一種瀝青路面延深度方向老化程度的試驗裝置製造方法

2023-09-17 14:17:45

一種瀝青路面延深度方向老化程度的試驗裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種瀝青路面延深度方向老化程度的試驗裝置，包括箱體，箱體為密閉的箱體，箱體內下部設置有用於安裝試件的夾具，夾具可拆卸地與箱體連接；夾具上方的箱體的左側壁上靠近夾具的一端開設有排氣窗，排氣窗上方安裝有溫度傳感器；箱體的右側壁上安裝有與排氣窗同高度的風機，風機上方安裝有噴頭，在右側壁靠近箱體頂面的一端開設有進氣孔；箱體內部頂面上安裝有紫外線燈管，箱體外部頂面上設置有氣壓表；在箱體前側壁的中上部位置開設有觀察窗，箱體後側壁的中部位置安裝有加熱器。本實驗結構簡單，操作方便，且很好的模擬了瀝青路面面層在實際狀況中的老化進程，從而為瀝青路面性能設計與改進提供參考資料。
【專利說明】一種瀝青路面延深度方向老化程度的試驗裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型屬於道路浙青路面材料性能評價試驗設備【技術領域】，具體涉及一種浙青混合料老化性能測試裝置。
【背景技術】
[0002]眾所周知，浙青結合料自身的耐老化性能是影響浙青路面使用質量和壽命的主要因素。但僅僅通過浙青自身的老化性能來評價浙青路面的耐久性是遠遠不夠的。因為在浙青路面中，浙青是以薄膜的形式存在的，且浙青和礦料的相互作用及混合料的結構對浙青混合料的老化均有影響。所以，通過對浙青混合料試件而不是單純的浙青試樣進行老化的試驗方法，使得室內試驗對路面老化的模擬更加可靠。
[0003]然而，以浙青混合料試件作為老化試驗對象，模擬浙青路面中的長期老化過程，同樣存在問題。因為，各種因素對實際狀況下浙青路面老化的影響是延深度的方向由表及裡向下滲透的，所以隨著深度的增加老化程度的總趨勢是逐漸減弱的，且自上而下的垂直差異明顯，這樣同時造成了路面面層不同深度處的模量的不同，即造成了浙青路面面層具有了梯度模量。Boonchai研究表明，具有梯度模量面層的路面結構的力學特性與常模量面層路面的力學特性不同，梯度模量引起較大的表面拉應力，更容易導致路面表面開裂。但是，在室內試驗環境下以混合料試件為試驗對象模擬長期老化過程時，各種因素對於浙青混合料試件的影響，是從試件各個表面逐漸向內滲透的。顯然，這與浙青路面實際狀況中的老化的方向和進程是不同的，其老化程度由各個表面向內部逐漸減弱的試驗結果與實際路面的狀況也是不同的。這種方向和進程的差異可能造成試驗與實際的偏離，從而使試驗結果對設計者的決策造成不良影響。
[0004]現在對浙青混合料試件的老化試驗方法如對鬆散浙青混合料的旋轉薄膜烘箱試驗(RTFO)以及對浙青混合料試驗的壓力老化試驗(PAV)等，都沒有考慮這種老化深度與老化程度之間存在聯繫，忽略了老化進程不同對老化結果的可能會產生影響。所以，用老化試件進行力學分析就與實際路面狀況的受力相差很大，而如果通過對試件進行浙青提取，以浙青為研究試驗對象進行相關老化性能的試驗，其試驗結果是整個試件不同部位不同老化程度的平均狀況，可能對老化程度與相應性能的分析不夠準確。

【發明內容】

[0005]本實用新型的目的是提供一種浙青路面延深度方向老化程度的試驗裝置，將深度、老化程度與性能準確聯繫起來，能更加準確地模擬浙青路面面層在實際情況下的老化進程，為浙青路面性能設計與改進提供更具參考價值的信息。
[0006]為了實現上述任務，本實用新型採用以下技術方案:
[0007]一種浙青路面延深度方向老化程度的試驗裝置，包括箱體，箱體為密閉的箱體，箱體內下部設置有用於安裝試件的夾具，夾具可拆卸地與箱體連接；夾具上方的箱體的左側壁上靠近夾具的一端開設有排氣窗，排氣窗上方安裝有溫度傳感器；箱體的右側壁上安裝有與排氣窗同高度的風機，風機上方安裝有噴頭，在右側壁靠近箱體頂面的一端開設有進氣孔；箱體內部頂面上安裝有紫外線燈管，箱體外部頂面上設置有氣壓表；在箱體前側壁的中上部位置開設有觀察窗，箱體後側壁的中部位置安裝有加熱器。
[0008]進一步地，所述的夾具包括左夾具和右夾具，左夾具和右夾具的結構相同，均包括底板和固定在底板上的、橫截面為凹型的夾板，夾板上開設有螺絲孔。
