[发明专利]一种非饱和多孔沥青混合料抗冻融性能的测试方法及冻胀应变的测试装置

权利要求书

1.一种非饱和多孔沥青混合料抗冻融性能的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)通过多孔沥青混合料冻胀应变的测试装置模拟含水多孔混合料的冻胀过程，测试非饱和多孔沥青混合料冻融残余应变；

所述多孔沥青混合料冻胀应变的测试装置包括大圆筒容器和小圆筒容器；所述的两个圆筒容器竖向安置在方形底座上，其中大圆筒容器为上端开口，小圆筒容器为上、下两端均开口，小圆筒容器下端开口配有硅胶软塞；所述大圆筒容器壁右上开设有圆形通孔，小圆筒容器左上开设圆形通孔，两个圆形通孔之间通过硬质圆管相连；所述小圆筒容器由透明有机玻璃制成，小圆筒容器侧壁沿高度方向刻有体积刻度；

具体步骤如下：

步骤A：成型多孔混合料马歇尔试件并通过孔隙水饱和度的控制方法得到孔隙水饱和度为P的多孔混合料马歇尔试件；

所述孔隙水饱和度的控制方法具体为：

步骤A1：成型多孔混合料马歇尔试件并测量体积V，采用石蜡密封多孔混合料马歇尔试件的底面和侧面孔隙，待石蜡干燥后称量多孔混合料马歇尔试件质量为m₀ g；将干燥后的多孔混合料马歇尔试件浸没在水中，并在-97.5kPa真空度下静置10min，取出并称量完全饱水的多孔混合料马歇尔试件质量m₁ g，计算孔隙体积含量为(m₁-m₀) cm³；

步骤A2：将步骤A1所得的多孔混合料马歇尔试件烘干至恒重，向多孔混合料马歇尔试件上表面注入质量为m₂的水，得到孔隙饱和度为的多孔混合料马歇尔试件，用石蜡密封多孔混合料马歇尔试件的上表面；待石蜡干燥后，采用塑料软薄膜裹覆多孔混合料马歇尔试件，获得孔隙水饱和度为P的多孔混合料马歇尔试件；

步骤B：将孔隙水饱和度为P的多孔混合料马歇尔试件放入大圆筒容器内，同时将冰点低于0℃的氯化钠溶液倒入大圆筒容器内，直至溶液开始进入大圆筒容器时，停止倒入溶液，并用硅胶软塞将小圆筒容器下端开口塞紧；

步骤C：将含有孔隙水饱和度为P的多孔混合料马歇尔试件的测试装置一起放入冰箱内，模拟含水多孔混合料的冻胀过程，计算得到膨胀线应变γ_e和膨胀线应变率；

步骤D：将含有孔隙水饱和度为P的多孔混合料马歇尔试件的测试装置从冰箱取出，并将氯化钠溶液倒出，更换为20℃的温水，直至水开始流入小圆筒，停止加水，并将小圆筒容器下端开口用硅胶软塞塞紧；

步骤E：将含有孔隙水饱和度为P的多孔混合料马歇尔试件的测试装置放入20℃恒温水浴槽中，计算得到残余冻胀线应变为γ_r；

(2)基于小梁试件直接拉伸试验，计算得到非饱和多孔沥青混合料相对冻融耗散能；具体步骤如下：

步骤a：成型多孔沥青混合料板式试件并切割处理，切割后得到小梁试件，根据膨胀应变率对小梁试件进行拉伸试验，获得小梁试件拉伸应力与拉伸应变的曲线，并得到抗拉强度和拉伸破坏应变；

步骤b：在获得的小梁试件拉伸应力与拉伸应变的曲线上，以多孔混合料冻融过程中膨胀线应变γ_e所对应的应力σ为冻胀应力，以冻胀应力与抗拉强度比值作为最大相对应力，以残余冻胀线应变γ_r与拉伸破坏应变比值为残余相对应变，按一个冻融循环下，在相对应力-应变图中标明最大相对应力和残余相对应变点，计算两点与原点构成的三角形面积S，定义为相对冻融耗散能，作为多孔沥青混合料在孔隙饱和度P时的抗冻融性能指标。

2.根据权利要求1所述的一种非饱和多孔沥青混合料抗冻融性能的测试方法，其特征在于，所述步骤B中氯化钠溶液冰点为-19.18℃。