一种在役沥青路面老化程度现场评价方法

技术领域

本发明涉及道路工程技术领域，具体涉及一种在役沥青路面老化程度现场评价方法。

背景技术

沥青路面在长时间的使用过程中老化程度会不断加深并且出现裂缝、坑槽等一系列病害，所以根据路面老化程度的不同，确定适当的养护时机非常关键，但由于路面的损坏可能是肉眼不可见的，所以单独的目视检查并不足以评估路面的损坏状态。

沥青混凝土主要是由集料、沥青胶结料和填料组成的，路面老化导致的变形大部分集中在沥青胶结料中，沥青胶结料根据路面的不同老化程度会表现出线性粘弹性行为和非线性粘弹性行为，沥青混凝土的粘弹性行为主要受沥青胶结料粘弹性行为的影响。当路面老化程度较小时主要表现为线性粘弹性行为，随着老化的不断加深，沥青混凝土的硬度增加，粘结性能减小，沥青混凝土的非线性粘弹性行为也随之增加。超声波的传播特性受传输介质影响，当超声波穿过表现出非线性行为的材料时，通常也表现出非线性行为，因此可根据超声波传播特性判定路面老化程度。

目前评价路面老化程度的方法主要是在路面取样，然后对样品在实验室中进行检测，最后再根据实验检测结果判断老化程度，但由于其过程复杂，导致实用性不强。所以需要一种简单实用的评价方法来对路面的老化程度进行评估，然后进行适当养护，进而延长路面使用时间。

发明内容

本发明的目的是提供一种在役沥青路面老化程度现场评价方法，该方法无需对沥青路面现场取样后再进行室内检测，能对路面的老化程度进行现场评估，并且对路面无损坏，方便快捷，具有很强的实用价值。

为实现上述目的，本发明提供了一种在役沥青路面老化程度现场评价方法，包括以下步骤：

S1、沥青路面标准波强衰减系数k的测定，绘制k-t曲线；

S2、沥青路面现场波强衰减系数k的测定；

S3、现场测定波强衰减系数k与绘制所得的标准k-t曲线对照，得等效老化时间，确定老化程度。

优选的，所述波强衰减系数的测定利用脉冲组合装置进行，所述脉冲组合装置包括底座、第一竖向支架、第二竖向支架、脉冲发射器、发射板、脉冲接收器、接收板以及信息采集器；所述第一竖向支架和所述第二竖向支架对称设置在所述底座的左右两侧上端面，所述脉冲发射器固定在所述发射板上，所述发射板与所述第一竖向支架连接，所述脉冲接收器固定在所述接收板上，所述接收板与所述第二竖向支架连接，所述信息采集器固定在所述底座右侧上端面，采集发射脉冲和接收脉冲的波强等信息。

优选的，所述发射板通过固定插销与所述第一竖向支架连接，发射板可绕插销转动调节发射角度；所述接收板通过套筒与所述第二竖向支架连接，所述第二竖向支架穿过所述套筒，有利于调节接收板的高度；所述底座上设有四个万向轮，便于移动装置位置。

优选的，所述步骤S1具体包括以下步骤：

S2-1、拌制不同结构类型的沥青混合料，在加压老化烘箱中分别老化12h、24h、36h、48h，老化烘箱内部压强为1.5～2.5MPa，温度为145～165℃，老化过程中每2h搅拌一次混合料，然后利用沥青混合料轮碾仪成型板状试件，作为不同老化时间的标准对照试件；

S2-2、利用脉冲组合装置测试不同结构类型的沥青混合料在不同老化时间下的波强衰减情况，其方法为：

a、固定脉冲发射器，多次调整发射角度得到不同的发射振幅A

b、计算

若R

其中，

c、绘制不同老化时间的k-t曲线；

优选的，所述步骤S2-1中不同结构类型的沥青混合料为AC-13和SMA-13。

优选的，所述步骤S2-1中板状试件的尺寸大小为50mm*300mm*300mm。

优选的，所述步骤S2中沥青路面现场波强衰减系数k的测定的测试方法同步骤S2-2中的a和b。

优选的，所述步骤S3是将测得的沥青路面现场波强衰减系数k与步骤S2-2中c绘制的k-t曲线对照，得到路面对应的等效老化时间，确定不同老化程度；

等效老化时间与老化程度的对应关系为：

当0＜t≤12时，轻度老化；

当12＜t≤36时，中度老化；

当36＜t时，重度老化。

因此，本发明提供了一种在役沥青路面老化程度现场评价方法，该方法无需对沥青路面进行取样后再进行室内检测，可直接在现场检测，且对路面无损坏，方便快捷，具有很强的实用价值。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1是本发明的脉冲组合装置示意图；

