本发明涉及公路养护技术领域，具体涉及一种砂粒式大空隙沥青混凝土的宏观纹理测试方法。
背景技术：
随着“海绵城市”理念深入，具有排水功能的大空隙沥青混凝土已经在大范围内大规模推广应用，常用的细粒式大空隙沥青混凝土摊铺厚度一般为4cm。最近几年，为了节约排水功能层的工程造价，摊铺厚度不大于2cm的砂粒式大空隙沥青混凝土(公称最大粒径不大于10mm)也开始研发并应用，砂粒式大空隙沥青混凝土相对细粒式大空隙沥青混凝土而言，其摊铺厚度更薄，更薄的厚度虽然降低了造价，但也降低了功能特性，尤其是雨天降低水膜的能力，排水功能层降低水膜的能力及其抗滑性能与其表面宏观纹理密切相关，为此，需要开发一种能准确测试砂粒式大空隙沥青混凝土表面宏观纹理的测试方法以便评价其雨天抗滑能力。
根据我国现行规范jtge60－2008《公路路基路面现场测试规程》对路面抗滑性能检测的试验方法主要分为路面构造深度检测和路面摩擦系数检测两大类。其中，路面构造深度是道路表面凹凸不平的开口孔隙的平均深度，不仅表征路表的粗糙程度和抗滑性能，还是路表排水性能的重要指标，当前，路面构造深度检测方法包括：手工铺砂法测定、电动铺砂法测定、车载式激光构造深度测定仪测定等。由于大空隙沥青混凝土的空隙大，采用铺砂法时砂子会渗入空隙中，却不能完全填充空隙，导致这类方法不能准确评价大空隙沥青混凝土的宏观纹理，尤其是砂粒式大空隙沥青混凝土；而车载式激光构造深度测定仪测定法中的车载式激光构造深度测定仪价格昂贵，测量成本较高，且该方法也不适用于室内评价。因此，现有技术评价砂粒式大空隙沥青混凝土的宏观纹理显然存在不足。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种砂粒式大空隙沥青混凝土的宏观纹理测试方法，可方便准确地对砂粒式大空隙沥青混凝土的宏观纹理进行室内测量，更加适用于砂粒式大空隙沥青混凝土路面的构造深度检测，为后续优化其配合比设计及宏观纹理的评价提供基础。
本发明具体采用以下技术方案解决上述技术问题：
一种砂粒式大空隙沥青混凝土的宏观纹理测试方法，成型一块下层为密级配沥青混凝土，上层为所述砂粒式大空隙沥青混凝土的复合车辙板试件，从该车辙板试件上钻取标准试件并对其侧面进行防渗漏处理；使用粒径≤0.3mm的标准砂配制流动度≤14s的水泥砂浆溶液，将所述水泥砂浆溶液倒在标准试件表面，待水泥砂浆溶液填满上部的砂粒式大空隙沥青混凝土空隙后刮去表面多余的水泥砂浆溶液，并测量出标准试件中的水泥砂浆溶液的灌入体积；用所述灌入体积与所述标准试件横截面积的比值来表征所述砂粒式大空隙沥青混凝土的宏观纹理。
优选地，所述水泥砂浆溶液所使用标准砂的粒径≥0.15mm。
优选地，所述水泥砂浆溶液配合比为：水泥：膨胀剂：减水剂：砂：水＝56.8：4.2：0.1：8.9：30.0。
进一步地，所述水泥砂浆溶液的稳定性指标不小于90％；所述稳定性指标的测试方法具体如下：采用《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》(jtge30-2005)t0508-2005试验方法测试水泥砂浆流动度的倒锥，在倒锥中倒入500ml的水泥砂浆溶液静置5min后松开塞子，先后两次各释放200ml水泥砂浆溶液至量筒中，称取先后两只量筒中的水泥砂浆溶液质量分别为m1和m2，则稳定性指标w＝(m1/m2)×100％。
优选地，水泥砂浆溶液的流动度使用《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》(jtge30-2005)中的t0508-2005试验方法进行测试。
优选地，所述标准试件为圆柱形标准试件。
进一步优选地，所述圆柱形标准试件的直径为150mm。
