一種可控溫光水風的瀝青老化試驗裝置的製作方法

2023-06-01 19:50:06

本實用新型屬於瀝青性能測試技術領域，具體來說，涉及到一種可控溫光水風的瀝青老化試驗裝置。

背景技術：

隨著我國高速公路快速發展，我國越來越多的瀝青路面進入養護維修期，瀝青的老化是影響瀝青路面使用性能的一個重要因素，瀝青老化相關研究越來越受到重視。在瀝青混合料中瀝青作為骨料的粘結劑，在熱拌、施工及使用過程中受到溫度、光照、空氣和降水等外界環境因素的影響而發生揮發、氧化等一系列不可逆的物理變化和化學變化，使瀝青性質發生較大的變化，宏觀上表現為質量發生變化、針入度減小、軟化點升高以及延度變小，從而導致了瀝青性能的劣化。

目前，室內試驗研究瀝青老化主要是通過瀝青薄膜加熱試驗和瀝青旋轉薄膜加熱試驗等方法，這些方法主要是通過溫度和空氣氧化兩個因素模擬瀝青老化。瀝青路面中瀝青老化主要是受到溫度、光照、空氣、降水等外界環境因素影響。現有瀝青老化實驗設備無光照和溼度控制系統，無法精確模擬室外瀝青老化環境，不能夠準確反映瀝青老化性能，瀝青室內老化試驗後三大指標無法對應室外瀝青老化三大指標。

技術實現要素：

為解決以上問題，本實用新型提供了一種智能、全面的可控溫光水風的瀝青老化試驗裝置。

本實用新型所述的一種可控溫光水風的瀝青老化試驗裝置，所述試驗裝置包括箱體1、加熱器2、紫外線燈管3、超聲波加溼器5和擴散板6、傳感器7、風機8和控制系統9；所述箱體1為長方體結構，分為左右兩部分，左側為試驗區，右側為試驗控制系統平臺；所述加熱器2位於試驗區內底部；所述紫外線燈管3位於試驗區內頂部，採用防水燈罩4保護；所述加溼器由分別設在試驗區右壁內外側的擴散板6和超聲波加溼器5組成，將低壓蒸汽直接輸入試驗區；所述傳感器7由溫度傳感器和溼度傳感器組成，配置在託盤15附近；所述風機8位於試驗控制系統平臺左下方，其風葉片設在試驗區內；液晶顯示屏10和控制開關11設在試驗控制系統平臺外表面；電動機16設在試驗區頂板上方，其轉軸伸入試驗區並在底端連接有託盤15；控制系統9帶有電腦微機，設在試驗控制系統平臺內，連接入風口12和排風口13的控制開關，還連接加熱器2、紫外線燈管3、加溼器、傳感器7、風機8、液晶顯示屏10、控制開關11和電動機16。

本實用新型所述的一種可控溫光水風的瀝青老化試驗裝置，所述箱體1試驗區包括外殼和內膽，中間設有隔溫層。

本實用新型所述的一種可控溫光水風的瀝青老化試驗裝置，所述外殼採用A3鋼板，由數控車床成型，噴塑處理；內膽採用不鏽鋼。

本實用新型所述的一種可控溫光水風的瀝青老化試驗裝置，所述隔溫層為內外雙層結構，內外層分別為高壓聚氨酯發泡和高密度玻璃纖維，其四周為抗老化矽橡膠，能嚴實密封活動門邊縫。

本實用新型所述的一種可控溫光水風的瀝青老化試驗裝置，所述加熱器2採用完全獨立的鎳鉻合金電阻絲實現加熱。

箱體採用高低溫不鏽鋼板，保溫層材料採用高強度PU發泡與高密度玻璃纖維棉，配合抗老化矽橡膠密封條嚴實密封活動門邊縫。加熱器採用完全獨立的鎳鉻合金電阻絲實現加熱，電阻率大、電阻溫度係數小，使用壽命長；加溼器由超聲波加溼器和擴散板組成，將低壓蒸汽直接輸入試驗空間已達到加溼的目的，具有加溼能力強，加溼速度快，控制性能好，霧粒小而均勻的特點；溫溼度傳感器安裝在瀝青託盤附近，實時監測試驗區的溫度、溼度，將採集到的溫度、溼度信號傳輸到控制系統，控制系統根據設定數據控制試驗區加熱裝置、加溼裝置、光照系統、託盤轉速以及風機風速，並控制位於上部的液晶屏顯示實時動態信息。風機工作使溫溼環境均勻分布。箱體底部採用高質量可固定式活動輪，以方便箱體的移動和固定。此外，試驗機中的數據傳輸和電源線路由於受溫溼條件的變化，極易發生老化，為延長使用壽命和增加試驗機使用的安全性，採用抗老化薄膜纏縛，線路接頭進行防水處理。

與現有技術相比，本實用新型所述的可控溫光水風的瀝青老化試驗裝置增加紫外線、水等致使瀝青老化環境因素，並通過控制系統對試驗區溫度、紫外線強度、溼度、風速進行交變調節，更全面真實模擬室外瀝青老化環境，更加準確反映瀝青老化性能，為更好的開展瀝青老化研究提供保障。

附圖說明

圖1：可控溫光水風的瀝青老化試驗裝置圖；箱體-1、加熱器-2、紫外線燈管-3、防水燈罩-4、超聲波加溼器-5、擴散板-6、傳感器-7、風機-8、控制裝置-9、液晶顯示屏-10、控制開關-11、入風口-12、排風口-13、固定式活動輪-14、託盤-15、電動機-16。

