一種瀝青路面延深度方向老化程度的試驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種瀝青路面延深度方向老化程度的試驗(yàn)裝置，包括箱體，箱體為密閉的箱體，箱體內(nèi)下部設(shè)置有用于安裝試件的夾具，夾具可拆卸地與箱體連接；夾具上方的箱體的左側(cè)壁上靠近夾具的一端開設(shè)有排氣窗，排氣窗上方安裝有溫度傳感器；箱體的右側(cè)壁上安裝有與排氣窗同高度的風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)上方安裝有噴頭，在右側(cè)壁靠近箱體頂面的一端開設(shè)有進(jìn)氣孔；箱體內(nèi)部頂面上安裝有紫外線燈管，箱體外部頂面上設(shè)置有氣壓表；在箱體前側(cè)壁的中上部位置開設(shè)有觀察窗，箱體后側(cè)壁的中部位置安裝有加熱器。本實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，且很好的模擬了瀝青路面面層在實(shí)際狀況中的老化進(jìn)程，從而為瀝青路面性能設(shè)計(jì)與改進(jìn)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(yàn)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于道路浙青路面材料性能評價(jià)試驗(yàn)設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種浙青混合料老化性能測試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，浙青結(jié)合料自身的耐老化性能是影響浙青路面使用質(zhì)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(jià)浙青路面的耐久性是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。因?yàn)樵谡闱嗦访嬷?，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(jié)構(gòu)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(jìn)行老化的試驗(yàn)方法，使得室內(nèi)試驗(yàn)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(yàn)對象，模擬浙青路面中的長期老化過程，同樣存在問題。因?yàn)?，各種因素對實(shí)際狀況下浙青路面老化的影響是延深度的方向由表及里向下滲透的，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(shí)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(jié)構(gòu)的力學(xué)特性與常模量面層路面的力學(xué)特性不同，梯度模量引起較大的表面拉應(yīng)力，更容易導(dǎo)致路面表面開裂。但是，在室內(nèi)試驗(yàn)環(huán)境下以混合料試件為試驗(yàn)對象模擬長期老化過程時(shí)，各種因素對于浙青混合料試件的影響，是從試件各個表面逐漸向內(nèi)滲透的。顯然，這與浙青路面實(shí)際狀況中的老化的方向和進(jìn)程是不同的，其老化程度由各個表面向內(nèi)部逐漸減弱的試驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際路面的狀況也是不同的。這種方向和進(jìn)程的差異可能造成試驗(yàn)與實(shí)際的偏離，從而使試驗(yàn)結(jié)果對設(shè)計(jì)者的決策造成不良影響。
[0004]現(xiàn)在對浙青混合料試件的老化試驗(yàn)方法如對松散浙青混合料的旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱試驗(yàn)(RTFO)以及對浙青混合料試驗(yàn)的壓力老化試驗(yàn)(PAV)等，都沒有考慮這種老化深度與老化程度之間存在聯(lián)系，忽略了老化進(jìn)程不同對老化結(jié)果的可能會產(chǎn)生影響。所以，用老化試件進(jìn)行力學(xué)分析就與實(shí)際路面狀況的受力相差很大，而如果通過對試件進(jìn)行浙青提取，以浙青為研究試驗(yàn)對象進(jìn)行相關(guān)老化性能的試驗(yàn)，其試驗(yàn)結(jié)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(yīng)性能的分析不夠準(zhǔn)確。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)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(yàn)裝置，將深度、老化程度與性能準(zhǔn)確聯(lián)系起來，能更加準(zhǔn)確地模擬浙青路面面層在實(shí)際情況下的老化進(jìn)程，為浙青路面性能設(shè)計(jì)與改進(jìn)提供更具參考價(jià)值的信息。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0007]一種浙青路面延深度方向老化程度的試驗(yàn)裝置，包括箱體，箱體為密閉的箱體，箱體內(nèi)下部設(shè)置有用于安裝試件的夾具，夾具可拆卸地與箱體連接；夾具上方的箱體的左側(cè)壁上靠近夾具的一端開設(shè)有排氣窗，排氣窗上方安裝有溫度傳感器；箱體的右側(cè)壁上安裝有與排氣窗同高度的風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)上方安裝有噴頭，在右側(cè)壁靠近箱體頂面的一端開設(shè)有進(jìn)氣孔；箱體內(nèi)部頂面上安裝有紫外線燈管，箱體外部頂面上設(shè)置有氣壓表；在箱體前側(cè)壁的中上部位置開設(shè)有觀察窗，箱體后側(cè)壁的中部位置安裝有加熱器。
