β，i＝2,3,4,5，其中，步骤1)、步骤2)、步骤3)、步骤4)及步骤5)得到的待试验试件18的渗透系数分别为c1'、c2'、c3'、c4'及c5'，然后根据待试验试件18的冲刷强度贡献指数β评估荷载-冲刷下沥青混合料的抗疲劳性能，其中，冲刷强度贡献指数β越小，则荷载-冲刷下沥青混合料的抗疲劳性能越高。当前第1页12