CN102539312A - 一种沥青发泡特性测试方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种沥青发泡特性测试装置，包括量筒，移动式标尺，平板装置，处理器和支架，其特征在于：量筒用于承载所述沥青，所述移动式标尺和所述处理器连接，所述处理器与所述支架连接，在移动式标尺的端部设置有载物装置；将所述平板装置放置于所述载物装置上进行固定，并使所述平板装置与所述沥青的上表面接触。本发明还公开了一种沥青发泡特性测试方法。本发明公开的上述测试装置和测试方法可以自动测量沥青发泡过程中的膨胀率、半衰期等特性参数，测试更全面便利。

Description

一种沥青发泡特性测试方法及其装置

技术领域

本发明属于道路工程领域，涉及一种沥青发泡特性测试装置，尤其涉及一种可自动测量沥青发泡过程中的膨胀率和半衰期指标的测试装置。

背景技术

沥青路面再生是指旧路面材料的回收利用技术，包括热再生和冷再生两大类，泡沫沥青冷再生是沥青路面冷再生技术的重要组成部分。沥青的发泡特性是影响泡沫沥青混合料性能和冷再生工程应用成败的关键因素之一。泡沫沥青冷再生混合料设计首先要进行沥青发泡试验以获取沥青的发泡特性参数。目前，沥青的发泡特性参数主要采用膨胀率和半衰期指标。膨胀率是指在沥青发泡状态下测量的最大体积与未发泡状态下的体积之比，半衰期是指泡沫沥青最大体积缩小到该体积一半所用的时间。

目前，在沥青发泡试验中，采用标准量桶和标尺测试得到膨胀率和半衰期。例如，标准量桶是直径为275mm，容积为20L的钢桶。测试标尺带有六个等距离刻度线，每个刻度的长度为53mm，对应6倍的膨胀率。测试时，将泡沫沥青喷入量桶，目测沥青达到最大膨胀体积时在测试标尺上的位置，读出膨胀率，同时开始计时；当沥青体积衰减至一半时计时中止，在秒表上读出半衰期。

目前测试沥青发泡特性参数的方法存在两个缺陷：1是测试的误差较大，精度较低，为此需要进行多次平行试验，以获取相对稳定的数据；2是试验只能测得膨胀率和半衰期这2个指标，对泡沫沥青衰变全过程的没有记录。而获取沥青发泡过程的衰变全过程的数据，可以更充分研究和评价沥青的发泡特性。而且现有测试方法效率很低，精度也不高，重复率低，难以推广应用。

发明内容

为了克服上述现有技术中的缺陷，本发明提出了一种沥青发泡特性测试装置，包括量筒，移动式标尺，平板装置、处理器和支架，其特征在于：

量筒用于承载所述沥青，所述移动式标尺和所述处理器连接，所述处理器与所述支架连接，在移动式标尺的端部设置有载物装置；

将所述平板装置放置于所述载物装置上进行固定，并使所述平板装置与所述沥青的上表面接触。

根据本发明的一个优选实施例，其中所述的沥青发泡特性测试装置中所述处理器与外部信息处理装置连接，所述处理器用于记录和输出与沥青发泡相关的参数信息，并发送给所述外部信息处理装置，所述外部信息处理装置处理上述信息。

根据本发明的另一个优选实施例，其中所述的沥青发泡特性测试装置还包括手摇装置，所述手摇装置通过轴向连接装置与所述移动式标尺连接，通过转动所述手摇装置，使得移动式标识上下移动。

根据本发明的再一个优选实施例，所述的沥青发泡特性测试装置中所述载物装置由平行的两个卡槽结构构成，用于将所述平板装置固定，所述卡槽结构的槽宽略大于所述平板装置的厚度。卡槽结构的槽壁厚度小于某一固定阈值。

根据本发明的一个优选实施例，其中所述平板装置是玻璃板。

根据本发明的又一个优选实施例，所述的沥青发泡特性测试装置中在所述移动式标尺上连接有应力感应装置，用于感测与所述移动式标尺连接的载物装置上的平板装置表面承受的压力，当所述压力值大于或小于指定阈值时，应力感应装置驱使所述移动式标尺向上或向下移动。

根据本发明的另一个方面，本发明还公开了一种沥青发泡特性测试方法，该方法利用沥青发泡特性测试装置实现，所述沥青发泡特性测试装置包括量筒，移动式标尺，平板装置、处理器和支架，所述移动式标尺和所述处理器连接，所述处理器与所述支架连接，在移动式标尺的端部设置有载物装置，其特征在于，该方法包括以下步骤：

