CN106996910B - 一种测试沥青集料界面黏附性的试验装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种测试沥青集料界面黏附性的试验装置及方法,外罩的底部开口扣合于控制箱上,升降杆的下端与动力装置的输出轴相连接,升降杆的上端穿出控制箱插入于外罩内,第一夹持装置固定于升降杆的上端上,第二夹持装置设置于控制箱上,第一夹持装置正对第二夹持装置,待测试件的一端夹持于第一夹持装置上,待测试件的另一端夹持于第二夹持装置上,控制箱的外壁上设有显示器,传感器用于检测第一夹持装置与待测试件在竖直方向上的作用力,控制箱与动力装置的控制端、传感器的输出端及显示器相连接,该装置及方法能够评估沥青集料的黏附性。
Description
技术领域
本发明属于公路工程沥青及沥青混合料试验装置技术领域,涉及一种测试沥青集料界面黏附性的试验装置及方法。
背景技术
随着我国交通运输业的不断发展,公路里程获得了前所未有的增长,由于沥青与集料界面黏附性下降,造成的沥青路面服役期间的早期破坏,俨然成为降低路面服务性能和路面结构稳定性的重要影响因素之一,已经引起了公路界的普遍重视。
目前研究沥青与集料界面黏附性的试验通常为水煮法与水浸法,二者的试验原理、对象、操作方法以及评价指标均不相同,各有利弊。同时,针对集料的选择以及影响沥青与集料之间黏附性的具体因素,国内对此研究较少,并且没有提出较为合理可行的试验方法及评价指标。特别是并未从力学角度提出一个合理可行的评价指标及相应的测试装置评价沥青与集料界面黏附性的强弱。针对现有研究的不足之处,从力学角度出发,急需提出了一种可以评估沥青集料黏附性大小的试验装置及方法,可以有效的评估沥青集料的黏附性,并且为工程实践提供切实可行的指导意见。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点,提供了一种测试沥青集料界面黏附性的试验装置及方法,该装置及方法能够评估沥青集料的黏附性。
为达到上述目的,本发明所述的测试沥青集料界面黏附性的试验装置包括升降杆、控制箱、外罩、传感器及设置于外罩内的第一夹持装置及第二夹持装置,控制箱内设有控制器及动力装置;
外罩的底部开口扣合于控制箱上,升降杆的下端与动力装置的输出轴相连接,升降杆的上端穿出控制箱插入于外罩内,第一夹持装置固定于升降杆的上端上,第二夹持装置设置于控制箱上,第一夹持装置正对第二夹持装置,待测试件的一端夹持于第一夹持装置上,待测试件的另一端夹持于第二夹持装置上,控制箱的外壁上设有显示器,传感器用于检测第一夹持装置与待测试件在竖直方向上的作用力,控制箱与动力装置的控制端、传感器的输出端及显示器相连接。
所述第一夹持装置包括第一平行板及用于夹持待测试件的第一夹具,其中,升降杆的上端与第一平行板的下端相连接,第一夹具固定于第一平行板的侧面。
第二夹持装置包括第二平行板及用于夹持待测试件的第二夹具,其中,第二平行板设置于控制箱的顶部,第二夹具固定于第二平行板的侧面,且第一夹具正对第二夹具。
还包括驱动装置,控制箱的底部设有滑轨,第二平行板的下端设有与所述滑轨相配合的凹槽,驱动装置驱动第二平行板在滑轨上移动,驱动装置的控制端与控制器相连接。
控制箱的底部设有底座。
控制箱的外壁上设有电源开关。
所述外罩为玻璃外罩。
本发明所述的测试沥青集料界面黏附性的试验方法包括未浸水处理的待测试件的黏附性评估及浸水处理后的待测试件的黏附性评估,具体如下:
将未浸水处理的待测试件记作第一试件,将浸水处理后的待测试件记作第二试件,然后对第一试件及第二试件分别进行处理;
对第一试件的处理过程为:打开外罩,将第一试件夹持于第一夹持装置及第二夹持装置之间,再关闭外罩,控制器通过动力装置驱动升降杆以恒定速度向上推动第一夹持装置,使第一试件剪切破坏,同时通过传感器检测第一夹持装置与第一试件之间的作用力,并将检测得到的第一试件与第一夹持装置之间的作用力转发至控制器中,控制器绘制第一试件与第一夹持装置之间的作用力曲线,并确定第一试件与第一夹持装置之间的作用力曲线的峰值,然后根据第一试件与第一夹持装置之间的作用力曲线的峰值得第一试件的剪切破坏强度的峰值σ1,最后控制器控制动力装置使升降杆恢复到初始状态,再打开外罩,取出第一试件,然后关闭外罩;
