CN103344526A - 一种沥青混合料和易性指数测试仪及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种沥青混合料和易性指数测试仪，包括料桶、搅拌轴和扭矩扳手，所述料桶顶部设置有桶盖，所述桶盖上开设有加料口，所述搅拌轴通过轴承与桶盖转动连接，所述搅拌轴上端通过转换接头与扭矩扳手连接，所述搅拌轴下端穿过桶盖伸入料桶内，所述搅拌轴下端安装有搅拌叶片；所述扭矩扳手为数显式扭矩扳手或指针式扭矩扳手。本发明还公开了一种利用该测试仪对沥青混合料的和易性指数进行测试的方法，包括以下步骤：一、将沥青混合料加入料桶中；二、校准扭矩扳手；三、转动扭矩扳手得到扭矩值；四、利用扭矩值计算得到沥青混合料的和易性指数。本发明设计新颖合理，适用范围广泛，使用效果良好，可实施性强，便于推广。

Description

一种沥青混合料和易性指数测试仪及测试方法

技术领域

本发明属于沥青混合料和易性指数测试技术领域，具体涉及一种沥青混合料和易性指数测试仪及测试方法。

背景技术

沥青混合料的和易性是表征沥青混合料拌合、摊铺及压实性能的基本特征，对沥青混合料的生产温度及施工质量都有显著影响。沥青混合料的和易性差会严重影响沥青路面的压实性能，进而影响沥青路面的施工质量。

目前国内外对沥青混合料和易性的研究主要集中在对其测试与评价方法方面。由于到目前为止对沥青混合料和易性的测试与评价还没有统一的标准，因此大多数研究都通过沥青粘度试验、马歇尔击实试验以及Superpave旋转压实试验等试验来测定沥青粘度、沥青混合料的密度或空隙率等单一指标来间接评价沥青混合料的和易性，然而这些方法并不能完全反映沥青混合料真实的和易性。因为沥青混合料的和易性是沥青种类、集料种类、级配类型和温度等因素共同作用的结果。其中，沥青粘度试验对于评价基质沥青及其混合料的和易性还比较准确，但是对于改性沥青混合料的评价结果却总是与实际情况差异较大。马歇尔击实试验和Superpave旋转压实试验则都是通过分析沥青混合料的体积特性来评价其和易性，虽然评价结果相对于沥青粘度试验更符合实际，但是仍不够全面。1979年，Marvillet和Bougault首先提出了采用沥青混合料和易性试验来评价沥青混合料的和易性，并设计了第一个沥青混合料和易性测试装置。之后，美国很多研究机构都分别开发了不同的和易性测试设备，但是试验原理基本相同，均是通过测试沥青混合料在一定温度下的粘阻力来进行评价。尽管国外对于沥青混合料和易性的测试与评价已经有了很大发展，但国内目前的研究仍大多集中在沥青粘度试验上，已有的极少数能够通过测定沥青混合料的和易性指数对沥青混合料的和易性进行直接评价的仪器，如中国专利CN101251529A等，因其设计复杂，制造成本高，不利于推广应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种设计简单合理，制造成本低廉，测试结果准确的沥青混合料和易性指数测试仪。利用该测试仪不仅能够简单、快速、准确地测得沥青混合料的和易性指数，还能够对沥青混合料的和易性好坏进行评价。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种沥青混合料和易性指数测试仪，其特征在于：包括料桶、搅拌轴和扭矩扳手，所述料桶顶部设置有桶盖，所述桶盖上开设有加料口，所述搅拌轴通过轴承与桶盖转动连接，所述搅拌轴上端通过转换接头与扭矩扳手连接，所述搅拌轴下端穿过桶盖伸入料桶内，所述搅拌轴下端安装有搅拌叶片；所述扭矩扳手为数显式扭矩扳手或指针式扭矩扳手。