优选地，所述防渗漏处理具体为：用防水胶布将标准试件侧面进行包裹。
优选地，按照以下方法测量出标准试件中的水泥砂浆溶液的灌入体积：测量出所述标准试件在水泥砂浆溶液灌入前后的质量差值，然后用计量容器测出与所述质量差值相对应质量的水泥砂浆溶液的体积，即为标准试件中的水泥砂浆溶液的灌入体积。
优选地，所述复合车辙板试件的下层密级配沥青混凝土与上层砂粒式大空隙沥青混凝土之间还设置有一层碎石封层。
相比现有技术，本发明技术方案具有以下有益效果：
针对现有技术难以对大空隙沥青混凝土(尤其是砂粒式大空隙沥青混凝土)路面的宏观纹理进行准确测量的问题，本发明利用水泥和标准砂特制流动性好的水泥砂浆溶液来进行灌入式测量，可方便准确地对砂粒式大空隙沥青混凝土的宏观纹理进行室内测量，本发明方法更加适用于砂粒式大空隙沥青混凝土路面的构造深度检测，为后续优化其配合比设计及宏观纹理的评价提供了基础。
具体实施方式
针对现有技术难以对大空隙沥青混凝土(尤其是砂粒式大空隙沥青混凝土)路面的宏观纹理进行准确测量的问题，本发明的解决思路是利用水泥和标准砂特制流动性好的水泥砂浆溶液来进行灌入式测量，从而可方便准确地对砂粒式大空隙沥青混凝土的宏观纹理进行室内测量。
本发明所提出的砂粒式大空隙沥青混凝土的宏观纹理测试方法，具体如下：
成型一块下层为密级配沥青混凝土，上层为所述砂粒式大空隙沥青混凝土的复合车辙板试件，从该车辙板试件上钻取标准试件并对其侧面进行防渗漏处理；使用粒径≤0.3mm的标准砂配制流动度≤14s的水泥砂浆溶液，将所述水泥砂浆溶液倒在标准试件表面，待水泥砂浆溶液填满上部的砂粒式大空隙沥青混凝土空隙后刮去表面多余的水泥砂浆溶液，并测量出标准试件中的水泥砂浆溶液的灌入体积；用所述灌入体积与所述标准试件横截面积的比值来表征所述砂粒式大空隙沥青混凝土的宏观纹理。
为了进一步提高对具有不同宏观纹理特征材料的区分度，所述水泥砂浆溶液所使用标准砂的粒径优选为≥0.15mm。
优选地，所述水泥砂浆溶液配合比为：水泥：膨胀剂：减水剂：砂：水＝56.8：4.2：0.1：8.9：30.0；采用该配合比可将水泥砂浆溶液的流动度控制在12.5s左右。
水泥砂浆的流动度与其水灰比有关，水灰比越大流动度越大，但稳定性会越差，因此，为了防止试验过程中出现分层现象导致试验误差，有必要对水泥砂浆溶液的稳定性进行限定，为此，本发明进一步提出一种水泥砂浆溶液稳定性指标的测试方法并要求所述水泥砂浆溶液的稳定性指标不小于90％，具体如下：采用《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》(jtge30-2005)t0508-2005试验方法测试水泥砂浆流动度的倒锥，在倒锥中倒入500ml的水泥砂浆溶液静置5min后松开塞子，先后两次各释放200ml水泥砂浆溶液至量筒中，称取先后两只量筒中的水泥砂浆溶液质量分别为m1和m2，则稳定性指标w＝(m1/m2)×100％。采用该方案可确保试验过程中水泥砂浆不出现分层现象。
优选地，水泥砂浆溶液的流动度使用《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》(jtge30-2005)中的t0508-2005试验方法进行测试。
所述标准试件可采用立方体、圆柱形等，为了便于钻芯取样，优选地，所述标准试件为圆柱形标准试件。进一步优选地，所述圆柱形标准试件的直径为150mm。
优选地，所述防渗漏处理具体为：用防水胶布将标准试件侧面进行包裹。
优选地，按照以下方法测量出标准试件中的水泥砂浆溶液的灌入体积：测量出所述标准试件在水泥砂浆溶液灌入前后的质量差值，然后用计量容器测出与所述质量差值相对应质量的水泥砂浆溶液的体积，即为标准试件中的水泥砂浆溶液的灌入体积。