对第二试件的处理过程为:打开外罩,将第二试件夹持于第一夹持装置及第二夹持装置之间,关闭外罩,控制器通过动力装置驱动升降杆以恒定速度向上推动第一夹持装置,使第二试件剪切破坏,同时通过传感器检测第一夹持装置与第二试件之间的作用力,并将检测得到的第二试件与第一夹持装置之间的作用力转发至控制器中,控制器绘制第二试件与第一夹持装置之间的作用力曲线,并确定第二试件与第一夹持装置之间的作用力曲线的峰值,然后根据第二试件与第一夹持装置之间的作用力曲线的峰值得第二试件的剪切破坏强度的峰值σ2,最后控制器控制动力装置使升降杆恢复到初始状态,再打开外罩,取出第二试件,然后关闭外罩;
则待测试件的强度损失系数α为:未浸水处理的待测试件的黏附系数β1及浸水处理后的待测试件的黏附系数β2分别为:然后根据未浸水处理的待测试件的黏附系数β1评估未浸水处理的待测试件的黏附性,根据浸水处理后的待测试件的黏附系数β2评估浸水处理后的待测试件的黏附性。
本发明具有以下有益效果:
本发明所述的测试沥青集料界面黏附性的试验装置及方法在具体操作时,动力装置通过升降杆推动第一夹持装置,使待测试件破坏,同时通过传感器检测第一夹持装置与待测试件之间的作用力,再通过控制器绘制第一夹持装置与待测试件之间的作用力曲线,并确定该作用力曲线的峰值,然后根据该作用力曲线的峰值计算待测试件的剪切破坏强度的峰值,然后根据待测试件的剪切破坏强度的峰值评估待测试件的黏附性,操作简单。需要说明的是,本发明通过升降杆推动第一夹持装置实现对待测试件的破坏,同时通过传感器采集第一夹持装置与待测试件之间的作用力,然后通过控制器进行数据分析及处理,自动化程度较高,并且待测试件破坏的过程在外罩中进行,避免外界环境对试验结果的影响,最大程度的提高实验的准确性。
进一步,本发明通过第二平行板在滑轨上移动的方式,使待测试件夹持于第二夹具上,结构简单,夹持效果较好,能够有效的防止待测试件在试验过程的松动而对试验结果产生不利影响。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
其中,1为控制箱、2为动力装置、3为升降杆、4为第一夹具、5为第一平行板、6为待测试件、7为第二平行板、8为第二夹具、9为外罩、10为滑轨、11为显示器、12为电源开关、13为底座。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述:
参考图1,本发明所述的测试沥青集料界面黏附性的试验装置包括升降杆3、控制箱1、外罩9、传感器及设置于外罩9内的第一夹持装置及第二夹持装置,控制箱1内设有控制器及动力装置2;外罩9的底部开口扣合于控制箱1上,升降杆3的下端与动力装置2的输出轴相连接,升降杆3的上端穿出控制箱1插入于外罩9内,第一夹持装置固定于升降杆3的上端上,第二夹持装置设置于控制箱1上,第一夹持装置正对第二夹持装置,待测试件6的一端夹持于第一夹持装置上,待测试件6的另一端夹持于第二夹持装置上,控制箱1的外壁上设有显示器11,传感器用于检测第一夹持装置与待测试件6在竖直方向上的作用力,控制箱1与动力装置2的控制端、传感器的输出端及显示器11相连接。
所述第一夹持装置包括第一平行板5及用于夹持待测试件6的第一夹具4,其中,升降杆3的上端与第一平行板5的下端相连接,第一夹具4固定于第一平行板5的侧面;第二夹持装置包括第二平行板7及用于夹持待测试件6的第二夹具8,其中,第二平行板7设置于控制箱1的顶部,第二夹具8固定于第二平行板7的侧面,且第一夹具4正对第二夹具8。本发明还包括驱动装置,控制箱1的底部设有滑轨10,第二平行板7的下端设有与所述滑轨10相配合的凹槽,驱动装置驱动第二平行板7在滑轨10上移动,驱动装置的控制端与控制器相连接。
控制箱1的底部设有底座13;控制箱1的外壁上设有电源开关12;所述外罩9为玻璃外罩。
本发明所述的测试沥青集料界面黏附性的试验方法包括未浸水处理的待测试件6的黏附性评估及浸水处理后的待测试件6的黏附性评估,具体如下:
将未浸水处理的待测试件6记作第一试件,将浸水处理后的待测试件6记作第二试件,然后对第一试件及第二试件分别进行处理;
