CN106644922A - 一种盐化物沥青混合料抑冰效果测试装置及测试方法 - Google Patents
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Abstract
一种盐化物沥青混合料抑冰效果测试装置及测试方法，包括主机控制装置、测试装置以及用于放置经成冰装置成冰后试验试件的试件放置装置，试件放置装置设置在测试装置上，主机控制装置与测试装置相连；其中，试件成冰装置包括相连的挡板和试件槽，挡板设置在试件槽上；试件成冰装置能够使3个标准马歇尔试件中的中间标准马歇尔试件的两侧面与两侧的标准马歇尔试件之间冻结成要求厚度的半圆形冰层。本发明结构简单，能够准确测试抑冰效果；本发明测试原理简单、设备制造容易、测定操作简便、经济实用，克服了现有抑冰效果测试方法效率低、精度差和人为因素影响大的问题。
Description
技术领域
本发明属于盐化物沥青混合料融雪抑冰技术领域，涉及一种盐化物沥青混合料抑冰效果测试装置及测试方法。
背景技术
目前，盐化物沥青混合料融雪抑冰技术是一类新型的主动融雪除冰技术，在路面内部的混合料中加入缓释抑冰材料，由于盐化物沥青混合料路面内部分布有大量毛细管，水分通过毛细管道进入路面表层。在毛细管压和车辆荷载动压力的作用下，盐化物颗粒从沥青油膜中分离出来与水混合形成溶液，并在路面与冰层之间形成一层水膜。随着盐化物材料的不断析出，盐化物溶液浓度不断上升，同时溶液中的溶质随着水分不断向盐分浓度较低的地方流动。盐化物溶液可以使冰点下降，从而抑制道路表面的积雪结冰。为评估盐化物沥青混合料的融雪抑冰效果，需要在室内进行抑冰效果测试，对试件表面冰层除冰难易程度进行定量判断，进而评价盐化物沥青混合料的主动融雪抑冰性能。
在现阶段用于判断融雪抑冰效果的测试方法较少，主要依靠人的主观定性判断，且试验过程受人为因素，外界环境影响较大，试验结果存在较大偏差，因此需开发一种新型、实用、经济、有效的装置，通过测试定量判定抑冰效果。
发明内容
针对上述缺陷和不足，本发明提供了一种盐化物沥青混合料抑冰效果测试装置及测试方法，具有操作简便、测定准确的特点。
为了达到以上目的，本发明采用的技术方案为：
一种盐化物沥青混合料抑冰效果测试装置，包括主机控制装置、测试装置以及用于放置经成冰装置成冰后试验试件的试件放置装置，试件放置装置设置在测试装置上，主机控制装置与测试装置相连；其中，试件成冰装置包括相连在一起的的挡板和试件槽，挡板设置在试件槽上；试件成冰装置能够使3个标准马歇尔试件中的中间标准马歇尔试件的两侧面与两侧的标准马歇尔试件之间冻结成要求厚度的半圆形冰层。
本发明进一步的改进在于，挡板为长方体状结构，试件槽为半圆柱形结构。
本发明进一步的改进在于，试件槽两端的顶端与挡板相连处开设有若干溢流孔。
本发明进一步的改进在于，试件槽的直径与标准马歇尔试件的直径相同，挡板与试件槽的长度相同，且挡板的长度比三个标准马歇尔试件总长度大20mm。
本发明进一步的改进在于，所述测试装置包括平台，平台上设置有支撑杆以及升降台，升降台上设置有试件放置装置；支撑杆顶部设置有横梁，横梁底部中间位置安装有测力装置，测力装置和升降台均与主机控制器连接。
本发明进一步的改进在于，所述试件放置装置包括一个钢板，钢板上表面设置有马歇尔试样支架，马歇尔试样支架呈弧形结构，弧形结构的两端支撑成冰后相连在一起的三个标准马歇尔试件中的两端的标准马歇尔试件，三个标准马歇尔试件中的中间标准马歇尔试件底部悬空；钢板下表面设置有卡槽。
一种盐化物沥青混合料抑冰效果测试方法，包括以下步骤：
1)将三个标准马歇尔试件首尾相对放置于成冰装置中，向成冰装置中倒入水后放入冷冻室内成冰，使3个标准马歇尔试件中的中间标准马歇尔试件的两侧面与两侧的标准马歇尔试件之间冻结成要求厚度的半圆形冰层；
2)将冻结在一起的三个标准马歇尔试件取出，放到试件放置装置上，将试件放置装置安放在升降台上，使三个标准马歇尔试件中的中间标准马歇尔试件位于测力装置的正下方；
3)接通电源，通过主机控制器控制升降台，升降台匀速抬升冻结在一起的三个标准马歇尔试件，记下中间标准马歇尔试件脱离试验试件主体过程中主机控制器的显示屏上的最大压力值，并停止升降台上升；