将所述沥青发泡后放置于所述的量筒中；

将所述平板装置放置于所述载物装置上进行固定，并将所述移动式标尺插入所述量筒中，使所述平板装置表面与所述沥青的上表面接触；

利用所述移动式标尺测量所述沥青发泡过程中平板装置的位移参数。

根据本发明的另一个优选实施例，其中该方法还包括将移动式标尺测量的平板装置的位移参数数据传送给所述处理器，所述处理器根据所述位移参数数据和自身记录的时间信息，计算所述沥青的膨胀率和半衰期。

根据本发明的再一个优选实施例，其中该方法还包括利用与所述处理器连接的外部信息处理装置对所述处理器中的相关信息执行处理以获取所述沥青衰变的全过程的膨胀率-时间曲线。

根据本发明的再一个优选实施例，其中所述平板装置是玻璃板，在该方法中可观察清楚地看到所述玻璃板与泡沫沥青的接触状态，据此控制移动式标尺的移动。

本发明公开的沥青发泡特性测试装置和测试方法可以自动测量沥青发泡过程中的膨胀率、半衰期等特性参数，测试更全面便利。同时，采用了载物装置可以实现平板装置的随时替换，同时自动的时间和位移参数的检测的准确率更高，测试结果更加准确快捷。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显，其中：

图1是根据本发明的一个优选实施例的所述沥青发泡特性测试装置的结构示意图。

图2是根据本发明的一个优选实施例的所述沥青发泡测试方法的流程图。

附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件，其中图1中标记指代的部件名称如下：

100、沥青发泡特性测试装置    101、泡沫沥青

102、量筒                    103、移动式标尺

104、平板装置                105、处理器

106、支架                    107、载物装置

具体实施方式

为了更好地理解和阐释本发明，下面将参照图1-2对本发明作进一步的详细描述。

图1是根据本发明的一个优选实施例的所述沥青发泡特性测试装置的结构示意图。如图1所示，所述沥青发泡测试装置100包括量筒102，移动式标尺103，平板装置104，处理器105，支架106和载物装置107，而所述沥青发泡后形成的泡沫沥青图示为101。

具体地，量筒102用于承载所述沥青101，所述移动式标尺103和所述处理器105连接，所述处理器105与所述支架106连接，在移动式标尺103的端部设置有载物装置107，其中所述的端部通常指的是移动式标尺103的底端，如图1所示；

将所述平板装置104放置于所述载物装置107上进行固定，并使所述平板装置104与所述沥青101的上表面接触。在本发明的一个实施例中，所述平板装置是玻璃板。玻璃板优选是透明的，因此可以通过观察清楚地看到所述玻璃板与泡沫沥青的接触状态。

在具体的实施方式中，首先将沥青发泡后的泡沫沥青101投入量筒102中，通常的投入方式是喷射，而后迅速将带有标尺的载物装置107移动至移动式标尺103的底部，而事先将所述平板装置104放置于所述载物装置107上并固定好，即实现所述平板装置104与泡沫沥青101的接触，通常所述平板装置104与所述泡沫沥青101是轻微接触。

在本发明的一个方面，可以在所述移动式标尺上设置并连接有应力感应装置，用于感测与所述移动式标尺103连接的载物装置107上的平板装置104表面承受的压力，所述压力产生于所述泡沫沥青101与所述平板装置104的接触。在沥青发泡阶段，当所述压力值大于某一指定阈值时，应力感应装置驱使所述移动式标尺103向上移动。通常，上述阈值非常小，例如，可以是0.001N。在沥青收缩阶段，当所述压力值小于某一指定阈值时，应力感应装置驱使所述移动式标尺103向下移动。通常，上述阈值非常小，例如，可以是0.001N。此外，所述移动式标尺103可相对于所述处理器发生上下位移。当然，优选地，所述移动式标尺103的移动也可以通过人工来实现，例如，所述的沥青发泡特性测试装置还可以包括手摇装置(为了简化图形，在图中未示出)，所述手摇装置通过轴向连接装置与所述移动式标尺连接，通过转动所述手摇装置，使得移动式标尺上下移动。优选地，所述手摇装置也可以通过其他类型的连接装置，例如摇动力臂结构与所述的移动式标识连接。而当应力感应装置显示压力值大于某一阈值时，就可以采用人工驱动手摇装置的方式使得所述移动式标尺上下移动。

在本发明的另一个方面，也可以不采用应力感应装置，由于泡沫沥青是黑色泡沫液体，而本发明所述的平板装置，例如玻璃板，可以是透明的，因此可以通过观察清楚地看到所述平板装置与泡沫沥青的接触状态，当然，所述的平板装置也可以包含其他的平板结构，当存在应力感应装置时，所述平板结构可以是不透明的。