对第一试件的处理过程为:打开外罩9,将第一试件夹持于第一夹持装置及第二夹持装置之间,再关闭外罩9,控制器通过动力装置2驱动升降杆3以恒定速度向上推动第一夹持装置,使第一试件剪切破坏,同时通过传感器检测第一夹持装置与第一试件之间的作用力,并将检测得到的第一试件与第一夹持装置之间的作用力转发至控制器中,控制器绘制第一试件与第一夹持装置之间的作用力曲线,并确定第一试件与第一夹持装置之间的作用力曲线的峰值,然后根据第一试件与第一夹持装置之间的作用力曲线的峰值得第一试件的剪切破坏强度的峰值σ1,最后控制器控制动力装置2使升降杆3恢复到初始状态,再打开外罩9,取出第一试件,然后关闭外罩9;
对第二试件的处理过程为:打开外罩9,将第二试件夹持于第一夹持装置及第二夹持装置之间,关闭外罩9,控制器通过动力装置2驱动升降杆3以恒定速度向上推动第一夹持装置,使第二试件剪切破坏,同时通过传感器检测第一夹持装置与第二试件之间的作用力,并将检测得到的第二试件与第一夹持装置之间的作用力转发至控制器中,控制器绘制第二试件与第一夹持装置之间的作用力曲线,并确定第二试件与第一夹持装置之间的作用力曲线的峰值,然后根据第二试件与第一夹持装置之间的作用力曲线的峰值得第二试件的剪切破坏强度的峰值σ2,最后控制器控制动力装置2使升降杆3恢复到初始状态,再打开外罩9,取出第二试件,然后关闭外罩9;
则待测试件6的强度损失系数α为:未浸水处理的待测试件6的黏附系数β1及浸水处理后的待测试件6的黏附系数β2分别为:然后根据未浸水处理的待测试件6的黏附系数β1评估未浸水处理的待测试件6的黏附性,根据浸水处理后的待测试件6的黏附系数β2评估浸水处理后的待测试件6的黏附性。
控制箱1上设有电源开关12,可以通过所述电源开关12控制整个测试装置的工作状态,动力装置2用于驱动升降杆3的升降,以实现对待测试件6的剪切破坏;同时通过驱动装置驱动第二平行板7在滑轨10上滑动,实现对待测试件6的夹持及松放。
本发明的具体实验过程为:
将同一规格未经浸水处理的待测试件6和浸水处理后的待测试件6分别记作第一试件及第二试件;
对第一试件的处理过程为:打开外罩9,将第一试件夹持于第一夹具4上,关闭外罩9,再通过驱动装置驱动第二平行板7在滑轨10上移动,从而使第二夹具8夹持住第一试件,通过动力装置2驱动升降杆3以恒定速度向上推动第一平行板5,使第一试件剪切破坏,同时通过传感器检测第一平行板5与第一试件之间的作用力,并将检测得到的第一试件与第一平行板5之间的作用力转发至控制器中,控制器绘制第一试件与第一平行板5之间的作用力曲线,并确定第一试件与第一平行板5之间的作用力曲线的峰值,然后根据第一试件与第一平行板5之间的作用力曲线的峰值得第一试件的剪切破坏强度的峰值σ1,最后控制器控制动力装置2使升降杆3恢复到初始状态,再打开外罩9,取出第一试件,再关闭外罩9;
对第二试件的处理过程为:打开外罩9,将第二试件夹持于第一夹具4上,关闭外罩9,通过驱动装置驱动第二平行板7在滑轨10上移动,从而使第二夹具8夹持住第二试件,再通过动力装置2驱动升降杆3以恒定速度向上推动第一平行板5,使第二试件剪切破坏,同时通过传感器检测第一平行板5与第二试件之间的作用力,并将第二试件与第一平行板5之间的作用力转发至控制器中,控制器绘制第二试件与第一平行板5之间的作用力曲线,并确定第二试件与第一平行板5之间的作用力曲线的峰值,然后根据所述第二试件与第一平行板5之间的作用力曲线的峰值得第二试件的剪切破坏强度的峰值σ2,最后控制器控制动力装置2使升降杆3恢复到初始状态,再打开外罩9,取出第二试件即可;
表1
强度损失系数α | 0~0.05 | 0.05~0.1 | 0.1~0.5 | 0.5~0.75 | 0.75~1 |
状况指数 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 |
评价等级 | 优 | 良 | 中 | 差 | 极差 |
表2
黏附系数β | 0~0.5 | 0.5~1.0 | 1.0~1.5 | 1.5~2.0 | >2.0 |
评价指数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