[0008]進(jìn)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(jié)構(gòu)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(shè)有螺絲孔。
[0009]進(jìn)一步地，所述的夾具和箱體內(nèi)側(cè)壁之間設(shè)置有保溫隔層。
[0010]進(jìn)一步地，所述的觀察窗上安裝有雙層玻璃。
[0011]進(jìn)一步地，所述的進(jìn)氣孔通過管道與一個氣泵連接。
[0012]進(jìn)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(jìn)一步地，所述的箱體采用不透光的隔熱材料制成。
[0014]本實(shí)用新型可以為浙青混合料試件長期老化試驗(yàn)提供熱、氧、紫外線以及水的環(huán)境箱下部，設(shè)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(yàn)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(huán)境箱的老化環(huán)境中，與路面實(shí)際情況相符。通過對老化試件的老化分析與力學(xué)分析，幫助使用者通過室內(nèi)試驗(yàn)把握所設(shè)計(jì)浙青路面延深度方向的老化規(guī)律與性能演化規(guī)律，從而為浙青路面性能設(shè)計(jì)與改進(jìn)提供參考。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1本試驗(yàn)中所用裝置的示意圖；
[0016]圖2本試驗(yàn)中夾具橫剖圖；
[0017]圖3為左夾具的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖中標(biāo)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(jìn)氣孔，7-氣泵，8-噴頭，9-風(fēng)機(jī)，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(shí)施方式】
[0019]與傳統(tǒng)的試驗(yàn)裝置不同，本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)思路是，不同于以往老化試驗(yàn)中的混合料試件，本試驗(yàn)采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(huán)境中，而這與路面的實(shí)際狀態(tài)是相符的，從而使試驗(yàn)結(jié)果更加準(zhǔn)確。
[0020]遵從上述技術(shù)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(yàn)裝置，包括箱體1，箱體I為密閉的箱體1，為試驗(yàn)提供一個密閉的環(huán)境。本實(shí)施例中采用矩形箱體，為了便于敘述，圖1中箱體I左邊的側(cè)壁為左側(cè)壁，右側(cè)壁與左側(cè)壁平行相對，前側(cè)壁和后側(cè)壁分別與左側(cè)壁和右側(cè)壁相鄰。
[0021]箱體I內(nèi)下部設(shè)置有用于安裝試件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(jié)構(gòu)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(shí)施例中，兩個夾具13拼合后，為矩形體結(jié)構(gòu)，能將試驗(yàn)所用的試件11緊緊固定。夾具13上夾板131的高度應(yīng)略小于，或等于試件11的高度。夾板131上開設(shè)有螺絲孔133，而在箱體I內(nèi)部底面上開設(shè)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采用不透光的隔熱材料制成，減小外部環(huán)境對箱體I內(nèi)部的影響。
[0022]夾具13上方的箱體I的左側(cè)壁上靠近夾具13的一端開設(shè)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(cè)壁上安裝有與排氣窗14同高度的風(fēng)機(jī)9，風(fēng)機(jī)9上方安裝有噴頭8，在右側(cè)壁靠近箱體I頂面的一端開設(shè)有進(jìn)氣孔6 ;箱體I內(nèi)部頂面上安裝有紫外線燈管2，箱體I外部頂面上設(shè)置有氣壓表5 ;在箱體I前側(cè)壁的中上部位置開設(shè)有觀察窗3，箱體I后側(cè)壁的中部位置安裝有加熱器4。加熱器4和觀察窗3均位于夾具13的上方。
[0023]排氣窗14可打開，也可以關(guān)閉，其位于箱體I左側(cè)壁靠近夾具13頂部的位置；進(jìn)氣孔6位于箱體I右側(cè)壁上方位置，這樣在換氣時(shí)，通過排氣窗14和進(jìn)氣孔6的配合，可以徹底更換箱體I中的空氣。
[0024]在右側(cè)壁上與排氣窗14同一高度的位置安裝有風(fēng)機(jī)9，風(fēng)機(jī)9可模擬自然環(huán)境下的風(fēng)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(nèi)的實(shí)時(shí)氣壓，并可通過調(diào)整與進(jìn)氣孔6連接的氣泵7，控制箱體I內(nèi)的氣壓。根據(jù)試驗(yàn)要求，對箱體I內(nèi)的氣壓調(diào)整,本試驗(yàn)中要求箱內(nèi)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(jiān)測箱體I內(nèi)部溫度，可實(shí)時(shí)讀取出來，并可同時(shí)傳遞給溫度控制器15，而溫度控制器15可根據(jù)設(shè)置的溫度閾值，自動對加熱器4進(jìn)行調(diào)節(jié)，控制箱體I內(nèi)的溫度保持在85土1°C。加熱器4位于箱體I的后側(cè)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采集到的溫度信息更能真實(shí)反映箱體I內(nèi)部的情況。