上述的一种沥青混合料和易性指数测试仪，其特征在于：所述轴承为开式深沟球轴承。

上述的一种沥青混合料和易性指数测试仪，其特征在于：所述轴承的内径为20mm～25mm，所述轴承的外径为52mm～72mm。

上述的一种沥青混合料和易性指数测试仪，其特征在于：所述转换接头为内六角套筒接头，所述搅拌轴上端与转换接头相适配。

上述的一种沥青混合料和易性指数测试仪，其特征在于：所述料桶外包覆有岩棉保温层。

上述的一种沥青混合料和易性指数测试仪，其特征在于：所述料桶的内径为280mm～300mm，所述料桶的深度为260mm～300mm。

上述的一种沥青混合料和易性指数测试仪，其特征在于：所述搅拌叶片的数量为三个，三个所述搅拌叶片沿搅拌轴的轴线方向呈等距布设，且相邻两个搅拌叶片之间的距离均为40mm～50mm，三个所述搅拌叶片中任意两个搅拌叶片的夹角均相等。

上述的一种沥青混合料和易性指数测试仪，其特征在于：所述搅拌叶片的形状为长方体形，所述搅拌叶片的长度为80mm～100mm，宽度为20mm～40mm，厚度为5mm；三个所述搅拌叶片中靠近料桶底部的搅拌叶片的底端与料桶底部之间的距离h为40mm～50mm。

另外，本发明还提供了一种沥青混合料的和易性指数的测试方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一、将已拌合均匀的沥青混合料通过加料口加入料桶中；

步骤二、对扭矩扳手进行校准；

步骤三、转动校准后的扭矩扳手，扭矩扳手带动搅拌轴匀速旋转，在扭矩扳手上得到扭矩值T，T的单位为N·m；

步骤四、利用步骤三中所述扭矩值T计算得到沥青混合料的和易性指数K，K=1/T，K的单位为(N·m)^-1。

上述的方法，其特征在于：步骤三中所述旋转的速率为12r/min～20r/min。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明设计简单合理，制造成本低廉，测试结果准确，不仅能够简单、快速、准确地测得沥青混合料的和易性指数，还能够根据该和易性指数的大小准确地评价出沥青混合料的和易性优劣；和易性指数越大则说明沥青混合料的和易性越好，反之则越差。

2、本发明适用性广，可实施性强，能够广泛适用于冷拌沥青混合料、温拌沥青混合料及热拌沥青混合料和易性指数的测试与和易性的评价；具体实施过程中，可先将待测试的冷拌沥青混合料、温拌沥青混合料或热拌沥青混合料按设计拌合温度进行拌合，然后将拌合均匀的沥青混合料加入本发明测试仪的料桶中进行测试，即可得到该沥青混合料在设计拌合温度条件下的和易性指数。

3、本发明能够直接针对沥青混合料进行测试，通过对沥青混合料的搅拌真实、准确地反映出沥青混合料的拌合粘阻力，并以扭矩值的形式表达出来，从而准确地测定沥青混合料的和易性指数；而且本发明还能够根据和易性指数的大小对沥青混合料的和易性好坏进行评价。

4、本发明结构简单，设计新颖合理，可实施性强，适用范围广泛，使用效果良好，便于推广。

下面通过附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明沥青混合料和易性指数测试仪的结构示意图。

图2为图1的A-A剖视图。

图3为本发明搅拌叶片与搅拌轴的连接关系示意图。

附图标记说明:

1—料桶；       2—桶盖；       3—轴承；

4—加料口；     5—搅拌轴；     6—搅拌叶片；

7—扭矩扳手；   8—转换接头；   9—岩棉保温层。

具体实施方式

实施例1

如图1、图2和图3所示，本实施例沥青混合料和易性指数测试仪包括料桶1、搅拌轴5和扭矩扳手7，所述料桶1顶部设置有桶盖2，所述桶盖2上开设有加料口4，所述搅拌轴5通过轴承3与桶盖2转动连接，所述搅拌轴5上端通过转换接头8与扭矩扳手7连接，所述搅拌轴5下端穿过桶盖2伸入料桶1内，所述搅拌轴5下端安装有搅拌叶片6；所述扭矩扳手7为数显式扭矩扳手或指针式扭矩扳手。