[0009]進一步地，所述的夾具和箱體內側壁之間設置有保溫隔層。
[0010]進一步地，所述的觀察窗上安裝有雙層玻璃。
[0011]進一步地，所述的進氣孔通過管道與一個氣泵連接。
[0012]進一步地，所述的溫度傳感器和加熱器共同連接至一個溫度控制器。
[0013]進一步地，所述的箱體採用不透光的隔熱材料製成。
[0014]本實用新型可以為浙青混合料試件長期老化試驗提供熱、氧、紫外線以及水的環境箱下部，設置輪碾法成型的浙青混合料全厚車轍板試件，作為老化試驗對象。車轍板試件通過左右兩個隔溫的不透明的夾具包裹，使得試件僅僅上頂面直接暴露在環境箱的老化環境中，與路面實際情況相符。通過對老化試件的老化分析與力學分析，幫助使用者通過室內試驗把握所設計浙青路面延深度方向的老化規律與性能演化規律，從而為浙青路面性能設計與改進提供參考。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1本試驗中所用裝置的示意圖；
[0016]圖2本試驗中夾具橫剖圖；
[0017]圖3為左夾具的結構示意圖；
[0018]圖中標號代表:1_箱體，2-紫外線燈管,3-觀察窗,4-加熱器,5-氣壓表,6-進氣孔，7-氣泵，8-噴頭，9-風機，10-溫度傳感器，11-試件，12-保溫隔層，13-夾具，131-夾板，132-底板，133-螺絲孔，14-排氣窗，15-溫度控制器；
【具體實施方式】
[0019]與傳統的試驗裝置不同，本實用新型的設計思路是，不同於以往老化試驗中的混合料試件，本試驗採用全厚度車轍板試件，且利用左右夾具的包裹，僅僅使試件的上表面直接暴露在老化環境中，而這與路面的實際狀態是相符的，從而使試驗結果更加準確。
[0020]遵從上述技術方案，如圖1、圖2所示，一種浙青路面延深度方向老化程度的試驗裝置，包括箱體1，箱體I為密閉的箱體1，為試驗提供一個密閉的環境。本實施例中採用矩形箱體，為了便於敘述，圖1中箱體I左邊的側壁為左側壁，右側壁與左側壁平行相對，前側壁和後側壁分別與左側壁和右側壁相鄰。
[0021]箱體I內下部設置有用於安裝試件11的夾具13，夾具13可拆卸地與箱體I連接。夾具13包括左夾具和右夾具，左夾具和右夾具的結構相同，均包括底板132和固定在底板132上的、橫截面為凹型的夾板131，本實施例中，兩個夾具13拼合後，為矩形體結構，能將試驗所用的試件11緊緊固定。夾具13上夾板131的高度應略小於，或等於試件11的高度。夾板131上開設有螺絲孔133，而在箱體I內部底面上開設有與螺絲孔133配合的固定孔，通過螺絲將夾具13固定在箱體I中。箱體I採用不透光的隔熱材料製成，減小外部環境對箱體I內部的影響。
[0022]夾具13上方的箱體I的左側壁上靠近夾具13的一端開設有排氣窗14,排氣窗14上方安裝有溫度傳感器10 ;箱體I的右側壁上安裝有與排氣窗14同高度的風機9，風機9上方安裝有噴頭8，在右側壁靠近箱體I頂面的一端開設有進氣孔6 ;箱體I內部頂面上安裝有紫外線燈管2，箱體I外部頂面上設置有氣壓表5 ;在箱體I前側壁的中上部位置開設有觀察窗3，箱體I後側壁的中部位置安裝有加熱器4。加熱器4和觀察窗3均位於夾具13的上方。
[0023]排氣窗14可打開，也可以關閉，其位於箱體I左側壁靠近夾具13頂部的位置；進氣孔6位於箱體I右側壁上方位置，這樣在換氣時，通過排氣窗14和進氣孔6的配合，可以徹底更換箱體I中的空氣。
[0024]在右側壁上與排氣窗14同一高度的位置安裝有風機9，風機9可模擬自然環境下的風力條件，直接作用在試件11的表面。
[0025]氣壓表5安裝在箱體I頂面上，從氣壓表5中可以讀出箱體I內的實時氣壓，並可通過調整與進氣孔6連接的氣泵7，控制箱體I內的氣壓。根據試驗要求，對箱體I內的氣壓調整,本試驗中要求箱內氣壓為2.1MPa0
[0026]溫度傳感器10和加熱器4共同連接至一個溫度控制器15。溫度傳感器10監測箱體I內部溫度，可實時讀取出來，並可同時傳遞給溫度控制器15，而溫度控制器15可根據設置的溫度閾值，自動對加熱器4進行調節，控制箱體I內的溫度保持在85土1°C。加熱器4位於箱體I的後側壁上的中部位置，與溫度傳感器10相距一定的距離，以使溫度傳感器10採集到的溫度信息更能真實反映箱體I內部的情況。