具體實施方式

下面結合具體的實施例對本實用新型所述的可控溫光水風的瀝青老化試驗裝置做進一步說明，但是本實用新型的保護範圍並不限於此。

實施例1

一種可控溫光水風的瀝青老化試驗裝置，所述試驗裝置包括箱體1、加熱器2、紫外線燈管3、超聲波加溼器5和擴散板6、傳感器7、風機8和控制系統9；所述箱體1為長方體結構，主要分為兩部分，左側為試驗區，右側為試驗控制系統平臺；所述加熱器2位於試驗區內底部；所述紫外線燈管3位於試驗區內頂部，採用防水燈罩4保護；所述加溼器由分別設在試驗區右壁內外側的擴散板6和超聲波加溼器5組成，將低壓蒸汽直接輸入試驗區；所述傳感器7由溫度傳感器和溼度傳感器組成，配置在託盤15附近；所述風機8位於試驗控制系統平臺左下方，其風葉片設在試驗區內；液晶顯示屏10和控制開關11設在試驗控制系統平臺外表面；電動機16設在試驗區頂板上方，其轉軸伸入試驗區並在底端連接有託盤15；控制系統9帶有電腦微機，設在試驗控制系統平臺內，連接入風口12和排風口13的控制開關，還連接加熱器2、紫外線燈管3、加溼器、傳感器7、風機8、液晶顯示屏10、控制開關11和電動機16。所述箱體1試驗區包括外殼和內膽，中間設有隔溫層。所述外殼採用A3鋼板，由數控車床成型，噴塑處理；內膽採用不鏽鋼。所述隔溫層為內外雙層結構，內外層分別為高壓聚氨酯發泡和高密度玻璃纖維，其四周為抗老化矽橡膠，能嚴實密封活動門邊縫。所述加熱器2採用完全獨立的鎳鉻合金電阻絲實現加熱。

箱體採用高低溫不鏽鋼板，保溫層材料採用高強度PU發泡與高密度玻璃纖維棉，配合抗老化矽橡膠密封條嚴實密封活動門邊縫。加熱器採用完全獨立的鎳鉻合金電阻絲實現加熱，電阻率大、電阻溫度係數小，使用壽命長；加溼器由超聲波加溼器和擴散板組成，將低壓蒸汽直接輸入試驗空間已達到加溼的目的，具有加溼能力強，加溼速度快，控制性能好，霧粒小而均勻的特點；溫溼度傳感器安裝在瀝青託盤附近，實時監測試驗區的溫度、溼度，將採集到的溫度、溼度信號傳輸到控制系統，控制系統根據設定數據控制試驗區加熱裝置、加溼裝置、光照系統、託盤轉速以及風機風速，並控制位於上部的液晶屏顯示實時動態信息。風機工作使溫溼環境均勻分布。箱體底部採用高質量可固定式活動輪，以方便箱體的移動和固定。此外，試驗機中的數據傳輸和電源線路由於受溫溼條件的變化，極易發生老化，為延長使用壽命和增加試驗機使用的安全性，採用抗老化薄膜纏縛，線路接頭進行防水處理。

本實用新型所述的可控溫光水風的瀝青老化試驗裝置的具體操作步驟為：

①將潔淨、烘乾、冷卻後的盛樣皿編號，將瀝青試樣分別注入4個已稱質量的盛樣皿中50g±0.5g，並形成瀝青厚度均勻的薄膜。

②同時按規定方法，測定瀝青試樣薄膜加熱實驗前的針入度、黏度、軟化點性質。將溫度傳感器移至轉盤中心頂面6mm處，並將實驗區加熱並保持至163℃±1℃。

③把設備調整水平，使轉盤在水平面上以5.5r/min±1r/min的速度旋轉，旋轉與水平面傾斜角不大於3°。試驗區達到恆溫163℃後，迅速將盛有試樣的試樣皿放入試驗區內的裝盤上，並關閉試驗區門，開動轉盤架，通過控制系統開啟紫外線光照系統。

④使試驗區溫度回升至162℃時開始計時，並在163℃±1℃溫度保持2h。

⑤控制系統通過關閉加熱裝置，利用風機和排風口將試驗區溫度降至90℃，開啟加溼器將試驗區溼度到達90％，保持0.5h。

⑥關閉加溼器，開啟加熱器，通過風機和加熱器除溼升溫到163攝氏度，保持半小時。

⑦取出兩個盛樣皿的試樣，用刮刀或刮鏟刮入一適當的容器內，置於加熱爐上加熱，並適當攪拌使充分融化達流動狀態，倒入針入度盛樣皿、黏度和軟化點試模內，並按規定方法進行針入度等各項瀝青老化試驗後殘留物的相應試驗。

⑧將剩下兩個試樣重複④⑤⑥步驟一遍，再按照步驟⑦進行工作。對比研究瀝青不同老化程度試驗前後三大指標關係。

計算試驗前後殘留物針入度比按式：

式中：Kp為試樣老化後殘留物針入度比(％)，P1為老化前原試樣的針入度(0.1mm)，P2為老化後殘留物的針入度(0.1mm)。

計算試驗前後殘留物軟化點增值按式：

ΔT＝T1-T2

式中：ΔT為試樣老化後軟化點增值(℃)，T1為老化前軟化點(℃)，T2為老化後軟化點(℃)。

計算試驗前後60℃黏度比按式：

式中：Kη為老化前後60℃黏度比，η2為老化後60℃黏度(Pa·s)η1為老化前60℃黏度(Pa·s)

計算瀝青老化指數按式：

C＝lglg(η2×103)-lglg(η1×103)

式中C為瀝青老化指數。

與現有技術相比，本實用新型所述的可控溫光水風的瀝青老化試驗裝置增加紫外線、水等致使瀝青老化環境因素，並通過控制系統對試驗區溫度、紫外線強度、溼度、風速進行交變調節，更全面真實模擬室外瀝青老化環境，更加準確反映瀝青老化性能，為更好的開展瀝青老化研究提供保障。