本实施例中，所述轴承3为开式深沟球轴承。所述轴承3的内径为20mm，所述轴承3的外径为52mm。所述转换接头8为内六角套筒接头，所述搅拌轴5上端与转换接头8相适配。所述料桶1外包覆有岩棉保温层9。所述料桶1的内径为290mm，所述料桶1的深度为280mm。

本实施例中，所述搅拌叶片6的数量为三个，三个所述搅拌叶片6沿搅拌轴5的轴线方向呈等距布设，且相邻两个搅拌叶片6之间的距离均为45mm，三个所述搅拌叶片6中任意两个搅拌叶片之间的夹角均相等。三个所述搅拌叶片6的形状均为长方体形，三个所述搅拌叶片6的长度均为90mm，宽度均为30mm，厚度均为5mm。三个所述搅拌叶片6中靠近料桶1底部的搅拌叶片的底端与料桶1底部之间的距离h为45mm。

结合图1、图2和图3，利用本实施例沥青混合料和易性指数测试对沥青混合料的和易性指数进行测试的方法包括以下步骤：

步骤一、将已拌合均匀的沥青混合料通过加料口4加入料桶1中；本实施例中，所述沥青混合料为AC-13型基质沥青混合料，所述沥青混合料的加入量为15kg；

步骤二、对扭矩扳手7进行校准；

步骤三、转动校准后的扭矩扳手7，扭矩扳手7带动搅拌轴5匀速旋转，在扭矩扳手7上得到扭矩值T，T的单位为N·m；本实施例中，旋转速率为15r/min；

步骤四、利用步骤三中所述扭矩值T计算和易性指数K，K满足：K=1/T，K的单位为(N·m)^-1。

利用本实施例沥青混合料和易性指数测试仪测得的沥青混合料的和易性指数K数据见表1。

实施例2

本实施例沥青混合料和易性指数测试仪与实施例1相同。

利用本实施例沥青混合料和易性指数测试仪对沥青混合料的和易性指数进行测试的方法与实施例1相同，其中不同之处在于：所述沥青混合料为AC-13型SBS改性沥青混合料。

利用本实施例沥青混合料和易性指数测试仪测得的沥青混合料的和易性指数K数据见表1。

表1 本发明实施例1和实施例2沥青混合料的和易性指数K测试结果

由表1可知，实施例1测得的AC-13型基质沥青混合料的和易性指数和实施例2测得的AC-13型SBS改性沥青混合料的和易性指数均随着温度的升高而增大；并且在相同的测试温度和测试条件下，实施例2AC-13型SBS改性沥青混合料的和易性指数比实施例1AC-13型基质沥青混合料的和易性指数小，说明AC-13型SBS改性沥青混合料的和易性相对AC-13型基质沥青混合料较差。因此在实际施工过程中，若要得到与AC-13型基质沥青混合料相似的可拌合及压实性能，需要提高AC-13型SBS改性沥青混合料的拌合温度与压实温度，以提高其和易性。

实施例3

本实施例沥青混合料和易性指数测试仪与实施例1相同，其中不同之处在于：所述轴承3的内径为25mm，所述轴承3的外径为72mm。所述料桶1的内径为300mm，所述料桶1的深度为300mm。所述搅拌叶片6的数量为三个，三个所述搅拌叶片6沿搅拌轴5的轴线方向呈等距布设，且相邻两个搅拌叶片6之间的距离均为50mm。所述搅拌叶片6形状为长方体形，所述搅拌叶片6的长度为100mm，宽度为40mm，厚度为5mm。三个所述搅拌叶片6中靠近料桶1底部的搅拌叶片的底端与料桶1底部之间的距离h为50mm。