图2是沥青路面标准波强衰减系数k在不同老化时间t的k-t曲线图；

附图标记

1-底座；2-第一竖向支架；3-第二竖向支架；4-脉冲发射器；5-发射板；6-脉冲接收器；7-接收板；8-信息采集器；9-固定插销；10-套筒；11-紧固螺丝；12-万向轮。

具体实施方式

以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

本发明提供了一种在役沥青路面老化程度现场评价方法，方法如下：

S1、沥青路面标准波强衰减系数k的测定，绘制k-t曲线；

该步骤利用脉冲组合装置进行测试，脉冲组合装置结构如图1所示，包括包括底座1、第一竖向支架2、第二竖向支架3、脉冲发射器4、发射板5、脉冲接收器6、接收板7以及信息采集器8；第一竖向支架2和第二竖向支架3对称设置在底座1的左右两侧上端面，脉冲发射器4固定在发射板5上，发射板5与第一竖向支架2通过固定插销9连接，发射板5可绕固定插销9转动从而调节发射角度，脉冲接收器6固定在接收板7上，接收板7通过套筒10与第二竖向支架3连接，第二竖向支架3穿过套筒10，便于接收板7上下调节高度，当接收板调整至合适高度后，拧紧紧固螺丝11来固定接收板7，信息采集器固定在底座右侧上端面，用来采集发射脉冲和接收脉冲的波强等信息。底座1上设有四个万向轮12，方便脉冲组合装置移动位置。

具体包括以下步骤：

S2-1、拌制AC-13沥青混合料，在加压老化烘箱中分别老化12h、24h、36h，老化烘箱内部压强为2.0MPa，温度为155℃，老化过程中每2h搅拌一次混合料，然后利用沥青混合料轮碾仪成型50mm*300mm*300mm的板状试件，作为不同老化时间的标准对照试件；

S2-2、利用脉冲组合装置测试不同结构类型的沥青混合料在不同老化时间下的波强衰减情况，其方法为：

a、固定脉冲发射器，调整4次不同发射振幅A

b、计算

若R

其中，

不同老化时间下所得数据如下表所示：

①当t＝12h时，发射脉冲与接收脉冲强度如表1所示：

表1发射脉冲与接收脉冲强度(t＝12h)

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②当t＝24h时，发射脉冲与接收脉冲强度如表2所示：

表2发射脉冲与接收脉冲强度(t＝24h)

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③当t＝36h时，发射脉冲与接收脉冲强度如表3所示：

表3发射脉冲与接收脉冲强度(t＝36h)

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此时，m＝n+[10×(1-R

调整后的发射脉冲与接收脉冲强度如表4所示：

表4调整的发射脉冲与接收脉冲强度(t＝36h)

c、绘制的不同老化时间的k-t曲线如图2所示，作为现场测试k值的对照标准。

S2、沥青路面现场波强衰减系数k的测定；

利用脉冲组合装置现场测试路面k值，测试方法同步骤步骤S2-2中的a和b，所得数据如表5所示：

表5发射脉冲与接收脉冲强度

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S3、现场测定波强衰减系数k与绘制所得的标准k-t曲线对照，得等效老化时间，确定老化程度。

由步骤S2-2中c绘制的k-t曲线对照可知，当k＝0.38时，对应的老化时间t＝15.6，根据评价标准，当12＜t≤36时，路面属于中度老化，即，该现场检测路面为中度老化。

因此，本发明提供了一种在役沥青路面老化程度现场评价方法，该方法无需对沥青路面进行取样后再进行室内检测，可直接在现场检测，且对路面无损坏，方便快捷，具有很强的实用价值。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。