此外，更加优选地，移动式标尺的移动速率可调，当泡沫沥青喷入量桶时，可快速移动标尺，使平板装置与泡沫沥青表面轻微接触，开始计时后，根据泡沫沥青表面高度的下降速率，采用手摇方式控制标尺下降速率，保持平板装置与泡沫沥青表面轻微接触。

此外，优选地，所述载物装置107由平行的两个卡槽结构构成，用于将所述平板装置104固定，所述卡槽结构的槽宽略大于所述平板装置的厚度，卡槽结构的槽壁厚度小于某一固定阈值，即既可以实现平板装置的夹持和固定，也可以保证所述平板装置104与泡沫沥青的充分轻微接触。当然，所述的载物装置107也可以与移动式标尺103一体化形成，同时，所述的载物装置可以将所述平板装置104夹持住，例如，是夹子结构等其他的机械固定装置。

而在所述泡沫沥青发泡的过程中，由所述处理器105自动记录时间以及与沥青发泡相关的参数信息，通常上述时间以及与沥青发泡相关的参数信息，例如移动式标尺记录的相关参数和数据信息，例如移动式标尺移动的距离和位移信息等，都可以通过所述处理器105发送给与所述处理器105连接的外部信息处理装置，所述外部信息处理装置处理上述信息，通常，所述的信息处理包括根据处理器105自动记录的时间以及移动式标尺移动距离和处理器105根据上述信息换算成的泡沫沥青膨胀率等形成并输出所述泡沫沥青衰变的全过程的膨胀率-时间曲线，此外，所述的处理器105还可以计算并输出所述泡沫沥青的半衰期等信息。通常，所述处理器103对时间的计时开始于所述泡沫沥青和平板装置接触并开始发泡的时刻。目前，沥青的发泡特性参数主要采用膨胀率和半衰期指标。膨胀率是指在沥青发泡状态下测量的最大体积与未发泡状态下的体积之比，半衰期是指泡沫沥青最大体积缩小到该体积一半所用的时间。因此上述与沥青发泡相关的参数信息通常是指膨胀率和半衰期指标。

优选地，所述量筒和移动式标尺可以采用传统的标准量筒和测试标尺，当然，在本发明中是利用处理器自动记录时间的，这种时间和与时间的相关计算是可以实时完成的，而所述处理器用于自动记录或计算所述沥青的膨胀率、半衰期和沥青膨胀或体积缩小过程中平板装置移动的时间；所述的移动式标尺用于测量沥青膨胀或体积缩小过程中平板装置的移动位移；所述外部信息处理装置对所述信息的处理包括处理并输出泡沫沥青衰变全过程曲线，沥青膨胀率和半衰期指标等信息。

图2是根据本发明的一个优选实施例的所述沥青发泡测试方法的流程图。如图2所示，在步骤S201，将所述沥青发泡后放置于所述的量筒；优选地，由于沥青发泡后形成泡沫沥青，因此将其放置于所述量筒的方式通常是喷入所述量筒，此外，所述量筒通常是钢桶，能够承受一定温度；

而后，步骤进行到S202，将所述平板装置放置于所述载物结构上进行固定，并将所述移动式标尺插入所述量筒中，使所述平板装置表面与所述沥青的上表面接触；优选地，可以事先将平板装置固定于所述载物结构上，当所述泡沫沥青喷入量筒中后，迅速将移动式标尺插入所述量筒中，使所述平板装置表面与所述沥青的上表面接触，而所述接触通常是轻微接触，接触到直到泡沫沥青体积衰变至接近于原沥青的体积为止。在这个步骤中，当所述平板装置是透明玻璃板，因此可以通过观察清楚地看到所述玻璃板与泡沫沥青的接触状态。

接着，步骤进行到S203，利用所述移动式标尺测量所述沥青发泡过程中平板装置的位移参数，优选地，记录所述泡沫沥青膨胀到最大体积的位移参数，以及沥青体积衰变接近于原沥青体积时的位移参数和沥青体积衰变时体积缩小到最大体积的一半时的位移参数。

接下来，步骤进行到S204，将移动式标尺测量的平板装置的位移参数数据传送给所述处理器，所述处理器根据所述位移参数数据和自身记录的时间信息，计算所述沥青的膨胀率和半衰期。具体地，膨胀率是指在沥青发泡状态下测量的最大体积与未发泡状态下的体积之比，半衰期是指泡沫沥青最大体积缩小到该体积一半所用的时间，因此可事先记录未发泡状态下的沥青体积，并通过处理器接收的发泡后的沥青即泡沫沥青的最大体积来计算沥青的膨胀率；而半衰期也可以通过处理器接收的相关信息计算泡沫沥青最大体积缩小到该体积一半所用的时间。