利用本实施例沥青混合料和易性指数测试仪对沥青混合料的和易性指数进行测试的方法包括以下步骤：

步骤一、将已拌合均匀的沥青混合料通过加料口4加入料桶1中；本实施例中，所述沥青混合料为AC-20型基质沥青混合料；所述沥青混合料的加入量为18kg；

步骤二、对扭矩扳手7进行校准；

步骤三、转动校准后的扭矩扳手7，扭矩扳手7带动搅拌轴5匀速旋转，在扭矩扳手7上得到扭矩值T，T的单位为N·m；本实施例中，旋转速率为20r/min；

步骤四、利用步骤三中所述扭矩值T计算和易性指数K，K满足：K=1/T，K的单位为(N·m)^-1。

利用本实施例沥青混合料和易性指数测试仪测得的沥青混合料的和易性指数K数据见表2。

实施例4

本实施例沥青混合料和易性指数测试仪与实施例1相同。

利用本实施例沥青混合料和易性指数测试仪对沥青混合料的和易性指数进行测试的方法与实施例1相同，其中不同之处在于：所述沥青混合料为AC-20型SBS改性沥青混合料。

利用本实施例沥青混合料和易性指数测试仪测得的沥青混合料的和易性指数K数据见表2。

表2 本发明实施例3和实施例4沥青混合料的和易性指数K测试结果

由表2可知，实施例3测得的AC-20型基质沥青混合料的和易性指数和实施例4测得的AC-20型SBS改性沥青混合料的和易性指数均随着温度的升高而增大；并且在相同的测试温度和测试条件下，实施例4AC-20型SBS改性沥青混合料的和易性指数比实施例3AC-20型基质沥青混合料的和易性指数小，说明AC-20型SBS改性沥青混合料的和易性相对AC-20型基质沥青混合料较差。因此在实际施工过程中，若要得到与AC-20型基质沥青混合料相似的可拌合及压实性能，需要提高AC-20型SBS改性沥青混合料的拌合温度与压实温度，以提高其和易性。

实施例5

本实施例沥青混合料和易性指数测试仪与实施例1相同，其中不同之处在于：所述轴承3的内径为22mm，所述轴承3的外径为56mm。所述料桶1的内径为280mm，所述料桶1的深度为260mm。所述搅拌叶片6的数量为三个，三个所述搅拌叶片6沿搅拌轴5的轴线方向呈等距布设，且相邻两个搅拌叶片6之间的距离均为40mm。所述搅拌叶片6形状为长方体形，所述搅拌叶片6的长度为80mm，宽度为20mm，厚度为5mm。三个所述搅拌叶片6中靠近料桶1底部的搅拌叶片的底端与料桶1底部之间的距离h为40mm。

