沥青路面渗水系数不确定度的评定*

曹恒涛

(1.河南省交通科学技术研究院有限公司，河南 郑州 450006；2.河南交通职业技术学院，河南 郑州 450015)

沥青路面渗水系数是反映沥青路面混合料级配设计的间接指标，也是表征沥青路面水稳定性、评价路面使用性能的重要指标。因此，需适时测量沥青路面的渗水系数。但在实际测试过程中其影响因素较多，测量结果的准确程度备受关注。测量质量通过测量不确定度来表征，测量不确定度的大小往往决定测量结果的有效性和可用性，测量结果附带有不确定度报告才算完整、才有意义。

1 渗水系数测试方法简介

根据JTG E60-2008《公路路基路面现场测试规程》，沥青路面渗水系数测试方法如下：1) 把塑料圈放置于试件中央或道路表面测点上，用笔分别沿塑料圈内外侧标注圆圈，内外环之间的区域即为需用密封材料进行密封的区域；2) 对标注的区域进行密封，注意不能把密封材料抹到内圈；3) 将渗水仪放在涂抹密封材料处，使其中心与所标注的圆环重合，然后加配重，以免压力水从底座与路面流出；4) 关闭开关，往量筒注满水，之后打开开关，排除渗水仪底座处的空气后关闭开关，再向量筒中注满水；5) 打开开关，待量筒中水面下降到100 mL刻度处时开始计时，每隔1 min读一次量筒中液面位置，直至水面下降到500 mL时停止；6) 按上述步骤在同一路段检测5个点，取平均值作为检测结果。

2 测量不确定度来源及评定模型

对沥青路面渗水系数测量结果造成影响的因素主要包括测量人员、秒表、量筒的示值、数值修约和渗水仪校准证书的不确定度等(见表1)。

表1 沥青路面渗水系数测量不确定度的来源

根据沥青路面渗水系数测试方法及不确定度来源，建立如下数学模型：

式中：V1为第一次计时时的水量，通常为100 mL；V2为第二次计时时的水量，通常为500 mL；t1为第一次计时的时间；t2为第二次计时的时间；ρ1为秒表校准证书不确定度的影响；ρ2为人员读数误差的影响；ρ3为数值修约的影响；ρ4为渗水仪校准证书不确定度的影响。

3 不确定度的评定

3.1 标准不确定度分量的评定

3.1.1 测量重复性引入的不确定度分量

表2 单次测量值

测量的重复性以标准偏差表示，按照贝塞尔公式计算：

测量共进行5次，根据规范要求按下式计算测量标准偏差：

3.1.2 秒表校准证书不确定度影响引入的不确定度分量

误差范围为0.3 mL/min，均匀分布，用B类方法进行评定，得出标准不确定度为：

3.1.3 人员读数误差影响引入的不确定度分量

人员读数产生的误差，根据经验估计为±1 mL，按均匀分布，用B类方法进行评定，得出标准不确定度为：

3.1.4 数值修约影响引入的不确定度分量

按照要求修约至1 mL/min，按均匀分布，用B类方法进行评定，得出标准不确定度为：

3.1.5 渗水仪校准证书不确定度影响引入的不确定度分量

误差范围为1.05 mL/min，均匀分布，用B类方法进行评定，得出标准不确定度为：

3.2 合成标准不确定度的评定

上述A、B类不确定度分量见表3。

表3 标准不确定度分量

由下式计算合成标准不确定度：

urel(ρ4)2]1/2=(8.122+0.092+0.62+

0.32+0.72)1/2=8.2

3.3 扩展不确定度

取包含因子k=2，则扩展不确定度U=8.2×2=17。测量同一处沥青路面渗水系数时，取其均值作为检测结果，U=17 mL/min，k=2。在符合正态分布的前提下，路面构造深度的检测值在(174±17) mL/min内的概率为95%。

4 结语

以某沥青路面渗水系数测试为例，对沥青路面渗水系数试验结果进行不确定度分析，得到扩展不确定度，为进一步完善沥青路面渗水系数试验检测报告和不确定度在试验检测中的应用提供参考。