最后，步骤进行到S205，利用与所述处理器连接的外部信息处理装置对所述处理器中的相关信息执行处理以获取所述沥青衰变的全过程的膨胀率-时间曲线。具体地，由于所述膨胀率的计算和时间的记录在所述处理器中都是实时实现的，因此二者参数的相关信息发送到外部信息处理装置中时，通过简单的算法就可以实现上述的沥青衰变的全过程的膨胀率-时间曲线的生成和显示，这种算法可以是常规的曲率计算算法，也可以是事先设定的曲线形成算法。

此外，优选地，当所述沥青测试过程中使用应力感应装置测试所述平板装置与泡沫沥青是否轻微接触时，还可以包括接触测试步骤和移动式标尺驱动步骤，应力感应装置用于感测与所述移动式标尺连接的载物装置上的平板装置表面承受的压力，当所述压力值大于或小于某一指定阈值时，应力感应装置驱使所述移动式标尺向上或向下移动，为了简化图形，上述步骤并未在方法的步骤流程图中示出。

虽然关于示例实施例及其优点已经详细说明，应当理解在不脱离本发明的精神和所附权利要求限定的保护范围的情况下，可以对这些实施例进行各种变化、替换和修改。对于其他例子，本领域的普通技术人员应当容易理解在保持本发明保护范围内的同时，工艺步骤的次序可以变化。

此外，本发明的应用范围不局限于说明书中描述的特定实施例的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法及步骤。从本发明的公开内容，作为本领域的普通技术人员将容易地理解，对于目前已存在或者以后即将开发出的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或步骤，其中它们执行与本发明描述的对应实施例大体相同的功能或者获得大体相同的结果，依照本发明可以对它们进行应用。因此，本发明所附权利要求旨在将这些工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或步骤包含在其保护范围内。

Claims (10)

1.一种沥青发泡特性测试装置，包括量筒，移动式标尺，平板装置、处理器和支架，其特征在于：

量筒用于承载所述沥青，所述移动式标尺和所述处理器连接，所述处理器与所述支架连接，在移动式标尺的端部设置有载物装置；

将所述平板装置放置于所述载物装置上进行固定，并使所述平板装置与所述沥青的上表面接触。

2.根据权利要求1所述的沥青发泡特性测试装置，其中所述处理器与外部信息处理装置连接，所述处理器用于记录和输出与沥青发泡相关的参数信息，并发送给所述外部信息处理装置，所述外部信息处理装置处理上述信息。

3.如权利要求1或2所述的沥青发泡特性测试装置，其中还包括手摇装置，所述手摇装置通过轴向连接装置与所述移动式标尺连接，通过转动所述手摇装置，使得移动式标识上下移动。

4.如权利要求1-3中任一项所述的沥青发泡特性测试装置，其中所述载物装置由平行的两个卡槽结构构成，用于将所述平板装置固定，所述卡槽结构的槽宽略大于所述平板装置的厚度。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的沥青发泡特性测试装置，其中所述平板装置是玻璃板。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的沥青发泡特性测试装置，其中在所述移动式标尺上连接有应力感应装置，用于感测与所述移动式标尺连接的载物装置上的平板装置表面承受的压力，当所述压力值大于或小于指定阈值时，应力感应装置驱使所述移动式标尺向上或向下移动。

7.一种沥青发泡特性测试方法，该方法利用沥青发泡特性测试装置实现，所述沥青发泡特性测试装置包括量筒，移动式标尺，平板装置、处理器和支架，所述移动式标尺和所述处理器连接，所述处理器与所述支架连接，在移动式标尺的端部设置有载物装置，其特征在于，该方法包括以下步骤：

将所述沥青发泡后放置于所述的量筒中；

将所述平板装置放置于所述载物装置上进行固定，并将所述移动式标尺插入所述量筒中，使所述平板装置表面与所述沥青的上表面接触；

利用所述移动式标尺测量所述沥青发泡过程中平板装置的位移参数。

8.如权利要求7所述的沥青发泡特性测试方法，其中该方法还包括：

将移动式标尺测量的平板装置的位移参数数据传送给所述处理器，所述处理器根据所述位移参数数据和自身记录的时间信息，计算所述沥青的膨胀率和半衰期。

9.如权利要求7或8所述的沥青发泡特性测试方法，其中该方法还包括：

利用与所述处理器连接的外部信息处理装置对所述处理器中的相关信息执行处理以获取所述沥青衰变的全过程的膨胀率-时间曲线。

10.根据权利要求7-9中任一项所述的沥青发泡特性测试方法，其中所述平板装置是玻璃板，可观察清楚地看到所述玻璃板与泡沫沥青的接触状态，据此控制移动式标尺的移动。

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