利用本实施例沥青混合料和易性指数测试仪对沥青混合料的和易性指数进行测试的方法包括以下步骤：

步骤一、将已拌合均匀的沥青混合料通过加料口4加入料桶1中；本实施例中，所述沥青混合料为AC-25型基质沥青混合料；所述沥青混合料的加入量为12kg；

步骤二、对扭矩扳手7进行校准；

步骤三、转动校准后的扭矩扳手7，扭矩扳手7带动搅拌轴5匀速旋转，控制旋转速率为5秒/转，旋转转数为1转，在扭矩扳手7上得到扭矩值T，T的单位为N·m；

步骤四、利用步骤三中所述扭矩值T计算和易性指数K，K满足：K=1/T，K的单位为(N·m)^-1。

利用本实施例沥青混合料和易性指数测试仪测得的沥青混合料的和易性指数K数据见表3。

实施例6

本实施例沥青混合料和易性指数测试仪与实施例5相同。

利用本实施例沥青混合料和易性指数测试仪对沥青混合料的和易性指数进行测试的方法与实施例5相同，其中不同之处在于：所述沥青混合料为AC-25型SBS改性沥青混合料。

利用本实施例沥青混合料和易性指数测试仪测得的沥青混合料的和易性指数K数据见表3。

表3 本发明实施例5和实施例6沥青混合料的和易性指数K测试结果

由表3可知，实施例5测得的AC-25型基质沥青混合料的和易性指数和实施例6测得的AC-25型SBS改性沥青混合料的和易性指数均随着温度的升高而增大；并且在相同的测试温度和测试条件下，实施例6AC-25型SBS改性沥青混合料的和易性指数比实施例5AC-25型基质沥青混合料的和易性指数小，说明AC-25型SBS改性沥青混合料的和易性相对AC-25型基质沥青混合料较差。因此在实际施工过程中，若要得到与AC-25型基质沥青混合料相似的可拌合及压实性能，需要提高AC-25型SBS改性沥青混合料的拌合温度与压实温度，以提高其和易性。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种沥青混合料和易性指数测试仪，其特征在于：包括料桶（1）、搅拌轴（5）和扭矩扳手（7），所述料桶（1）顶部设置有桶盖（2），所述桶盖（2）上开设有加料口（4），所述搅拌轴（5）通过轴承（3）与桶盖（2）转动连接，所述搅拌轴（5）上端通过转换接头（8）与扭矩扳手（7）连接，所述搅拌轴（5）下端穿过桶盖（2）伸入料桶（1）内，所述搅拌轴（5）下端安装有搅拌叶片（6）；所述扭矩扳手（7）为数显式扭矩扳手或指针式扭矩扳手。

2.根据权利要求1所述的一种沥青混合料和易性指数测试仪，其特征在于：所述轴承（3）为开式深沟球轴承。

3.根据权利要求1所述的一种沥青混合料和易性指数测试仪，其特征在于：所述轴承（3）的内径为20mm～25mm，所述轴承（3）的外径为52mm～72mm。

4.根据权利要求1所述的一种沥青混合料和易性指数测试仪，其特征在于：所述转换接头（8）为内六角套筒接头，所述搅拌轴（5）上端与转换接头（8）相适配。

5.根据权利要求1所述的一种沥青混合料和易性指数测试仪，其特征在于：所述料桶（1）外包覆有岩棉保温层（9）。

6.根据权利要求1所述的一种沥青混合料和易性指数测试仪，其特征在于：所述料桶（1）的内径为280mm～300mm，所述料桶（1）的深度为260mm～300mm。

7.根据权利要求1所述的一种沥青混合料和易性指数测试仪，其特征在于：所述搅拌叶片（6）的数量为三个，三个所述搅拌叶片（6）沿搅拌轴（5）的轴线方向呈等距布设，且相邻两个搅拌叶片（6）之间的距离均为40mm～50mm，三个所述搅拌叶片（6）中任意两个搅拌叶片之间的夹角均相等。

8.根据权利要求7所述的一种沥青混合料和易性指数测试仪，其特征在于：所述搅拌叶片（6）的形状为长方体形，所述搅拌叶片（6）的长度为80mm～100mm，宽度为20mm～40mm，厚度为5mm；三个所述搅拌叶片（6）中靠近料桶（1）底部的搅拌叶片的底端与料桶（1）底部之间的距离h为40mm～50mm。

9.一种利用如权利要求1所述测试仪对沥青混合料的和易性指数进行测试的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一、将已拌合均匀的沥青混合料通过加料口（4）加入料桶（1）中；

步骤二、对扭矩扳手（7）进行校准；

步骤三、转动校准后的扭矩扳手（7），扭矩扳手（7）带动搅拌轴（5）匀速旋转，在扭矩扳手（7）上得到扭矩值T，T的单位为N·m；

步骤四、利用步骤三中所述扭矩值T计算得到沥青混合料的和易性指数K，K=1/T，K的单位为(N·m)^-1。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：步骤三中所述旋转的速率为12r/min～20r/min。

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