4)压力值与中间标准马歇尔试件重力的总和除以标准马歇尔试件圆形截面面积，即为试件冰层破碎剪切应力。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果：本发明通过设置成冰装置，能够使3个标准马歇尔试件中的中间马歇尔试件的两侧面与两侧的马歇尔试件之间冻结成要求厚度的半圆形冰层；通过标准马歇尔试件表面冰层破碎与试件分离的剪切应力大小，反应抑冰效果的好坏，即剪切应力越小，抑冰效果越好；本发明中通过中间马歇尔试件两个半圆冰层接触面等效于同等半径整圆冰层接触面，可方便于试验操作；本发明结构简单，能够准确测试抑冰效果。
本发明在测试时，将三个标准马歇尔试件首尾相对放置于成冰装置中，向成冰装置中倒入水后放入冷冻室内成冰，使3个标准马歇尔试件中的中间马歇尔试件的两侧面与两侧的马歇尔试件之间冻结成要求厚度的半圆形冰层；然后将冰冻在一起的三个标准马歇尔试件取出，放到试件放置装置上，将试件放置装置安放在升降台上，使三个标准马歇尔试件中的中间马歇尔试件位于测力装置的正下方；升降台匀速抬升冰冻在一起的三个马歇尔试件过程中，记下中间标准马歇尔试件脱离过程中的最大压力值，并停止升降台上升；压力值与中间马歇尔试件重力的总和除以标准马歇尔试件圆形截面面积，即为试件冰层破碎所需剪切应力，剪切应力越小，抑冰效果越好。本发明中中间马歇尔试件在上部受到向下压力时可与两侧冰面完全脱离，即通过两个半圆冰层破碎情况，达到同等半径整圆冰层破碎状态的效果；将试件放置装置安放于升降台上，上升升降台使中间试件受到测力计压力作用而向下移动，逐渐与冰层分离，通过主机控制器的屏幕上压力值读数，达到实时监测试件受力情况的效果。本发明测试原理简单、设备制造容易、测定操作简便、经济实用，克服了现有抑冰效果测试方法效率低、精度差和人为因素影响大的问题。
附图说明
图1为测试装置正视图。
图2为测试装置侧视图。
图3为试件放置装置俯视图。
图4为马歇尔试件成冰装置示意图。
图中，1-测力计，2-压板，3-试件，4-试件放置装置，5-升降台，6-主机控制器，7-卡槽，8-螺栓，9-溢流孔，10-挡板，11-试件槽，12为横梁。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做详细介绍
参见图1和图2，一种盐化物沥青混合料抑冰效果测试装置，包括主机控制装置、测试装置以及用于放置经成冰装置成冰后的试验试件的试件放置装置，试件放置装置设置在测试装置上，主机控制装置与测试装置相连；其中，参见图4，试件成冰装置包括相连在一起的的挡板10和试件槽11，挡板10设置在试件槽11上；试件成冰装置能够使3个标准马歇尔试件中的中间马歇尔试件的两侧面与两侧的马歇尔试件之间冻结成要求厚度的半圆形冰层；试件放置装置用于放置成冰试件。
挡板10为长方体状结构，试件槽11为半圆柱形结构；
试件槽11两端的顶端与挡板10相连处开设有若干溢流孔9。
溢流孔9共4个，挡板10的一端在同一水平方向上开设2个溢流孔9；试件槽11半圆柱形结构的直径与标准马歇尔试件的直径相同，挡板10与试件槽11的长度相同，均比三个标准马歇尔试件总长度大20mm。成冰过程时，在成冰装置内首尾相对平放入三个标准马歇尔试件，并可确保中间标准马歇尔试件的左右两侧面可与两侧标准马歇尔试件侧面冻结成要求厚度的半圆形冰层。
所述测试装置包括底部平台，平台上设置有支撑杆以及升降台5，升降台5上设置有试件放置装置；支撑杆顶部设置有横梁12，横梁12底部的中间位置安装有测力装置，测力装置和升降台5均与主机控制器连接，主机控制器6可控制升降台5匀速、自如的上下升降；平台下方设置有用于给升降台提供动力的电机。当测力装置底部受到压力时，与测试装置相连接的主机控制器的显示屏上即出现压力值大小。其中测力装置为测力计1，测力计1的底端设置有压板2。
参见图3，所述试件放置装置包括一个钢板，钢板上表面设置有马歇尔试样支架，马歇尔试样支架呈弧形结构，弧形结构的两端支撑成冰后相连在一起的三个标准马歇尔试件中的两端的标准马歇尔试件，三个马歇尔试件中的中间马歇尔试件底部悬空，不与弧形结构接触；马歇尔试件支架可平稳放置试验所需的三个相互冻结马歇尔试件；钢板下表面设置有卡槽7，可将试件放置装置牢固稳定的安放在升降台5上。
一种盐化物沥青混合料抑冰效果测试方法，包括以下步骤：
1)将三个标准马歇尔试件首尾相对，依次平躺放置于成冰装置的试件槽11中，中间标准马歇尔试件与两侧标准马歇尔试件的距离为试验所需冰层的厚度，然后向成冰装置中缓慢倒入水，直至试件槽11顶部溢流孔9有水流出为止；然后将成冰装置放入冷冻室内进行冷冻成冰，待装置内水体全部冻结后将标准马歇尔试件与成冰装置分离，此时三个标准马歇尔试件已经冰冻成一整体，中间的标准马歇尔试件与相邻标准马歇尔试件之间的冰层为半圆形，用小刀刮去试件与成冰装置接触面上多余的冰；
