CN106841580B - 一种基于考虑集料矿物性能影响的沥青老化模拟装置的实验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于考虑集料矿物性能影响的沥青老化模拟装置的实验方法，包括试验岩芯的钻取，试验的前期准备，以及沥青在模拟装置内与岩芯的老化反应。本发明相比于目前从沥青混合料中提取沥青进行沥青性质的分析，避免了沥青的二次老化，而且实验方法更简单，实验结果更有效。
Description
技术领域
本发明属于沥青实验方法领域，具体涉及一种基于考虑集料矿物性能影响的沥青老化模拟装置的实验方法。
背景技术
沥青材料作为现代路面的主要胶结材料，很好地提升了路面的各种性能。但是其性能受多种因素的影响，特别是沥青的老化。影响沥青老化的因素包括空气氧化、轻质油分挥发、集料吸收和吸附等各种因素。其中集料作为沥青混合料的另一重要组成，其矿物特性是影响沥青老化的关键因素之一。然而，现有的考虑集料影响的沥青老化室内模拟方法（即混合料老化方法）存在很大的不确定性。主要原因是无法消除不同集料级配、孔隙率等因素对老化结果的影响。另外，当需要测试老化后混合料所含沥青的各项路用性能时，需要进行沥青回收，而回收中的化学提取过程不仅破坏了沥青的原状形态，而且会对沥青造成二次老化，对实验结果影响非常大，极易对材料的比选及后续工程设计造成误导。
发明内容
为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于考虑集料矿物性能影响的沥青老化模拟装置的实验方法，避免了沥青的二次老化，实验数据更可靠。
为了实现上述技术目的，本发明采用如下具体技术方案：
一种基于考虑集料矿物性能影响的沥青老化模拟装置的实验方法，模拟装置包括恒温箱、试件架、沥青盛放容器、马达以及长轴；所述恒温箱的一侧设置马达，所述长轴的一端通过轴连接件与马达的旋转轴相连，另一端伸进所述恒温箱内，恒温箱内的底部设置试件架，沥青盛放容器放置于试件架上，并且位于长轴的正下方，沥青盛放容器上沿长轴的轴线方向设有弧形凹槽，包括以下几个步骤：
步骤一，在采石场使用钻孔机钻取一截岩芯，所述采石场与沥青混合料来自同一料场；
步骤二，将一定质量的沥青放置于恒温箱内，并保证恒温箱内温度为135℃以上，使得固体沥青变为液体状态；
步骤三，将已经融化好的沥青迅速转移至所述沥青盛放容器上的弧形凹槽内，并保证沥青的质量为70±0.5g；
步骤四，所述岩芯的轴心处开设横截面为非圆形的长孔，通过所述长孔与所述长轴套接，长轴的横截面形状与所述长孔的形状相同，岩芯通过所述长轴设置于沥青盛放容器的上方，并且保证岩芯外壁与弧形槽内液体状态的沥青相接触；
步骤五，将恒温箱内的温度调至163±0.5℃，静置30min，使岩芯的温度与液体沥青温度保持一致；
步骤六，马达通过转动带动岩芯一起转动，实验时恒温箱内的温度为163±0.5℃，马达的转速为15转/min，实验时间5-20h；
步骤七，实验完成后，从沥青盛放容器上提取沥青进行沥青的后续实验。
沥青盛放容器上所述弧形凹槽槽壁的一端设有用于刮下岩芯表面的沥青的第一刮片，岩芯外壁上设有用于保证粘附在岩芯外壁上的沥青层的厚度的第二刮片。
岩芯外壁与第一刮片的距离为1mm，岩芯外壁与弧形凹槽槽壁之间的距离为2mm。
所述第一刮片和第二刮片均为硅片。
所述试件架为四根可升降金属柱体。
所述恒温箱为通风烘箱。
所述马达位于恒温箱门相对一侧的中心处。
所述恒温箱门上有一矩形双层耐热的玻璃窗，可通过此窗观察内部实验情况。
所述恒温箱内腔一角设有温度传感器。
本发明方法的有益效果是：
本发明采用集料矿物直接与沥青接触反应，反应后直接从容器内提取沥青进行后续沥青的实验，相比于以前从沥青混合料中提取沥青进行沥青的各项指标实验避免了沥青的二次老化，实验数据更可靠。
附图说明
图1为本发明所涉及模拟装置的正视图；
图2为本发明所涉及模拟装置的右视图；
图3为岩芯及沥青盛放容器结构示意图；
图4为试件架的结构示意图；
其中，1为恒温箱；2为试件架；3为沥青盛放容器；4为马达；5为长轴；6为温度传感器；7为岩芯；3-1为第一刮片；3-2为第二刮片；L1为岩芯外壁与第一刮片的距离；L2为岩芯外壁与沥青盛放容器之间的距离。
具体实施方式
实施例1
本发明公开了一种基于考虑集料矿物性能影响的沥青老化模拟装置，如图1所示，模拟装置包括恒温箱1、试件架2、沥青盛放容器3、马达4以及长轴5；所述恒温箱1的一侧设置马达4，所述长轴5的一端通过轴连接件与马达4的旋转轴相连，另一端伸进所述恒温箱1的腔内，所述试件架2设置在恒温箱1内，试件架2上放置所述沥青盛放容器3。
装置关好门后内部尺寸长480mm、宽445±13mm(关门后）、高380mm。岩芯为一直径为100mm，高为200mm圆柱体，上下底分别有一方形孔芯。长轴5的截面呈方形，长轴5插设于所述方形孔芯中；
所述沥青盛放容器弧形侧壁的一端设有第一刮片3-1，岩芯7外壁上设有第二刮片3-2；恒温箱1内部有电热系统，
利用上述装置进行沥青老化试验的方法包括以下几个步骤：