优选地，所述复合车辙板试件的下层密级配沥青混凝土与上层砂粒式大空隙沥青混凝土之间还设置有一层碎石封层。
为便于公众理解，下面通过一个具体实施例来对本发明技术方案进行进一步详细说明：
步骤1、制备砂粒式大空隙沥青混凝土的复合车辙板试件：
本实施例按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(jtge20-2011)制备沥青混合料的标准车辙板试件，先成型一块sma-13级配车辙板，级配为：1#玄武岩集料：2#玄武岩集料：4#玄武岩集料：矿粉：木质纤维＝42％：33％：15％：10％：0.3％，油石比为6％；再在上面成型一层碎石封层，再以砂粒式大空隙沥青混凝土级配成型上部结构，砂粒式大空隙沥青混凝土级配为：3#玄武岩集料：4#玄武岩集料：矿粉＝85％：10％：5％，sbs改性沥青用量为5.4％，其制备步骤具体为：
a)将所需粒径在9.5mm～13.2mm(1#玄武岩集料)、粒径在4.75mm～9.5mm(2#玄武岩集料)、粒径在0mm～2.36mm(4#玄武岩集料)和矿粉放入烘箱中加热4小时，将sbs改性沥青放入烘箱加热2小时；
b)再向拌锅中投入解热好的玄武岩集料，并向拌锅中投入直投式hva改性剂，拌和90s。
c)按所需木质纤维投入拌锅中拌合60s，然后在拌锅中倒入所需质量的sbs改性沥青，拌和90s；
d)将拌锅内沥青混合料直接装入车辙板试件成型模具中车辙板试件成型机上成型，先在一个方向碾压2个往返来回(4次)，卸载，再抬起碾压轮，将试件调转方向，再加相同荷载碾压至马歇尔标准密实度100％±1％位置；
e)将成型好的车辙板试件连同试模室温条件下放置24h，然后进行脱模。
f)按碎石封层沥青用量成型沥青薄板，平铺于已经成型好的sma-13级配的车辙板上，再按碎石用量进行碎石撒布；
g)将所需粒径在2.36mm～4.75mm(3#玄武岩集料)、粒径在0mm～2.36mm(4#玄武岩集料)和矿粉放入烘箱中加热4小时，将sbs改性沥青放入烘箱加热2小时；
h)在向拌和倒入加热好的玄武岩集料，并向拌锅中投入直投式hva改性剂，拌和90s。
i)按所需沥青用量向拌锅中加入sbs改性沥青，拌和90s；
j)将拌锅内沥青混合料直接装入以sma-13为级配并已经成型好碎石封层车辙板试件成型模具中车辙板试件成型机上成型，现在一个方向碾压2个往返来回(4次)，卸载，再抬起碾压轮，将试件调转方向，在加相同荷载碾压至马歇尔标准密实度100％±1％位置；
k)将成型好的车辙板试件连同试模室温条件下放置24h，然后进行脱模。
步骤2、使用直径为150mm的钻芯取样机在车辙板试件上钻取两个同样的圆柱形试件，分别为试件1、试件2，测量试件直径d，单位为mm。
步骤3、使用防水胶布将两个圆柱体试件侧面进行包裹，一直包裹到与圆柱体试件上表面齐平，称量包裹后的圆柱体试件质量m1，单位为g。
步骤4、将粒径为0.15mm～0.3mm粒径的标准砂进行筛分，使用0.15mm标准筛和0.3mm标准筛过筛，选取0.3mm标准筛筛下部分和0.15标准筛筛上部分，按水泥：膨胀剂：减水剂：砂：水＝56.8：4.2：0.1：8.9：30.0的比例配制水泥砂浆溶液，所得水泥砂浆的流动度为12.5s，稳定度大于90％；配制完成后充分搅拌水泥砂浆溶液，使溶液内分布均匀。
步骤5、将搅拌均匀的水泥砂浆溶液分别倒在两个圆柱体试件上，轻轻敲击试件侧边，使水泥砂浆溶液填满上部的砂粒式大空隙沥青混凝土空隙内，静置15min，使用刮尺将试件表面多余水泥砂浆溶液刮去，称量灌入水泥砂浆溶液后试件的质量m2，计算得到试件中水泥砂浆溶液的灌入质量：m2-m1，单位为g。