[0027]箱體I內(nèi)部頂面上的紫外線燈管2為箱體I提供一定強(qiáng)度的紫外線，另外，箱體I還能通過右側(cè)壁上的噴頭8適時(shí)地給試件11噴水。
[0028]觀察窗3為開設(shè)在箱體I前側(cè)壁的中上部位置的一個矩形窗口，觀察窗3上設(shè)置有雙層玻璃，能實(shí)時(shí)觀察箱內(nèi)情況，并能起到隔溫作用。在夾具13和箱體I內(nèi)壁之間設(shè)置有保溫隔層12，起到隔熱作用，使箱體I內(nèi)試件11的所處的環(huán)境相對獨(dú)立，更加準(zhǔn)確地模擬試件11在真實(shí)狀況下的老化過程。
[0029]本實(shí)用新型中，試驗(yàn)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，采用DAC-13 ;中面層，厚度7cm，采用DAC-20 ;下面層，厚度8cm，采用DAC-25。
[0030]利用本裝置進(jìn)行浙青路面延深度方向老化程度的試驗(yàn)過程如下:
[0031]1.將試件11頂面朝下放在實(shí)驗(yàn)桌上，把左夾具和右夾具也頂部在下扣在實(shí)驗(yàn)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(huán)境箱的底部。
[0033]3.放置好夾具13和試件11后，在夾具13和箱體I內(nèi)壁之間填充保溫隔層12，設(shè)置好工作參數(shù)，使環(huán)境箱工作起來，對試件11進(jìn)行老化。
[0034]試驗(yàn)結(jié)束后，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；然后，采用阿布森法分別進(jìn)行混合料中老化浙青的提取，并對提取的浙青試樣進(jìn)行相應(yīng)指標(biāo)的試驗(yàn)，獲得各層老化浙青的針入度、粘度、延度、勁度等指標(biāo)；以回收浙青在試件11的取樣層位為橫坐標(biāo)，測試得到的各項(xiàng)指標(biāo)為縱坐標(biāo)，繪制結(jié)構(gòu)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(yàn)數(shù)據(jù)，通過有限元法，可以分析由于老化引起的模量梯度對浙青路面的力學(xué)特性的影響。
[0035]對相同結(jié)構(gòu)的全厚度車轍板試件進(jìn)行不同老化時(shí)間的老化試驗(yàn)，以上述方法對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，又可以得到設(shè)計(jì)的浙青路面在不同使用年限時(shí)的老化狀況以及演化趨勢，從而為浙青路面性能設(shè)計(jì)與改進(jìn)提供參考。
【權(quán)利要求】
1.一種浙青路面延深度方向老化程度的試驗(yàn)裝置，包括箱體(1)，其特征在于，箱體(O為密閉的矩形箱體，箱體(I)內(nèi)下部設(shè)置有用于安裝試件(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(cè)壁上靠近夾具(13 )的一端開設(shè)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(cè)壁上安裝有與排氣窗(14)同高度的風(fēng)機(jī)(9)，風(fēng)機(jī)(9)上方安裝有噴頭(8)，在右側(cè)壁靠近箱體(I)頂面的一端開設(shè)有進(jìn)氣孔(6);箱體(I)內(nèi)部頂面上安裝有紫外線燈管(2)，箱體(I)外部頂面上設(shè)置有氣壓表(5);在箱體(I)前側(cè)壁的中上部位置開設(shè)有觀察窗(3)，箱體(I)后側(cè)壁的中部位置安裝有加熱器(4)。
2.如權(quán)利要求1所述的浙青路面延深度方向老化程度的試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的夾具(13)包括左夾具和右夾具，左夾具和右夾具的結(jié)構(gòu)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(shè)有螺絲孔(133)。
3.如權(quán)利要求1所述的浙青路面延深度方向老化程度的試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的夾具(13)和箱體(I)內(nèi)側(cè)壁之間設(shè)置有保溫隔層(12)。
4.如權(quán)利要求1所述的浙青路面延深度方向老化程度的試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的觀察窗(3 )上安裝有雙層玻璃。
5.如權(quán)利要求1所述的浙青路面延深度方向老化程度的試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的進(jìn)氣孔(6)通過管道與一個氣泵(7 )連接。
6.如權(quán)利要求1所述的浙青路面延深度方向老化程度的試驗(yàn)裝置，其特征在于，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(quán)利要求1所述的浙青路面延深度方向老化程度的試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的箱體(I)采用不透光的隔熱材料制成。
【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(yōu)先權(quán)日:2014年3月10日
【發(fā)明者】趙一飛, 孫昌樂, 王昆, 王浩羿, 邊迪, 張圣, 鐵星悅, 縱兆康 申請人:長安大學(xué)