都江堰水利工程视频讲解—记者揭秘内幕爆料-技术开发-韩韩H5开发

陈凤平于明明袁勇张阳

南京江宁交通发展集团有限公司JJT集团有限公司国家道路新材料工程研究院

摘要渗透系数是衡量沥青混合料排水功能的重要参数，国内学者采用自行研制的渗透率测试仪，测试的渗透系数多种多样。通过讨论达西定律和渗透系数测试方法，得出影响排水沥青混合料渗透系数测量结果的适宜水位差，并分析影响排水沥青混合料排水性能的因素及数值大小的渗透系数。试验结果表明，为满足达西定律，保证水流处于层流状态，采用水高差03cm作为水头差阈值上限是合理的。对于排水沥青混合料的渗透系数测试，最大公称粒径对混合料的排水性能有显着影响，而孔隙率是影响排水性能的主要因素。孔隙率为20的混合物具有06-08cm/s。

关键词排水沥青混合料、恒水头渗透仪、最大公称粒径；

近年来，现代交通对道路性能的要求不断提高，人们对道路的安全性、舒适性和环境友好性也提出了更高的要求。排水沥青路面又称透水沥青多孔沥青路面，压实后孔隙率约为20，具有优良的排水性、低噪音和优异的防滑性能，使其成为上公认的最安全、最舒适、最环保的功能性。我国正在收到越来越多的申请。

研究表明，渗透系数是衡量排水沥青混合料排水功能的重要参数。谭东杰利用柔性侧壁渗透仪测定了不同孔隙率沥青混合料的渗透系数。吉庆科探讨了国内外多孔材料渗透系数的测量方法和测试理论，考虑了渗透系数测试仪器可能出现的题，并提出了改进建议。倪福建使用自主研发的渗透系数检测仪对不同孔隙度、坡度、沥青质量的样品进行了测试。李辉总结了现有OGFC材料的透水性测试方法，开发了基于恒水头的OGFC沉淀模拟装置和渗透性测试仪，并进行了OGFC模型测试研究，获得了OGFC材料本身的水力性能参数。Holtz等指出，影响多孔材料渗透性的因素包括孔隙率、孔隙形状、孔径、水流路径、材料饱和度等。

综上所述，国内学者利用自行研制的渗透仪对排水用沥青混合料的横向和纵向渗透系数进行了大量的研究，但都是基于达西定律的原理，但渗透系数测试结果仅为001cm./s，相差约30~40cm/s。本文参考现有排水沥青混合料渗透系数测试方法，自主设计了室内渗透系数测试装置，分析讨论了达西定律和渗透系数测试方法，确定了对排水沥青混合料渗透系数测量的适当影响确定头部高度差。分析了影响排水用沥青混合料排水性能的因素及渗透系数的取值。

1排水用沥青混合料渗透系数测定方法

国内外均依据达西定律进行排水沥青混合料渗透系数试验。层流条件下水头差作用下，渗流速度V与水力梯度i成正比，比例系数K称为渗透系数。根据达西定律，是

V=Ki方程1

Q=KiAT方程2

i=h/L公式3

式中，V为渗流速度，cm/s，K为渗透系数，cm/s，Q为T时刻的流量，cm3，A为面积。水流过的横截面积，cm2；h为水头损失，cm为过程距离。

11室内透气性测试仪

根据渗透率测试的各种原理，渗透系数测试装置一般有恒水头和变水头两种。排水用沥青混合料的渗透系数大于10-2cm/s。根据渗透系数的大小与合适的测试方法之间的关系，认为测量排水的渗透系数更为合适。恒头型沥青混合料。

表1透射系数大小与合适测试方法之间的关系导出至EXCEL

渗透系数cm/s

一

10-1

10-2

10-4

10-5

10-6

10-7

10-8

10-9

适用于一般水痘检测

适用于变头测试

强烈漏水

轻度漏水

不透水的

市场上没有专业的排水沥青混合料透水性测试设备。一些科研机构根据需要设计了各种类型的渗透率测量仪。例如，交通部公路研究所就使用橡胶充气气囊来填补间隙。徐浩等人的一种测量侧壁与试件之间多孔材料垂直渗透率的装置，利用标准马歇尔试件，无需脱模，设计了混合物的小渗透系数。机器。每种测试方法的原理都是达西定律，区别在于样品的大小、测试顺序和密封效果。

