一種測量冰與瀝青路面粘結力試驗設備及方法

2023-06-01 10:36:01 1

專利名稱：一種測量冰與瀝青路面粘結力試驗設備及方法
技術領域：
本發明涉及一種用於測量冰與路表面粘結力試驗設備及方法，具體涉及一種測量 浙青路表面附著的冰或冰雪混合物之間粘結程度的設備及試驗方法。
背景技術：
在寒冷的冬季，路面積雪結冰會給道路暢通和行車安全帶來嚴重的不良影響，並 造成極大的經濟損失。冰雪道路的通行能力大幅降低並使路面附著係數大大下降，使汽車 打滑、制動距離明顯延長，甚至剎車失靈、方向失控，容易直接或間接引發交通事故。各國交 通部門探索出多種除冰雪方法和多種抑制路面積雪結冰的方法來減緩積雪結冰帶來的影 響。但是，無論採用何種方法，冰與路面之間的粘結力直接影響著路面附著係數，也就直接 決定了冰雪道路的通行能力。而如何測試和評定冰與路面之間的粘結力是一個尚未解決卻 極其重要的技術問題。在現有技術與設備中，尚沒有適用於測定道路上冰與路表面之間粘 結力的設備。

發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種測量冰和路面(浙青混合料)之間粘結力試 驗設備及方法，以定量模擬測量冰和路面之間粘結力，從而解決了路面材料粘結力的測試 問題，最終為了解決工程實際中路面冰雪災害評價的問題。本發明為解決上述技術問題採取的技術方案是本發明所述的一種測量冰與浙青路面粘結力試驗設備包括用於盛裝模擬路面材 料的圓柱形容器、用於製備冰層的圓盤體，所述圓柱形容器的開口端向下，所述圓盤體的開 口向上；圓柱形容器置於圓盤體的上方且二者的開口相對設置，並確保圓柱形容器內的路 面材料形成的路面與圓盤體內的水面完全接觸；所述圓柱形容器的底端外側壁上設有連接 耳；所述圓盤體由盤主體和連接套筒構成，連接套筒置於盤主體的下方且與盤主體底端外 側壁固接為一體。一種利用上述粘結力實驗設備模擬測量冰和路面之間粘結力的方法，所述方法按 照如下步驟實現的步驟一、將路面材料製成圓柱體進而製成模擬路面，將圓柱體固定於圓柱形容器 內；步驟二、將用於製備冰層的水注入圓盤體內，將固定有路面材料的圓柱形容器恰 好對中扣在圓盤體的上方，使路面材料的下表面和水面恰好接觸；步驟三、將完成步驟二的圓柱形容器和圓盤體水平置於低溫冷凍箱中冷卻至預設 溫度，圓盤體內的水結冰，此時圓盤體內的水結冰並與路面材料完全粘結在一起；步驟四、完成步驟三後，通過連接螺杆使圓盤體與MTS加載系統的下工作檯連接， 通過雙向十字鉸使圓柱形容器與MTS加載系統的上工作檯連接，控制環境溫度為預設溫 度，由MTS提供並控制；通過對MTS加載系統預設一個加載速率V，對圓柱形容器和圓盤體施加一個軸向拉力，直至路面與冰面之間的界面被破壞，此時上下結構分開；步驟五、用破壞時的極限拉力及破壞界面等級綜合評定材料與冰之間的粘結力 在加載過程中破壞時的極限拉力，由MTS直接讀出；此時的破壞界面即為路面與冰面二者 之間破壞時的破壞界面；破壞界面等級分為優、良、中、次、差，如表1所示表1破壞界面等級評價指標
權利要求
1.一種測量冰與浙青路面粘結力試驗設備，其特徵在於所述粘結力實驗設備包括用 於盛裝模擬路面材料的圓柱形容器(7)、用於製備冰層的圓盤體O)，所述圓柱形容器(7) 的開口端向下，所述圓盤體O)的開口向上；圓柱形容器(7)置於圓盤體O)的上方且二 者的開口相對設置，並確保圓柱形容器(7)內的路面材料形成的路面與圓盤體O)內的水 面完全接觸；所述圓柱形容器(7)的底端外側壁上設有連接耳(7-1)；所述圓盤體O)由盤 主體(2-2)和連接套筒0-1)構成，連接套筒0-1)置於盤主體0-2)的下方且與盤主體 (2-2)底端外側壁固接為一體。
2.根據權利要求1所述的一種測量冰與浙青路面粘結力試驗設備，其特徵在於所述 粘結力實驗設備還包括多個頂絲(6)，所述多個頂絲(6)均布設置在圓柱形容器(7)的側壁 上。
3.根據權利要求1或2所述的一種測量冰與浙青路面粘結力試驗設備，其特徵在 於所述盤主體(2- 包括下基盤(2-2-1)和上蓋0-2-2)，所述下基盤(2-2-1)和上蓋 (2-2-2)通過連接件固接，所述上蓋(2-2- 上開有孔徑由上至下依次變小的三級階梯孔 0-2-2-1)，且三級階梯孔(2-2-2-1)下端的小孔的孔徑小於下基盤0-2-1)內腔的孔徑； 圓柱形容器(7)的開口端的端面與三級階梯孔(2-2-2-1)上端的大孔和中間孔之間的臺肩 接觸，圓柱形容器(7)內的路面材料形成的路面的邊緣與三級階梯孔0-2-2-1)中間孔和 下端的小孔之間的臺肩接觸，且三級階梯孔0-2-2-1)中間孔和下端的小孔之間的臺肩所 在的平面也是所述路面與冰面兩者之間的界面(S)。
4.根據權利要求3所述的一種測量冰與浙青路面粘結力試驗設備，其特徵在於所述 三級階梯孔(2-2-2-1)下端的小孔的下孔口處加工有圓角(R)，使三級階梯孔(2-2-2-1)下 端的小孔與下基盤0-2-1)的內腔平滑過渡。
5.根據權利要求1所述的一種測量冰與浙青路面粘結力試驗設備，其特徵在於所述 粘結力實驗設備還包括雙向十字鉸(9)，所述雙向十字鉸(9)的一個連接端通過銷軸(8)與 連接耳(7-1)連接；且所述雙向十字鉸(9)的另一個連接端上加工有螺紋。
6.根據權利要求5所述的一種測量冰與浙青路面粘結力試驗設備，其特徵在於所述 粘結力實驗設備還包括連接螺杆(1)，所述連接螺杆(1)的一端插裝在連接套筒0-1)內且 二者螺紋連接。
7.根據權利要求2所述的一種測量冰與浙青路面粘結力試驗設備，其特徵在於所述 粘結力實驗設備還包括與頂絲(6)數量一致的多個薄錫墊G)，薄錫墊(4)設置在頂絲(6) 與圓柱形容器(7)的側壁之間。
8.根據權利要求3所述的一種測量冰與浙青路面粘結力試驗設備，其特徵在於所 述盤主體(2- 還包括密封墊圈(3)，所述密封墊圈( 設置在下基盤(2-2-1)和上蓋 (2-2-2)之間。
9.根據權利要求3所述的一種測量冰與浙青路面粘結力試驗設備，其特徵在於所 述下基盤0-2-1)盤底的內端面上設有多個環形凹槽0-2-1-1)；且所述多個環形凹槽 (2-2-1-1)同心。
10.一種利用權利要求1所述粘結力實驗設備模擬測量冰和路面之間粘結力的方法 其特徵在於所述方法按照如下步驟實現的步驟一、將路面材料製成圓柱體進而製成模擬路面，將圓柱體固定於圓柱形容器(7)內；步驟二、將用於製備冰層的水注入圓盤體O)內，將固定有路面材料的圓柱形容器(7) 恰好對中扣在圓盤體O)的上方，使路面材料的下表面和水面恰好接觸；步驟三、將完成步驟二的圓柱形容器(7)和圓盤體( 水平置於低溫冷凍箱中冷卻至 預設溫度，圓盤體O)內的水結冰，此時圓盤體O)內的水結冰並與路面材料完全粘結在一 起；步驟四、完成步驟三後，通過連接螺杆(1)使圓盤體( 與MTS加載系統的下工作檯連 接，通過雙向十字鉸(9)使圓柱形容器(7)與MTS加載系統的上工作檯連接，控制環境溫度 為預設溫度，由MTS提供並控制；通過對MTS加載系統預設一個加載速率V，對圓柱形容器 (7)和圓盤體( 施加一個軸向拉力，直至路面與冰面之間的界面被破壞，此時上下結構分 開；步驟五、用破壞時的極限拉力及破壞界面等級綜合評定材料與冰之間的粘結力在加 載過程中破壞時的極限拉力，由MTS直接讀出；此時的破壞界面即為路面與冰面二者之間 破壞時的破壞界面；破壞界面等級分為優、良、中、次、差，如表1所示表1破壞界面等級評價指標
全文摘要
一種測量冰與瀝青路面粘結力試驗設備及方法，它涉及一種用於粘結力的粘結力實驗設備及方法。本發明為了定量模擬測量冰和路面之間粘結力，從而解決了路面材料粘結力的測試問題。所述粘結力實驗設備包括用於盛裝模擬路面材料的圓柱形容器、用於製備冰層的圓盤體，圓柱形容器置於圓盤體的上方且二者的開口相對設置，並確保圓柱形容器內的路面材料形成的路面與圓盤體內的水面完全接觸。模擬路面、將固定有路面材料的圓柱形容器恰好對中扣在圓盤體的上方，使路面材料的下表面和水面恰好接觸、冷卻使路面與冰面粘結在一起、軸向加載、用破壞時的極限拉力及破壞界面等級綜合評定材料與冰之間的粘結力。本發明用於測定道路混合料與冰之間粘結力。
文檔編號G01N19/04GK102087204SQ201010563360
公開日2011年6月8日 申請日期2010年11月29日 優先權日2010年11月29日
發明者吳思剛, 姚李, 孫嶸蓉, 張磊, 曲樂永, 譚憶秋, 龔湘兵 申請人:哈爾濱工業大學