步骤一，在采石场使用钻孔机钻取一截岩芯7，所述岩芯7的长度小于等于所述沥青盛放容器3的长度，所述采石场与沥青混合料来自同一料场；岩芯7为一直径为100mm，高为200mm圆柱体，上下底分别有一方形孔芯。
步骤二，将一定质量的沥青放置于恒温箱，并保证恒温箱内温度为135℃以上，使得固体沥青变为液体状态；
步骤三，将已经融化好的沥青迅速转移至所述沥青盛放容器3的弧形凹槽内，并保证沥青的质量为70±0.5g；
步骤四，所述岩芯7通过所述长轴5设置于沥青盛放容器3的上方，并且保证岩芯7外壁与弧形凹槽内液体状态的沥青相接触，
步骤五，将恒温箱1内的温度调至163±0.5℃，静置30min，使岩芯7的温度与沥青温度保持一致；
步骤六，马达4转动带动岩芯7一起绕岩芯7轴向转动，所述第一刮片3-1用于刮下岩芯表面的沥青，第二刮片3-2用于保证粘附在岩芯7外壁上的沥青层的厚度的；实验时恒温箱内的温度为163±0.5℃，马达的转速为15转/min，实验时间5-20h；
步骤七，实验完成后，从沥青盛放容器3上提取沥青进行沥青的后续实验。
作为本发明技术方案的进一步优选方案，为了保证第一刮片3-1能够将附着在岩芯7外壁上的沥青刮下来，岩芯7外壁与第一刮片3-1的距离为1mm；为了保证刮下的液体沥青的流动，岩芯7外壁与沥青盛放容器内壁之间的距离为2mm。
作为本发明技术方案的进一步优选方案，所述第一刮片3-1和第二刮片3-2均为硅片。
作为本发明技术方案的进一步优选方案，所述试件架2为四根可升降金属柱体制成。
作为本发明技术方案的进一步优选方案，所述恒温箱1为通风烘箱。
作为本发明技术方案的进一步优选方案，所述马达3位于恒温箱1门相对一侧的中心处。
作为本发明技术方案的进一步优选方案，所述恒温箱1门上有一矩形双层耐热的玻璃窗，可通过此窗观察内部实验情况。
作为本发明技术方案的进一步优选方案，所述恒温箱1内壁一角设有温度传感器6，用于对恒温箱内的温度进行实时检测。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何的简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (9)
1.一种基于考虑集料矿物性能影响的沥青老化模拟装置的实验方法，模拟装置包括恒温箱、试件架、沥青盛放容器、马达以及长轴；所述恒温箱的一侧设置马达，所述长轴的一端通过轴连接件与马达的旋转轴相连，另一端伸进所述恒温箱内，恒温箱内的底部设置试件架，沥青盛放容器放置于试件架上，并且位于长轴的正下方，沥青盛放容器上沿长轴的轴线方向设有弧形凹槽，其特征在于，包括以下几个步骤：
步骤一，在采石场使用钻孔机钻取一截岩芯，所述采石场与沥青混合料来自同一料场；
步骤二，将一定质量的沥青放置于恒温箱内，并保证恒温箱内温度为135℃以上，使得固体沥青变为液体状态；
步骤三，将已经融化好的沥青迅速转移至所述沥青盛放容器上的弧形凹槽内，并保证沥青的质量为70±0.5g；
步骤四，所述岩芯的轴心处开设横截面为非圆形的长孔，通过所述长孔与所述长轴套接，长轴的横截面形状与所述长孔的形状相同，岩芯通过所述长轴设置于沥青盛放容器的上方，并且保证岩芯外壁与弧形槽内液体状态的沥青相接触；
步骤五，将恒温箱内的温度调至163±0.5℃，静置30min，使岩芯的温度与液体沥青温度保持一致；
步骤六，马达通过转动带动岩芯一起转动，实验时恒温箱内的温度为163±0.5℃，马达的转速为15转/min，实验时间5-20h；
步骤七，实验完成后，从沥青盛放容器上提取沥青进行沥青的后续实验。
2.根据权利要求 1 所述的基于考虑集料矿物性能影响的沥青老化模拟装置的实验方法，其特征在于：岩芯为一圆柱体，沥青盛放容器上所述弧形凹槽槽壁的一端设有用于刮下岩芯表面的沥青的第一刮片，岩芯外壁上设有用于保证粘附在岩芯外壁上的沥青层的厚度的第二刮片。
3.根据权利要求 2 所述的基于考虑集料矿物性能影响的沥青老化模拟装置的实验方法，其特征在于：岩芯外壁与第一刮片的距离为1mm，岩芯外壁与弧形凹槽槽壁之间的距离为2mm。
4.根据权利要求 2 所述的基于考虑集料矿物性能影响的沥青老化模拟装置的实验方法，其特征在于：所述第一刮片和第二刮片均为硅片。
5.根据权利要求 1 所述的基于考虑集料矿物性能影响的沥青老化模拟装置的实验方法，其特征在于：所述试件架为四根可升降金属柱体。
6.根据权利要求1所述的基于考虑集料矿物性能影响的沥青老化模拟装置的实验方法，其特征在于：所述恒温箱为通风烘箱。
7.根据权利要求1所述的基于考虑集料矿物性能影响的沥青老化模拟装置的实验方法，其特征在于：所述马达位于恒温箱门相对一侧的中心处。
8.根据权利要求1所述的基于考虑集料矿物性能影响的沥青老化模拟装置的实验方法，其特征在于：所述恒温箱门上有一矩形双层耐热的玻璃窗，可通过此窗观察内部实验情况。
9.根据权利要求1所述的基于考虑集料矿物性能影响的沥青老化模拟装置的实验方法，其特征在于：所述恒温箱内腔一角设有温度传感器。
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