2)将试件放置装置4安放到升降台5上，且使卡槽7牢固的卡于升降台5的上部圆台上，并且通过螺栓8强卡槽7固定在升降台5上；将冰冻在一起的三个标准马歇尔试件放到试件放置装置4上，并调节角度使测力计针对冰冻在一起的三个标准马歇尔试件中的中间标准马歇尔试件，即使三个标准马歇尔试件中的中间标准马歇尔试件位于测力装置的正下方。其中，测力装置为测力计1。
3)接通电源，通过主机控制器控制升降台5，升降台匀速抬升冰冻在一起的三个标准马歇尔试件即试验试件3，记下中间标准马歇尔试件脱离过程中两侧冰层时主机控制器的显示屏上的压力值，并停止升降台5上升；将此压力值记于试验表格中，清理各个器材，进行下一组试验或结束试验；
4)将压力值加上马歇尔试件重力的总和，然后除以马歇尔试件圆形截面面积，即为标准马歇尔试件冰层破碎的剪切应力。
本发明的工作原理为：
通过测定马歇尔试件表面冰层破碎的剪切应力大小，反应抑冰效果的好坏，即剪切应力越小，抑冰效果越好；
通过中间标准马歇尔试件两个半圆冰层接触面等效于同等半径整圆冰层接触面，可方便于试验操作；
由于标准马歇尔试件本身有重力影响，故冰层破碎时剪切应力由记录的压力值与中间试件的重力总和除以马歇尔试件圆形截面面积得出，通过比较各组实验的剪切应力，得出各组试件抑冰效果，最终得出试验结果。
Claims (7)
1.一种盐化物沥青混合料抑冰效果测试装置，其特征在于，包括主机控制装置、测试装置以及用于放置经成冰装置成冰后试验试件的试件放置装置(4)，试件放置装置(4)设置在测试装置上，主机控制装置与测试装置相连；其中，试件成冰装置包括相连在一起的的挡板(10)和试件槽(11)，挡板(10)设置在试件槽(11)上；试件成冰装置能够使3个标准马歇尔试件中的中间标准马歇尔试件的两侧面与两侧的标准马歇尔试件之间冻结成要求厚度的半圆形冰层。
2.根据权利要求1所述的一种盐化物沥青混合料抑冰效果测试装置，其特征在于，挡板(10)为长方体状结构，试件槽(11)为半圆柱形结构。
3.根据权利要求1或2所述的一种盐化物沥青混合料抑冰效果测试装置，其特征在于，试件槽(11)两端的顶端与挡板(10)相连处开设有若干溢流孔(9)。
4.根据权利要求1或2所述的一种盐化物沥青混合料抑冰效果测试装置，其特征在于，试件槽(11)的直径与标准马歇尔试件的直径相同，挡板(10)与试件槽(11)的长度相同，且挡板(10)的长度比三个标准马歇尔试件总长度大20mm。
5.根据权利要求1所述的一种盐化物沥青混合料抑冰效果测试装置，其特征在于，所述测试装置包括平台，平台上设置有支撑杆以及升降台(5)，升降台(5)上设置有试件放置装置；支撑杆顶部设置有横梁(12)，横梁(12)底部中间位置安装有测力装置(1)，测力装置和升降台(5)均与主机控制器连接。
6.根据权利要求1所述的一种盐化物沥青混合料抑冰效果测试装置，其特征在于，所述试件放置装置包括一个钢板，钢板上表面设置有马歇尔试样支架，马歇尔试样支架呈弧形结构，弧形结构的两端支撑成冰后相连在一起的三个标准马歇尔试件中的两端的标准马歇尔试件，三个标准马歇尔试件中的中间标准马歇尔试件底部悬空；钢板下表面设置有卡槽(7)。
7.一种盐化物沥青混合料抑冰效果测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将三个标准马歇尔试件首尾相对放置于成冰装置中，向成冰装置中倒入水后放入冷冻室内成冰，使3个标准马歇尔试件中的中间标准马歇尔试件的两侧面与两侧的标准马歇尔试件之间冻结成要求厚度的半圆形冰层；
2)将冻结在一起的三个标准马歇尔试件取出，放到试件放置装置上，将试件放置装置安放在升降台上，使三个标准马歇尔试件中的中间标准马歇尔试件位于测力装置的正下方；
3)接通电源，通过主机控制器控制升降台，升降台匀速抬升冻结在一起的三个标准马歇尔试件，记下中间标准马歇尔试件脱离试验试件主体过程中主机控制器的显示屏上的最大压力值，并停止升降台上升；
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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