CN105486562A - 沥青稳定类冷再生混合料振动成型仪及试件成型方法 - Google Patents
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Abstract
沥青稳定类冷再生混合料振动成型仪及试件成型方法。本发明属于路用材料的试验仪器或设备技术领域，具体涉及一种沥青稳定类冷再生混合料简易振动成型仪及其振动成型方法。本成型仪是在框架的上端装有起吊装置，框架侧面装有竖向滑轨，竖向滑轨上安装支撑架，支撑架上安装冲击振动装置，冲击振动装置上端悬挂于起吊装置，而下端的振动压头正对振动试模，振动试模固定在框架下端的承台上。本发明的成型仪使用方便、易于操作、试验效率高，该振动成型仪获得的试件性能的测试结果更能客观反映压实沥青混合料性能。
Description
技术领域
本发明属于路用材料的试验仪器或设备技术领域，具体涉及一种沥青稳定类冷再生混合料简易振动成型仪及其振动成型方法。
背景技术
当前，沥青稳定类再生技术，因其节能环保的优点，在国内广泛应用。根据《公路沥青路面再生技术规范》(JTGF41-2008)的要求，沥青稳定类冷再生路面摊铺后应及时进行压实，而整个再生层的压实过程是形成冷再生路面结构性能和耐久性能的关键环节，需要保证冷再生面层具有足够的密实度，形成较小空隙，这不仅需要合理的碾压方式和足够的压实功，也取决于合理的再生混合料级配组成和沥青用量。室内试验主要包括冷再生混合料配合比设计和生产过程中的冷再生青混合料路用性能验证，这需要和施工现场的路面压实模式相吻合，这样室内试验结果才能更好地指导现场施工。
沥青稳定类冷再生混合料是由矿料、RAP、水泥及沥青稳定剂拌和而成的混合料的总称，其广泛应用于道路工程领域。目前室内普遍采用马歇尔击实法成型沥青冷再生混合料试件，然而现场普遍采用振动压路机和胶轮压路机对沥青混合料进行碾压，而不同的压实方式直接影响沥青混合料矿料颗粒排列方式，进而影响冷再生混合料性能。已有研究证明，马歇尔击实法具有以下局限性：（1）马歇尔方法击实功缺乏与交通量的联系，成型试件密度无法反映通车多年后路面密度，而易造成工程浪费或者路面早期车辙；（2）马歇尔击实方法已不适用于现如今的交通量水平。现行马歇法击实法的击实功是根据20世纪80年代初的交通量提出的，而目前干线公路的交通状况已发生了显著的变化，呈现“大流量、重轴载”特点，显然采用马歇尔击实方法已不能与现阶段压实设备及交通量状况相一致。（3）马歇尔击实试件与路面的相关性较差。马歇尔方法击实方式无法较好的模拟现场压实，成型试件的物理力学性能与实际芯样不吻合，因而难以有效揭示材料组成结构与性能之间规律，这影响了材料组成的优化设计和沥青混合料性能的提升。马歇尔击实法的冲击力与现场压路机的碾压效果不一致。有研究指出旋转压实成型方法与现场压路机碾压效果接近，但由于旋转压实机具设备昂贵，不具有广泛的推广性。而从击实效果看，试件振动成型方法较马歇尔击实更接近于路面的实际压实效果，能较好地模拟施工现场实际路面沥青混合料压实特性，提高了沥青混合料路用性能。
目前国内外均开展了振动压实成型沥青混合料设备及工艺的研发工作，目前用于振动成型的设备由于其设备复杂、庞大，操作繁杂，并且混合料表面振动压实仪的模具两侧均使用螺栓来连接模具，每次击实试验完成后，脱模时，试验人员需要将两侧的螺栓的都拧开，这样无疑会增加实验人员的工作量，降低试验效率。但是直接将试模安装于地表，调节振动锤，这种振动成型方式相比而言，操作更加便捷，试验效率高。
发明内容
针对上述现有技术中存在的缺陷或不足，本发明的目的在于，提供一种使用方便、易于操作、试验效率高的沥青稳定类冷再生混合料简易振动成型仪及其相应的试件成型方法，该振动成型仪获得的试件性能的测试结果更能客观反映压实沥青混合料性能。
为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案予以实现。
本冷再生混合料振动成型仪的结构为：在框架的上端装有起吊装置，框架侧面装有竖向滑轨，竖向滑轨上安装支撑架，支撑架上安装冲击振动装置，冲击振动装置上端悬挂于起吊装置，而下端的振动压头正对振动试模，振动试模固定在框架下端的承台上。
本装置的进一步结构还包括：支撑架上、下各设置一件，上、下支撑架对应竖向滑轨处安装有卡在竖向滑轨上的滑轮，冲击振动装置的套盒上、下端分别与上、下支撑架连接，所述竖向滑轨上配置有与滑轮定位的机构。
所述的框架下端的承台上的振动试模通过固定螺栓固定于试模底座上，试模底座又固定在承台上。
所述的试模的内径为100mm或150mm，高度为250mm或350mm；振动压头的直径为98mm或148mm，厚度为20mm，通过直径20mm的连接杆与冲击振动装置相连。
所述的冲击振动装置为提供30~35Hz的冲击锤。
起吊装置采用PA150Kg电葫芦起吊机并通过金属缆绳连接至冲击振动装置。