步骤6、将水泥砂浆溶液搅拌均匀后用量筒称取质量为m2-m1的水泥砂浆溶液并读取其体积v，单位为ml。
步骤7、用水泥砂浆溶液的灌入体积v与试件横截面积的比值来表征所述砂粒式大空隙沥青混凝土的宏观纹理，本实施例中具体按照下式计算砂粒式大空隙沥青混凝土的宏观纹理：
式中：t为砂粒式大空隙沥青混凝土的宏观纹理，单位为mm；
v为砂粒式大空隙沥青混凝土中砂浆的灌入体积，单位为ml；
d为圆柱形大空隙砂粒式沥青混凝土试件的直径，单位为mm。
步骤8、基于两个试件所测宏观纹理的平均值评价砂粒式大空隙沥青混凝土的宏观纹理。
本发明采用兼顾流动性和稳定性的特制水泥砂浆溶液来进行灌入式测量，其对于具有不同宏观纹理特征的砂粒式大空隙沥青混凝土材料的区分度更强，可方便准确地对砂粒式大空隙沥青混凝土的宏观纹理进行室内测量，从而为后续优化其配合比设计及宏观纹理的评价提供了基础。
1.一种砂粒式大空隙沥青混凝土的宏观纹理测试方法，其特征在于，成型一块下层为密级配沥青混凝土，上层为所述砂粒式大空隙沥青混凝土的复合车辙板试件，从该车辙板试件上钻取标准试件并对其侧面进行防渗漏处理；使用粒径≤0.3mm的标准砂配制流动度≤14s的水泥砂浆溶液，将所述水泥砂浆溶液倒在标准试件表面，待水泥砂浆溶液填满上部的砂粒式大空隙沥青混凝土空隙后刮去表面多余的水泥砂浆溶液，并测量出标准试件中的水泥砂浆溶液的灌入体积；用所述灌入体积与所述标准试件横截面积的比值来表征所述砂粒式大空隙沥青混凝土的宏观纹理。
2.如权利要求1所述砂粒式大空隙沥青混凝土的宏观纹理测试方法，其特征在于，所述水泥砂浆溶液所使用标准砂的粒径≥0.15mm。
3.如权利要求1所述砂粒式大空隙沥青混凝土的宏观纹理测试方法，其特征在于，所述水泥砂浆溶液配合比为：水泥：膨胀剂：减水剂：砂：水=56.8：4.2：0.1：8.9：30.0。
4.如权利要求1所述砂粒式大空隙沥青混凝土的宏观纹理测试方法，其特征在于，所述水泥砂浆溶液的稳定性指标不小于90%；所述稳定性指标的测试方法具体如下：采用《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》（jtge30-2005）t0508-2005试验方法测试水泥砂浆流动度的倒锥，在倒锥中倒入500ml的水泥砂浆溶液静置5min后松开塞子，先后两次各释放200ml水泥砂浆溶液至量筒中，称取先后两只量筒中的水泥砂浆溶液质量分别为m1和m2，则稳定性指标w=（m1/m2）×100%。
5.如权利要求1所述砂粒式大空隙沥青混凝土的宏观纹理测试方法，其特征在于，水泥砂浆溶液的流动度使用《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》（jtge30-2005）中的t0508-2005试验方法进行测试。
6.如权利要求1所述砂粒式大空隙沥青混凝土的宏观纹理测试方法，其特征在于，所述标准试件为圆柱形标准试件。
7.如权利要求6所述砂粒式大空隙沥青混凝土的宏观纹理测试方法，其特征在于，所述圆柱形标准试件的直径为150mm。
8.如权利要求1所述砂粒式大空隙沥青混凝土的宏观纹理测试方法，其特征在于，所述防渗漏处理具体为：用防水胶布将标准试件侧面进行包裹。
9.如权利要求1所述砂粒式大空隙沥青混凝土的宏观纹理测试方法，其特征在于，按照以下方法测量出标准试件中的水泥砂浆溶液的灌入体积：测量出所述标准试件在水泥砂浆溶液灌入前后的质量差值，然后用计量容器测出与所述质量差值相对应质量的水泥砂浆溶液的体积，即为标准试件中的水泥砂浆溶液的灌入体积。
10.如权利要求1所述砂粒式大空隙沥青混凝土的宏观纹理测试方法，其特征在于，所述复合车辙板试件的下层密级配沥青混凝土与上层砂粒式大空隙沥青混凝土之间还设置有一层碎石封层。
技术总结