本文基于恒水头测试原理，设计了室内渗透仪，用于测量直径10cm、高度410cm的样品的渗透系数，如图所示。该装置由金属支架、包裹橡胶膜的不锈钢试样套、玻璃套、套盖、进出口测压管、连接管和两个流量计组成。样品套采用不锈钢材质，整体铸造，密封性能好，强度高，抽真空后能承受压力。套盖主要起密封和连接作用，其上安装有三通阀，实现真空清洗和进水之间的过渡。

图1下载自研透射系数测试仪原图

12实验流程及数据处理

渗透系数测定实验步骤

1准备开始测试前，确保各部件和设备之间的连接完好，以保证整个系统的密封性。

2.测量马歇尔试样的高度H和直径D，并用橡胶膜将其紧紧覆盖。橡胶膜必须与试样的外表面紧密接触。将样品放入样品套筒中并用污泥密封。

3、安装玻璃套和套盖，打开水龙头和供水阀，让水从下到上充满整个玻璃套。当水从溢流口流出时，它会调节进水量以产生水位。玻璃套和溢流口内的水流量稳定，保证进出口测压管内液位稳定在同一水平面。

4、打开出口阀门，使试样透气。等待几分钟，直到样品内部没有气泡释放。

5、调节出水阀门，改变出水量。测量进出口压力管的水头差，记为h1、h2。按式3计算两压力管的水头差h和水压梯度。确保水流条件分层。

6、进、出口测压管高度稳定后，用出口侧量筒采集5分钟后流出的水量值Q。重复3次并记录数值。

7、微调出水阀门，测量满足层流条件的35个水头的流出水量，并记录试验数据。建议水位差为10mm、15mm、20mm、25mm。

渗透系数的计算公式在4:中给出。

k=QwtAi=QLwtAh1h2k=QwtAi=QLwtAh1-h24

式中，K为渗透系数，cm/s，Q为t时间内通过样品的水量，cm3，L为样品的有效长度，标准马歇尔试件为635cm，cm。h=h1-h2是两根测压管。平均水头差为cm，A为试件横截面积，cm2为穿透时间。

13合理头高的确定

在确定排水沥青混合料的渗透系数时，首要任务是确保满足达西定律的要求，并且水流是层流的，因为只有在层流条件下测得的渗透系数才是稳定的。为保证排水混合料的渗透系数在层流条件下进行测试，在正式测试前，首先采用标准马歇尔试件测量不同水头高度差下渗流速度和渗透系数的变化曲线。根据水头高度差的渗透系数如图2所示。

图2渗透系数随水头高度变化的变化曲线下载原图

根据头高差观察渗透系数变化曲线，可以看到，随着头高差的增大，渗透系数值不断减小，当头高差为02cm和60cm时，渗透系数值不断减小。渗透系数分别为080cm/s和080cm/s，两者相差267倍。因此，水头高差的大小对渗透系数测试结果有显着影响，渗透系数测试必须确定合理的水头差。渗流率随水头高度变化的变化曲线如图3所示。

图3渗透速度随头高不同的变化曲线下载原图

根据头高差观察穿透速度的变化曲线，可以看出，头高差越大，穿透速度增加越多，随着头高差的增大，穿透速度变化明显，呈现出以下特点。湍流。当水头高差小于03cm时，标准马歇尔试件的水力梯度小于0047，贯入速度V与水头高差h成正比，与推荐的水力梯度上限一致0045.ASTM保证层流，所以此时的流动可以认为是层流。因此，本文以水高差03cm作为测试排水沥青混合料透水系数的水高差阈值上限。

2排水用沥青混合料排水性能研究

21最大公称粒径对排水性能的影响

为了研究集料最大公称粒径对排水沥青混合料排水性能的影响，将混合料的孔隙率控制为20，设计了4种不同最大公称粒径的排水沥青混合料，即PA。-10、PA-13、PA-16和PA-20的梯度如表2所示。采用本文设计的室内透射系数测试仪进行透射系数测试，四组试件的透射系数测试结果如表3所示。

表2不同标称粒径和孔隙率混合物的合成梯度20导出至EXCEL

混合型

方孔筛通过率，mm百分比

265

190

160

132

第475章

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