本沥青稳定类冷再生混合料振动成型仪的试件成型方法包括以下步骤：①拌制冷再生沥青混合料；②试模内的试模底座上垫入对应直径的圆形防粘片，放入计量好的再生沥青混合料，插捣试模内周边及中间，将沥青混合料表面整平成凸圆弧面，顶面放置另一圆形防粘片，通过起吊装置将冲击振动装置的振动压头放入试模内接触沥青混合料表面的圆形防粘片，启动冲击振动装置，成型第一层试件，揭去顶层圆形防粘片；③按步骤②的方法放入计量好的再生沥青混合料进行第二层试件振动压实，直到成型好四层以上达到高度要求的三轴再生沥青混合料试件；④将试件及试模取出，揭去顶部和底部的圆形防粘片，试件表面未产生离析、崩塌现象的满足要求，立即脱模并在40℃的烘箱中进行养生；若不满足要求，则试件作废，重新成型试件。
在上述试件成型方法中，试件直径采用100mm和150mm两种，直径100mm试件的振动压实层数取四层，直径150mm试件的振动压实层数取五层，分别通过以下试件湿密度ρ的公式1和公式2反算每层称取的沥青混合料用量，即
公式1；
公式2。
每层再生沥青混合料放入试模内，周边插捣15~20次，中间10~15次，①直径100mm试件采用30~35Hz的冲击锤振动70s形成首层，单层成型高度每层为5cm，成型的多层试件高度为200mm，后续各层的振动压实为120s；②直径150mm试件采用30~35Hz的冲击锤振动90s形成首层，单层成型高度每层为6cm，成型的多层试件高度为300mm，后续各层的振动压实为120s。
与现有技术相比，本发明的优点如下：本振动成型仪器构造简单，易于成型加工，便于维修。振动成型方法操作简单、使用方便，可有效地提升试验效率，提高后续性能试验的准确性。获得的试件与现场压路机压实效果更为接近，性能的测试结果更能客观反映压实沥青混合料性能。
附图说明
图1是本发明的主视结构示意图。
图2为本发明的侧视结构示意图。
图中：起吊装置1、吊环2、滑轮3、竖向滑轨4、试模底座5、承台6、螺栓7、振动压头8、下支撑架9、冲击振动装置10、上支撑架11、试模12、套盒13。
具体实施方式
参见图1、2，本发明所述振动成型仪的结构为：在框架的上端装有起吊装置1，框架侧面装有竖向滑轨4，竖向滑轨4上安装上支撑架11和下支撑架9，上支撑架11和下支撑架9上装有滑轮3，滑轮3卡住竖向滑轨4，冲击振动装置10装在套盒13中，套盒13的上、下端分别与上支撑架11和下支撑架9连接，冲击振动装置10上端的吊环2通过缆绳悬挂于起吊装置1，而冲击振动装置10下端的振动压头8正对振动试模12，振动试模12通过固定螺栓7固定于试模底座5上，试模底座5又固定在框架下端的承台6上。所述的试模的内径为100mm或150mm，高度为250mm或350mm；振动压头的直径为98mm或148mm，厚度为20mm，通过直径20mm的连接杆与冲击振动装置相连。所述的冲击振动装置为提供30~35Hz的冲击锤。起吊装置采用PA150Kg电葫芦起吊机并通过金属缆绳连接至冲击振动装置。
实施例1：直径100mm试件的成型。①拌制冷再生沥青混合料；②试模内的试模底座上垫入100mm直径的圆形防粘片（用塑料编织袋裁剪成），放入计量好的再生沥青混合料，试模内周边插捣15~20次，中间10~15次，将沥青混合料表面整平成凸圆弧面，顶面放置另一圆形防粘片，然后通过起吊装置将冲击振动装置的振动压头放入试模内接触沥青混合料表面的圆形防粘片上，放松冲击振动装置的缆绳，启动冲击振动装置，成型第一层试件，揭去顶层圆形防粘片；③按步骤②的方法放入计量好的再生沥青混合料进行第二层试件振动压实，直到成型好四层达到高度要求的三轴再生沥青混合料试件；④将试件及试模取出，揭去顶部和底部的圆形防粘片，试件表面未产生离析、崩塌现象的满足要求，立即脱模并在40℃的烘箱中进行养生；若不满足要求，则试件作废，重新成型试件。上述每层试件称取的沥青混合料用量通过试件湿密度ρ的公式进行反算，采用30~35Hz的冲击锤振动70s形成首层试件，单层成型高度每层为5cm，成型后的多层试件总高度为200mm，后续各层的振动压实为120s。
实施例2：直径150mm试件的成型。①拌制冷再生沥青混合料；②试模内的试模底座上垫入100mm直径的圆形防粘片（用塑料编织袋裁剪成），放入计量好的再生沥青混合料，试模内周边插捣15~20次，中间10~15次，将沥青混合料表面整平成凸圆弧面，顶面放置另一圆形防粘片，然后通过起吊装置将冲击振动装置的振动压头放入试模内接触沥青混合料表面的圆形防粘片上，放松冲击振动装置的缆绳，启动冲击振动装置，成型第一层试件，揭去顶层圆形防粘片；③按步骤②的方法放入计量好的再生沥青混合料进行第二层试件振动压实，直到成型好五层达到高度要求的三轴再生沥青混合料试件；④将试件及试模取出，揭去顶部和底部的圆形防粘片，试件表面未产生离析、崩塌现象的满足要求，立即脱模并在40℃的烘箱中进行养生；若不满足要求，则试件作废，重新成型试件。上述每层试件称取的沥青混合料用量通过试件湿密度ρ的公式进行反算，采用30~35Hz的冲击锤振动90s形成首层试件，单层成型高度每层为6cm，成型后的多层试件总高度为300mm，后续各层的振动压实为120s。
Claims (9)
