本發(fā)明屬于瀝青路面功能評價領(lǐng)域，具體涉及一種透水型瀝青路面蒸發(fā)率測試裝置及方法。

背景技術(shù)：

在過去的幾十年間，我國鋪筑的公路瀝青路面主要是傳統(tǒng)密級配瀝青路面。這種路面面層的空隙率小，路表雨水很難沿豎向滲入結(jié)構(gòu)內(nèi)部，從而保護(hù)了路面結(jié)構(gòu)免受雨水的沖刷，減少了唧泥病害的發(fā)生。但是，由于傳統(tǒng)路面不透水，雨季降落到路表的雨水主要通過下水管道排出，當(dāng)不透水道路的面積逐年擴(kuò)大，排水管網(wǎng)的排水壓力也不斷增大，往往導(dǎo)致城市道路出現(xiàn)雨季內(nèi)澇的現(xiàn)象。另一方面，由于傳統(tǒng)路面不透水，水主要依靠排水管網(wǎng)排出，這就導(dǎo)致地下水得不到雨水的有效補(bǔ)充，阻礙了水文水資源的健康發(fā)展。

針對傳統(tǒng)路面這些問題，近年來我國大力提倡發(fā)展基于海綿城市的透水型瀝青路面。初步的實(shí)踐表明，透水型瀝青路面各結(jié)構(gòu)層的高透水特性能緩解道路排水管網(wǎng)的排水壓力，有效補(bǔ)充地下水。除此之外，道路工作者還期望依賴其良好的蓄水性，發(fā)揮高溫條件下通過所蓄雨水的蒸發(fā)來降低路表環(huán)境溫度的效果，起到緩解城市熱導(dǎo)效應(yīng)的目的。因此，透水快、蓄水足和蒸發(fā)大是海綿城市建設(shè)對透水型瀝青路面的主要功能要求。

目前，針對瀝青混合料的透水和排水特性，道路工作者在透水性能的試驗(yàn)裝置、評價指標(biāo)和透水性的衰減因素等方面進(jìn)行了大量研究，取得了豐碩成果，在多孔瀝青混合料的蓄水性能方面也陸續(xù)開展研究。但是，瀝青路面所蓄水的蒸發(fā)性能沒有得到深入分析。因此，發(fā)明透水型瀝青路面蒸發(fā)率測試裝置及方法具有重要的實(shí)用價值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供在經(jīng)歷降雨之后透水型瀝青路面蓄水情況下蒸發(fā)率的室內(nèi)測試裝置及方法，它能夠便捷地測試出路面的蒸發(fā)率，便于從發(fā)揮路面蒸發(fā)、緩解熱效應(yīng)角度優(yōu)化路面結(jié)構(gòu)形式。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種透水型瀝青路面蒸發(fā)率測試裝置，包括雨水降落臺和入滲桶，所述雨水降落臺位于所述入滲桶上方，所述雨水降落臺包括方形的水箱，所述水箱的底板上設(shè)有多個通孔，所述入滲桶為方形桶體，所述入滲桶內(nèi)相對的兩個側(cè)板上設(shè)有板垛，裝有板垛的兩個側(cè)板在板垛上方的部分設(shè)有多個透水孔。

作為優(yōu)選，在含有透水孔的側(cè)板的外壁裝有集水槽。

作為優(yōu)選，所述入滲桶外側(cè)板垛下方的部分裹覆有隔溫材料層。

作為優(yōu)選，所述水箱的下方設(shè)有兩個板腿，所述水箱的兩個板腿分別裝配在所述入滲桶內(nèi)設(shè)有板垛的兩個側(cè)板上。

作為優(yōu)選，所述透水孔由內(nèi)至外向下傾斜設(shè)置。

一種透水型瀝青路面蒸發(fā)率測試方法，包括以下步驟：

步驟1：根據(jù)待評價透水路面的碎石基層，準(zhǔn)備相同級配的干燥碎石，分三層倒入入滲桶內(nèi)并逐層干搗，然后，取出干燥碎石，稱取質(zhì)量m0，把干燥碎石放在清水中浸泡，取出吸水后的碎石，用毛巾吸出表面水分后，稱取質(zhì)量為m1，把浸過水的碎石烘干后，分三層倒入入滲桶內(nèi)并逐層干搗，獲得級配碎石層；

步驟2：根據(jù)待評價路面的面層結(jié)構(gòu)和面層材料，采用輪碾法成型多孔瀝青混凝土板，當(dāng)待評價路面的面層為多層時，多孔瀝青混凝土板應(yīng)逐層碾壓成型，放入入滲桶的板垛上，在多孔瀝青混凝土板的上表面，沿與板垛垂直的板邊采用橡皮泥封堵，防止水分從側(cè)向流出；

步驟3：稱量入滲桶、干燥級配碎石和多孔瀝青混凝土的總質(zhì)量m2；在入滲桶上裝配雨水降落臺，向水箱內(nèi)注入（m1-m0）g水，待集水槽的排水口不再向外流水時，從入滲桶上移開雨水降落臺，稱取入滲桶及其中吸水級配碎石和多孔混凝土的質(zhì)量m3；

步驟4：把入滲桶連同吸水級配碎石和多孔瀝青混凝土一起放入烘箱中，烘干一段時間后稱量三者總重量m4，計算水分蒸發(fā)率。

作為優(yōu)選，所述步驟1中在裝配碎石基層時，將干燥碎石分三層倒入入滲桶內(nèi)，每倒一層采用鋼制鐵棒干搗50次。

作為優(yōu)選，所述步驟1中干燥碎石在清水中浸泡的時間為24h。

作為優(yōu)選，所述步驟4中烘箱的溫度為45℃，烘干時間為5h。

作為優(yōu)選，所述步驟4中的水分蒸發(fā)率通過以下公式計算得到：

，式中，z為水分蒸發(fā)率。

本發(fā)明的有益效果是：

（1）本發(fā)明中的測試裝置實(shí)現(xiàn)了對透水型瀝青路面中雨水滲入過程的模擬，裝置易于加工制作，且成本低；

（2）本發(fā)明中的測試方法很好的模擬了雨水在透水型路面中的蒸發(fā)過程，并能準(zhǔn)確的計算蒸發(fā)率，具有操作簡潔、無需繁瑣過程的優(yōu)勢。

附圖說明

圖1為透水型瀝青路面蒸發(fā)率測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為雨水降落臺的俯視圖；

圖3為入滲桶的俯視圖；

圖4為入滲桶的側(cè)視圖。

附圖標(biāo)記列表：

1-雨水降落臺；2-入滲桶；3-多孔瀝青混凝土板；4-級配碎石；5-集水槽；6-氣凝膠氈；7-板垛；8-通孔；9-橡皮泥；10-透水孔；11-水箱；12-板腿。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步描述：

為了模擬水分在多孔瀝青層和碎石層之間的蒸發(fā)過程，本發(fā)明提供的試驗(yàn)裝置如圖1所示。裝置主要分為上部的雨水降落臺1和下部的入滲桶2，雨水降落臺1包括方形的水箱11，水箱11的下方設(shè)有兩個板腿12，水箱11通過板腿12與入滲桶2連接，水箱11的底板上設(shè)有多個通孔8，入滲桶2為方形桶體，入滲桶2內(nèi)相對的兩個側(cè)板上設(shè)有板垛7，水箱11的兩個板腿12分別裝配在入滲桶2內(nèi)設(shè)有板垛7的兩個側(cè)板上。裝有板垛7的兩個側(cè)板在板垛7上方的部分設(shè)有多個透水孔10，透水孔10由內(nèi)至外向下傾斜設(shè)置，在含有透水孔10的側(cè)板的外壁裝有集水槽5，入滲桶2外側(cè)位于板垛7下方的部分裹覆有隔溫材料層6。板垛7上放置多孔瀝青混凝土板3，入滲桶2內(nèi)位于板垛7下方的部分裝有級配碎石4。

雨水降落臺1水箱11中的水由箱底的通孔8向下流出，如圖2所示，滴落到入滲桶2上層的多孔瀝青混凝土板3上，模擬了雨水降落到路面的過程。需要說明的是，水箱11內(nèi)滲水量過大或過小都不行，它由入滲桶2內(nèi)級配碎石4的吸水量確定的。

入滲桶2主要模擬雨水在透水型路面中的入滲過程，包括：滴落在多孔混凝土表面的水流滲入混凝土孔隙，再滴落到其下的級配碎石4。為了實(shí)現(xiàn)對這一過程的模擬，入滲桶2把多孔瀝青混凝土板3和級配碎石4分兩層放置，混凝土板放于板垛7上，級配碎石4放于入滲桶2下部?？紤]到多孔瀝青混合料空隙率較小時，水分可能來不及滲入其中孔隙，可能會造成試件表面的徑流，為此在設(shè)板垛7的側(cè)板上打透水孔10，如圖4所示，并采用集水槽5收集和排水，同時在多孔瀝青混凝土板3的上表面，沿與板垛7垂直的板邊采用橡皮泥9封堵，封住可能流出的水，如圖3所示。

此外，考慮到實(shí)際透水路面中水分的蒸發(fā)是通過路表上部陽光和環(huán)境溫度作用的，為了在本發(fā)明的試驗(yàn)方法中模擬水分蒸發(fā)，且不受入滲桶2側(cè)面溫度的影響，在入滲桶2外側(cè)裹覆了氣凝膠氈作為隔溫材料層6。

本實(shí)施例中，雨水降落臺1水箱11的內(nèi)邊長為30cm，高度為20cm，其底板布設(shè)81個尺寸相同、間距相同的圓形通孔8，每個通孔8的直徑為2mm，入滲桶2的入滲桶內(nèi)部深度為62cm，板垛7底部到入滲桶2底部的高度為40cm，在入滲桶2側(cè)板的板垛7頂上方20cm范圍內(nèi)，分三層共布設(shè)了21個透水孔10。

采用本發(fā)明提供的上述裝置進(jìn)行透水型瀝青路面蒸發(fā)率的測試，具體步驟如下：

步驟1：根據(jù)待評價路面的碎石基層，準(zhǔn)備相同級配的干燥碎石，分三層倒入入滲桶2內(nèi)，每倒一層采用鋼制鐵棒干搗50次，并使三層干搗級配碎石4的厚度與板垛7到入滲桶2底部的距離相近；取出干燥碎石，稱取質(zhì)量m0，把干燥碎石浸泡在清水中24h，取出吸水后的碎石，稱取質(zhì)量為m1。把碎石烘干后，分三層倒入入滲桶2內(nèi)并逐層干搗，獲得級配碎石4層。

步驟2：根據(jù)待評價路面的面層結(jié)構(gòu)和面層材料，采用輪碾法成型多孔瀝青混凝土板3，厚度與待評價路面的面層結(jié)構(gòu)相同，當(dāng)待評價路面的面層為多層時，板應(yīng)逐層碾壓成型，并且放入入滲桶2的板垛7上。在多孔瀝青混凝土板3的上表面，沿與板垛7垂直的板邊采用橡皮泥9封堵，防止水分從側(cè)向流出。

步驟3：稱量入滲桶2、干燥級配碎石4和多孔瀝青混凝土的總質(zhì)量m2；在入滲桶2上安放雨水降落臺1，向水箱11內(nèi)注入（m1-m0）g水，作為滲水總量，待集水槽5的排水口不再向外流水時，從入滲桶2上移開雨水降落臺1，稱取入滲桶2及其中吸水級配碎石4和多孔混凝土的質(zhì)量m3。

步驟4：把入滲桶2連同吸水級配碎石4和多孔瀝青混凝土一起放入45℃的烘箱中，5h后稱量三者總重量m4，以計算水分蒸發(fā)率。

實(shí)施例：

下面舉例說明透水型瀝青路面蒸發(fā)率的測試方法。本實(shí)施例中待評價的透水型瀝青路面結(jié)構(gòu)為：4cm厚度的18%空隙率多孔瀝青混凝土ogfc-13+6cm厚度的22%空隙率多孔瀝青混凝土ogfc-16+空隙率40%的公稱最大粒徑19mm級配碎石。

1.滲水量（級配碎石4吸水量）的確定

根據(jù)待評價路面基層級配碎石4采用的級配，準(zhǔn)備10kg級配碎石4備用，把級配碎石4倒入本發(fā)明所述的入滲桶2內(nèi)，當(dāng)?shù)谷牒穸葹?4cm左右時，采用鋼棒干搗第一層碎石50次，然后再分兩層倒入碎石，并分別干搗，當(dāng)級配碎石4層厚度達(dá)到40cm左右時，取出干搗后的級配碎石4待用。

稱量取出級配碎石4的干質(zhì)量為61325g，把這些級配碎石4浸沫在清水中，待24h后取出浸水碎石，并用干毛巾吸干碎石表面水分，稱取浸水后碎石質(zhì)量為64963g，則級配碎石4吸水共64963-61325=3638g。

2.雙層ogfc板成型

根據(jù)待評價透水型瀝青路面面層采用的18%空隙率ogfc-13+22%空隙率ogfc-16，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)采用輪碾法，成型ogfc-16，室溫放置24h后，在ogfc-16上碾壓成型ogfc-13。需要注意的是，兩種混合料的級配和瀝青用量應(yīng)與待評價路面面層材料相當(dāng)。放置24h后脫模，待用。

3.試件和裝置的裝配

把浸水后的級配碎石4放入烘箱內(nèi)烘干至恒重，確保其干燥，并采用步驟1中所述方法重新把碎石分三層倒入入滲桶2中，并且每層干搗密實(shí)。把脫模后的雙層板式試件放置在入滲桶2的板垛7上，并在在多孔瀝青混凝土板3的上表面，沿與板垛7垂直的板邊采用橡皮泥9做成泥墻封堵可能流出的水。

稱取入滲桶2、級配碎石4和板式試件的總重量為81245g。將雨水降落臺1安裝到入滲桶2上。

4.蓄水量的確定

向雨水降落臺1的水箱11內(nèi)注入3638g水，觀察水流情況，當(dāng)水箱11中水完全流出，且集水槽5內(nèi)不再向外排水時，移開雨水降落臺1。稱取入滲桶2、吸水級配碎石4和含水板式試件的總重量為84799g，則板式試件和級配碎石4內(nèi)蓄水共84799-81245=3554g。

5.蒸發(fā)率的確定

把入滲桶2以及其中的板式試件和碎石一起放入45℃烘箱內(nèi)，5h后取出，稱取質(zhì)量為83655g，則蒸發(fā)水量為84799-83655=1144g，蒸發(fā)率為1144/3554100%=32.2%。

據(jù)此，通過本發(fā)明的方法，可以快速、簡單的在室內(nèi)測試透水型瀝青路面的蒸發(fā)率。

本發(fā)明方案所公開的技術(shù)手段不僅限于上述實(shí)施方式所公開的技術(shù)手段，還包括由以上技術(shù)特征任意組合所組成的技術(shù)方案。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。