评价等级 | 极差 | 差 | 中 | 良 | 优 |
Claims (6)
1.一种测试沥青集料界面黏附性的试验装置,其特征在于,包括升降杆(3)、控制箱(1)、外罩(9)、传感器及设置于外罩(9)内的第一夹持装置及第二夹持装置,控制箱(1)内设有控制器及动力装置(2);
外罩(9)的底部开口扣合于控制箱(1)上,升降杆(3)的下端与动力装置(2)的输出轴相连接,升降杆(3)的上端穿出控制箱(1)插入于外罩(9)内,第一夹持装置固定于升降杆(3)的上端上,第二夹持装置设置于控制箱(1)上,第一夹持装置正对第二夹持装置,待测试件(6)的一端夹持于第一夹持装置上,待测试件(6)的另一端夹持于第二夹持装置上,控制箱(1)的外壁上设有显示器(11),传感器用于检测第一夹持装置与待测试件(6)在竖直方向上的作用力,控制器与动力装置(2)的控制端、传感器的输出端及显示器(11)相连接;
所述第一夹持装置包括第一平行板(5)及用于夹持待测试件(6)的第一夹具(4),其中,升降杆(3)的上端与第一平行板(5)的下端相连接,第一夹具(4)固定于第一平行板(5)的侧面;
第二夹持装置包括第二平行板(7)及用于夹持待测试件(6)的第二夹具(8),其中,第二平行板(7)设置于控制箱(1)的顶部,第二夹具(8)固定于第二平行板(7)的侧面,且第一夹具(4)正对第二夹具(8)。
2.根据权利要求1所述的测试沥青集料界面黏附性的试验装置,其特征在于,还包括驱动装置,控制箱(1)的底部设有滑轨(10),第二平行板(7)的下端设有与所述滑轨(10)相配合的凹槽,驱动装置驱动第二平行板(7)在滑轨(10)上移动,驱动装置的控制端与控制器相连接。
3.根据权利要求1所述的测试沥青集料界面黏附性的试验装置,其特征在于,控制箱(1)的底部设有底座(13)。
4.根据权利要求1所述的测试沥青集料界面黏附性的试验装置,其特征在于,控制箱(1)的外壁上设有电源开关(12)。
5.根据权利要求1所述的测试沥青集料界面黏附性的试验装置,其特征在于,所述外罩(9)为玻璃外罩。
6.一种测试沥青集料界面黏附性的试验方法,其特征在于,采用权利要求1所述的测试沥青集料界面黏附性的试验装置,包括未浸水处理的待测试件(6)的黏附性评估及浸水处理后的待测试件(6)的黏附性评估,具体如下:
将未浸水处理的待测试件(6)记作第一试件,将浸水处理后的待测试件(6)记作第二试件,然后对第一试件及第二试件分别进行处理;
对第一试件的处理过程为:打开外罩(9),将第一试件夹持于第一夹持装置及第二夹持装置之间,再关闭外罩(9),控制器通过动力装置(2)驱动升降杆(3)以恒定速度向上推动第一夹持装置,使第一试件剪切破坏,同时通过传感器检测第一夹持装置与第一试件之间的作用力,并将检测得到的第一试件与第一夹持装置之间的作用力转发至控制器中,控制器绘制第一试件与第一夹持装置之间的作用力曲线,并确定第一试件与第一夹持装置之间的作用力曲线的峰值,然后根据第一试件与第一夹持装置之间的作用力曲线的峰值得第一试件的剪切破坏强度的峰值σ1,最后控制器控制动力装置(2)使升降杆(3)恢复到初始状态,再打开外罩(9),取出第一试件,然后关闭外罩(9);
对第二试件的处理过程为:打开外罩(9),将第二试件夹持于第一夹持装置及第二夹持装置之间,关闭外罩(9),控制器通过动力装置(2)驱动升降杆(3)以恒定速度向上推动第一夹持装置,使第二试件剪切破坏,同时通过传感器检测第一夹持装置与第二试件之间的作用力,并将检测得到的第二试件与第一夹持装置之间的作用力转发至控制器中,控制器绘制第二试件与第一夹持装置之间的作用力曲线,并确定第二试件与第一夹持装置之间的作用力曲线的峰值,然后根据第二试件与第一夹持装置之间的作用力曲线的峰值得第二试件的剪切破坏强度的峰值σ2,最后控制器控制动力装置(2)使升降杆(3)恢复到初始状态,再打开外罩(9),取出第二试件,然后关闭外罩(9);
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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