1.一种沥青稳定类冷再生混合料振动成型仪，其特征在于：在框架的上端装有起吊装置，框架侧面装有竖向滑轨，竖向滑轨上安装支撑架，支撑架上安装冲击振动装置，冲击振动装置上端悬挂于起吊装置，而下端的振动压头正对振动试模，振动试模固定在框架下端的承台上。
2.根据权利要求1所述的沥青稳定类冷再生混合料振动成型仪，其特征在于：支撑架上、下各设置一件，上、下支撑架对应竖向滑轨处安装有卡在竖向滑轨上的滑轮，冲击振动装置的套盒上、下端分别与上、下支撑架连接，所述竖向滑轨上配置有与滑轮定位的机构。
3.根据权利要求2所述的沥青稳定类冷再生混合料振动成型仪，其特征在于：框架下端的承台上的振动试模通过固定螺栓固定于试模底座上，试模底座又固定在承台上。
4.根据权利要求2所述的沥青稳定类冷再生混合料振动成型仪，其特征在于：所述的试模的内径为100mm或150mm，高度为250mm或350mm；振动压头的直径为98mm或148mm，厚度为20mm，通过直径20mm的连接杆与冲击振动装置相连。
5.根据权利要求2所述的沥青稳定类冷再生混合料振动成型仪，其特征在于：所述的冲击振动装置为提供30~35Hz的冲击锤。
6.根据权利要求2所述的沥青稳定类冷再生混合料振动成型仪，其特征在于：起吊装置采用PA150Kg电葫芦起吊机并通过金属缆绳连接至冲击振动装置。
7.一种权利要求1所述沥青稳定类冷再生混合料振动成型仪的试件成型方法，其特征在于包括以下步骤：①拌制冷再生沥青混合料；②试模内的试模底座上垫入对应直径的圆形防粘片，放入计量好的再生沥青混合料，插捣试模内周边及中间，将沥青混合料表面整平成凸圆弧面，顶面放置另一圆形防粘片，通过起吊装置将冲击振动装置的振动压头放入试模内接触沥青混合料表面的圆形防粘片，启动冲击振动装置，成型第一层试件，揭去顶层圆形防粘片；③按步骤②的方法放入计量好的再生沥青混合料进行第二层试件振动压实，直到成型好四层以上达到高度要求的三轴再生沥青混合料试件；④将试件及试模取出，揭去顶部和底部的圆形防粘片，试件表面未产生离析、崩塌现象的满足要求，立即脱模并在40℃的烘箱中进行养生；若不满足要求，则试件作废，重新成型试件。
8.根据权利要求7所述的沥青稳定类冷再生混合料振动成型仪的试件成型方法，其特征在于：试件直径采用100mm和150mm两种，直径100mm试件的振动压实层数取四层，直径150mm试件的振动压实层数取五层，分别通过以下试件湿密度ρ的公式1和公式2反算每层称取的沥青混合料用量，
公式1；公式2。
9.根据权利要求8所述的沥青稳定类冷再生混合料振动成型仪的试件成型方法，其特征在于：每层再生沥青混合料放入试模内，周边插捣15~20次，中间10~15次，①直径100mm试件采用30~35Hz的冲击锤振动70s形成首层，单层成型高度每层为5cm，成型的多层试件高度为200mm，后续各层的振动压实为120s；②直径150mm试件采用30~35Hz的冲击锤振动90s形成首层，单层成型高度每层为6cm，成型的多层试件高度为300mm，后续各层的振动压实为120s。
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Legal Events
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 650032 Yunnan province Kunming City Shui Road No. 101 Liu Jia Ying District two building 1 Yunnan referendum Construction Group Co. Ltd. Applicant after: YUNNAN COMMUNICATIONS INVESTMENT GROUP ROAD CONSTRUCTION Co.,Ltd. Applicant after: CHANG'AN University Address before: 650032 Yunnan province Kunming City Shui Road No. 101 Liu Jia Ying District two building 1 Yunnan referendum Construction Group Co. Ltd. Applicant before: YUNNAN GONGTOU CONSTRUCTION GROUP Co.,Ltd. Applicant before: CHANG'AN University |
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| CB02 | Change of applicant information | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20160413 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |