7.16 密级配沥青混凝土渗透试验

7.16.1 目的及适用范围

测定沥青混凝土的渗透系数和防渗性。适用于心墙沥青混凝土、面板防渗层沥青混凝土。

7.16.2 仪器设备及材料

1 渗透试验装置及试模：如图7.16.2所示。

2 其他：量筒、秒表、温度计、真空泵、止水填料及加热器具等。

(a)  试验装置

(b)  试模

图7.16.2 沥青混凝土渗透试验装置及试模

1—装好试件的试模；2—量筒；3—抽气瓶；4—储水瓶；5—进水测压管；

6—出水测压管；①~⑥—阀门；7—试模套筒；8—上盖；9—下盖；

10—橡皮垫圈；11—止水填料；12—螺栓；13—试件；

14—出水口；15—进水口；16—测压管口；

17—多孔透水板

7.16.3   试验步骤

1  按本标准7.1的规定制备沥青混合料，按本标准7.2的规定 成型马歇尔试件，每组3个，高度为63.5mm±1.3mm 。从现场钻取 的芯样，应加工成直径为100mm±3mm 、高度为63.5mm±1.3mm  的试件。

2 试件成型后，在室温条件下放置24h, 测量试件高度，记为L。

3  将渗透试模的上盖卸下，将试件放入试模。清理试件 表面，除去油污、粉尘等，避免试件周边与沥青结合不好而渗水，灌入热沥青密封试模与试件周边的缝隙。灌缝时应避免热沥青污 染试件表面及沥青外流。待沥青冷却至室温后，装好上盖，拧紧螺栓。渗透试件装模后，应加以检查，确认试模密封良好、管道畅通。

4 试验应采用蒸馏水或经过滤的清水，试验前用抽气法或煮 沸法进行排气。试验时水温宜高于室温3℃~4℃。试验开始前应备够一次试验所需的用水。

5 按图7.16.2所示的渗透试验装置进行试验：

1)将渗透试模安装在渗透试验装置上。安装时，关闭全 部阀门，防止水流入渗透试模内。

2)打开阀门③、⑥,开动抽气机进行抽气，至抽气瓶内 无气泡排出。关闭阀门⑥,打开阀门④,使试件从上、下两端充水饱和，关闭阀门④,打开阀门⑥,进行抽气，至抽气瓶内无气泡排出时，关闭阀门⑥,打开阀门④,使试件充水饱和。如此反复进行，至气泡排出。饱和排水结束后，将全部阀门关闭。

3)常水头试验时，先打开阀门①、④,使进水口测压管内水柱上升到稳定的高度，再打开阀门②、③,使出水口测压管充水，然后打开阀门⑤,当出水口有水流入量筒后，立即关闭阀门③。应避免出水口浸没在量筒水面以下。当进水和出水测压管水位稳定后，开始进行观测，记录测压管内的水位 h_a和 h_b,    用量筒测定 渗透水量Q,   用秒表测定相应的渗透时间τ,  用温度计测定试验开始时和结束时的水温，取其平均值t。如此 反复试验不少于6次，每次渗透水量应不少于5mL。

4)变水头试验时，先打开阀门①、④,使进水口测压管 水位达到一定水平后关闭阀门④,分别记录进水口和出水口测压管的水位，得出两者的水位差△h₁,   同 时开动秒表记时，经时间τ后，再记录两测压管相应的水位，得出两者的水位差△h₂。如此反复试验3次～5 次后，打开阀门④,使进水测压管水位重新上升后， 再重复进行测试。记录试验开始和结束时的水温。每次试验的水头差应不小于50mm,   并应在 3h～4h 内完成。如两次试验结果出现较大偏差，应在试验前重新抽气饱水，再进行试验。 

7.16.4 试验结果处理

1常水头试验的渗透系数按下式计算：

 (7.16.4-1)

式中：K_t——   温度t 时的渗透系数，cm/s;

Q—— 渗 透 水 量 ，mL;

L           渗径，等于试件高度，cm; 

A  ——试件面积，cm²;

h_a—— 进水口测压管水位，cm; 

h_b——出水口测压管水位，cm; 

τ——渗水时间，s。

2 变水头试验的渗透系数按下式计算：

(7.16.4-2) 

式中：a ——测压管截面积，cm²;

△h₁——时段τ开始时进水口测压管和出水口测压管的水位 差 ，cm;

△h₂——时段τ结束时进水口测压管和出水口测压管的水位 差 ，cm。

3  单个试件3次～5次测试算出的渗透系数，取平均值作为 该试件的渗透系数。应平行测定3个试件，渗透系数小于 1.0×10-⁸cm/s 时，结果取值范围小于1.0×10-⁸cm/s; 渗透系数大于或等于1.0×10-⁸cm/s时，结果取其平均值。

4     K可按下式换算为K₂₀:

K₂₀=K_tη_t/η₂₀                             (7.16.4-3)

式中：K20—— 温度20℃时渗透系数，cm/s;

η_t— — 温度t 时水的动力黏滞系数，Pa-s;

η₂₀——温度20℃时水的动力黏滞系数，Pa·s;

η_t/η₂₀——可按表7.16.4查得。

表7.16.4 水的动力黏滞系数、黏滞系数比、温度校正系数

 续表7.16.4