[0027]箱體I內部頂面上的紫外線燈管2為箱體I提供一定強度的紫外線，另外，箱體I還能通過右側壁上的噴頭8適時地給試件11噴水。
[0028]觀察窗3為開設在箱體I前側壁的中上部位置的一個矩形窗口，觀察窗3上設置有雙層玻璃，能實時觀察箱內情況，並能起到隔溫作用。在夾具13和箱體I內壁之間設置有保溫隔層12，起到隔熱作用，使箱體I內試件11的所處的環境相對獨立，更加準確地模擬試件11在真實狀況下的老化過程。
[0029]本實用新型中，試驗中使用的試件11是以輪碾法成型的全厚度車轍板試件，尺寸為300mm*300mm*200mm。試件11由三層組成，自上而下依次是:上面層，厚度5cm，採用DAC-13 ;中面層，厚度7cm，採用DAC-20 ;下面層，厚度8cm，採用DAC-25。
[0030]利用本裝置進行浙青路面延深度方向老化程度的試驗過程如下:
[0031]1.將試件11頂面朝下放在實驗桌上，把左夾具和右夾具也頂部在下扣在實驗桌上;
[0032]2.用兩個夾具13把試件11夾住，利用螺絲把夾具13通過螺絲孔133和固定孔的配合，固定到環境箱的底部。
[0033]3.放置好夾具13和試件11後，在夾具13和箱體I內壁之間填充保溫隔層12，設置好工作參數，使環境箱工作起來，對試件11進行老化。
[0034]試驗結束後，取出試件11，從試件11頂面起，分層切割，每層Icm的厚度，切下8層；然後，採用阿布森法分別進行混合料中老化浙青的提取，並對提取的浙青試樣進行相應指標的試驗，獲得各層老化浙青的針入度、粘度、延度、勁度等指標；以回收浙青在試件11的取樣層位為橫坐標，測試得到的各項指標為縱坐標，繪製結構層深度與浙青性能的柱形圖，可以分析浙青路面延深度方向的老化狀況。另外，利用所得試驗數據，通過有限元法，可以分析由於老化引起的模量梯度對浙青路面的力學特性的影響。
[0035]對相同結構的全厚度車轍板試件進行不同老化時間的老化試驗，以上述方法對試驗結果進行分析，又可以得到設計的浙青路面在不同使用年限時的老化狀況以及演化趨勢，從而為浙青路面性能設計與改進提供參考。
【權利要求】
1.一種浙青路面延深度方向老化程度的試驗裝置，包括箱體(1)，其特徵在於，箱體(O為密閉的矩形箱體，箱體(I)內下部設置有用於安裝試件(11)的夾具(13)，夾具(13)可拆卸地與箱體(I)連接；夾具(13 )上方的箱體(I)的左側壁上靠近夾具(13 )的一端開設有排氣窗(14),排氣窗(14)上方安裝有溫度傳感器(10);箱體(I)的右側壁上安裝有與排氣窗(14)同高度的風機(9)，風機(9)上方安裝有噴頭(8)，在右側壁靠近箱體(I)頂面的一端開設有進氣孔(6);箱體(I)內部頂面上安裝有紫外線燈管(2)，箱體(I)外部頂面上設置有氣壓表(5);在箱體(I)前側壁的中上部位置開設有觀察窗(3)，箱體(I)後側壁的中部位置安裝有加熱器(4)。
2.如權利要求1所述的浙青路面延深度方向老化程度的試驗裝置，其特徵在於，所述的夾具(13)包括左夾具和右夾具，左夾具和右夾具的結構相同，均包括底板(132)和固定在底板(132)上的、橫截面為凹型的夾板(131)，夾板(131)上開設有螺絲孔(133)。
3.如權利要求1所述的浙青路面延深度方向老化程度的試驗裝置，其特徵在於，所述的夾具(13)和箱體(I)內側壁之間設置有保溫隔層(12)。
4.如權利要求1所述的浙青路面延深度方向老化程度的試驗裝置，其特徵在於，所述的觀察窗(3 )上安裝有雙層玻璃。
5.如權利要求1所述的浙青路面延深度方向老化程度的試驗裝置，其特徵在於，所述的進氣孔(6)通過管道與一個氣泵(7 )連接。
6.如權利要求1所述的浙青路面延深度方向老化程度的試驗裝置，其特徵在於，所述的溫度傳感器(10 )和加熱器(4 )共同連接至一個溫度控制器(15)。
7.如權利要求1所述的浙青路面延深度方向老化程度的試驗裝置，其特徵在於，所述的箱體(I)採用不透光的隔熱材料製成。
【文檔編號】G01N33/42GK203759005SQ201420105918
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年3月10日 優先權日:2014年3月10日
【發明者】趙一飛, 孫昌樂, 王昆, 王浩羿, 邊迪, 張聖, 鐵星悅, 縱兆康 申請人:長安大學