CN109580349B - 一种沥青冷补混合料性能试验装置及试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及道路交通技术领域，尤其涉及一种沥青冷补混合料性能试验装置及试验方法。该沥青冷补混合料性能试验装置包括装置底座，所述装置底座上设有承压支架，所述承压支架上连接有第一压力板，所述第一压力板的下面连接有压力头，所述承压支架上设有横梁，所述横梁上设有限位孔，所述横梁与所述第一压力板之间设有复位弹簧，所述复位弹簧套设于所述压力头上，所述压力头的正下方设有滑动试件底座，所述滑动试件底座安装在所述装置底座上。本发明提供的沥青冷补混合料性能试验装置及试验方法，能够方便、准确地实现对沥青冷补混合料的性能检测，可以对沥青冷补混合料的强度及其形成规律进行评价，为沥青冷补材料的比选和适用条件提供参考。
Description
技术领域
本发明涉及道路交通技术领域，尤其涉及一种沥青冷补混合料性能试验装置及试验方法。
背景技术
沥青路面以其良好的路面性能，已成为使用最广泛的高等级公路的路面结构类型。然而随着车流量的日益增长，沥青路面坑槽病害问题也日益显著，沥青路面坑槽是日常养护中最常见有最难处理的病害之一，特别是在寒冷的冬季或者潮湿的雨季，常规的热补料无法及时有效的对坑槽进行修补。冷补沥青修补料实现冷拌冷铺，可一次生产拌合，储存备用，随用随取，无需二次加热，使用方便，快捷环保。在低温季节或阴雨潮湿季节出现破损，传统热补料无法及时修补，破损将进一步扩大，进而影响到路面的使用性能和使用寿命。为了实现对低温季节或多雨潮湿季节沥青路面坑槽的及时修复，国内外学者进行了室内和现场研究，提出了许多有效的方法。国内相关高校及科研部门曾预制专门用于修复坑槽的特殊沥青混凝土块，以弥补普通冷补料在早期强度及强度形成时间、最终强度仍然存在的短板，而现有的检测手段不能很好模拟和表述冷补料在这三个方面的性能指标。
因此，如何更加方便、准确地实现对青冷补混合料的性能检测，已成为亟待解决的技术问题。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种沥青冷补混合料性能试验装置及试验方法，能够方便、准确地实现对沥青冷补混合料的性能检测。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种沥青冷补混合料性能试验装置，包括装置底座，所述装置底座上设有承压支架，在所述承压支架上转动连接有第一压力板，所述第一压力板的下面连接有压力头，在所述承压支架上设有横梁，所述横梁上设有供所述压力头穿过的限位孔，在所述横梁与所述第一压力板之间设有复位弹簧，所述复位弹簧套设于所述压力头上，在所述压力头的正下方设有滑动试件底座，所述滑动试件底座安装在所述装置底座上。
进一步地，所述承压支架包括前承压柱和后承压柱，所述前承压柱和后承压柱的底端分别与所述装置底座的左右两端对应连接，其中所述前承压柱的长度大于所述后承压柱的长度。
具体地，所述横梁的左右两端分别连接所述前承压柱的上部和所述后承压柱的顶部。
具体地，所述第一压力板的一端通过第一轴承与所述前承压柱的顶端转动连接，所述第一压力板的另一端通过第二轴承与第二压力板的一端转动连接，所述第二压力板的另一端通过第三轴承与第三压力板的一端转动连接，所述第三压力板的另一端通过第四轴承与所述后承压柱的顶端转动连接。
进一步地，所述第一压力板的上面连接有压力杆。
进一步地，所述压力头的底部连接有贯入压力针。
具体地，所述滑动试件底座中设有载荷传感器。
具体地，所述压力头的顶部设有限位凸台，所述复位弹簧设置于所述限位凸台与所述横梁之间。
进一步地，所述装置底座包括前支撑座、后支撑座以及连接在所述前支撑座与所述后支撑座之间的支撑底板；所述前承压柱与所述前支撑座相连，所述后承压柱与所述后支撑座相连。
进一步地，所述滑动试件底座包括上底座、下底座以及连接所述上底座与所述下底座的侧面底座，其中所述支撑底板设置于所述上底座与所述下底座之间，所述侧面底座通过固定螺丝与所述支撑底板连接固定。
本发明还提供了一种沥青冷补混合料性能试验方法，该方法采用上述的沥青冷补混合料性能试验装置，具体包括如下步骤：
S1、将沥青冷补混合料制成标准马歇尔试件；
S2、将所述马歇尔试件进行单面压实10次；
S3、将压实后的所述马歇尔试件击实面朝上放入滑动试件底座上，使所述马歇尔试件下表面紧贴所述滑动试件底座的上表面；
S4、将载荷传感器读数调零；
S5、用力按压第一压力板，使压力头快速贯入所述马歇尔试件中，整个贯入过程控制在2s以内；
S6、读取载荷传感器上的读数，取贯入时的最大读数作为沥青冷补混合料的贯入强度。
进一步地，所述的沥青冷补混合料性能试验方法，还包括：
通过所述步骤S1至S5，成型至少15个所述马歇尔试件，记录每个所述马歇尔试件的压实成型时间；若所述沥青冷补混合料为反应型冷补料，则在压实成型后2h中，每隔20min测试一次贯入强度，然后再每隔1h测试一次贯入强度；若所述沥青冷补混合料为溶剂型冷补料，则在压实成型后24h中，每隔6h测试一次贯入强度，然后再每隔12h 测试一次贯入强度；
将所得的时间与贯入强度数据绘制成贯入强度曲线；
选取所述贯入强度曲线中的第一个拐点与最后一个拐点，所述的第一个拐点与最后一个拐点所对应的时间分别记为t1与t2，拟合曲线斜率为常数且小于10％的时间点记为t3，记t1为初凝时间，t3为终凝时间，定义d1，d2，d3分别为拟合曲线x轴对应t1，t2，t3的曲线斜率，D1＝d3-d1， D2＝d2-d1，D＝D1+D2，则强度增长因子的计算公式如下：
S＝t1/D
式中：S为沥青冷补混合料的强度增长因子；t1为贯入强度曲线第一个拐点对应时间。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有如下优点：
本发明提供的沥青冷补混合料性能试验装置及试验方法，将由待测沥青补混合料制成的马歇尔试件放置在滑动试件底座上，通过控制第一压力板向下运动，进而带动压力头穿过限位孔贯入马歇尔试件中，从而方便、准确地实现对沥青冷补混合料的性能检测，进而可以对沥青冷补混合料的强度及其形成规律进行评价，为沥青冷补材料的比选和适用条件提供参考。
附图说明
图1是本发明实施例一沥青冷补混合料性能试验装置的主视图；
图2是本发明实施例一沥青冷补混合料性能试验装置的立体结构图。
图中：1：滑动试件底座；101：上底座；102：下底座；103：侧面底座；2：装置底座；201：前支撑座；202：后支撑座；203：支撑底板；3：前承压柱；4：后承压柱；5：横梁；6：第三压力板；7：压力头；701：限位凸台；8：第一压力板；9：压力杆；10：贯入压力针； 11：第二压力板；12：限位孔；13：固定螺丝；14：复位弹簧。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
如图1-2所示，本发明实施例提供一种沥青冷补混合料性能试验装置，包括装置底座2，所述装置底座2上设有承压支架，在所述承压支架上转动连接有第一压力板8，所述第一压力板8的下面连接有压力头 7，在所述承压支架上设有横梁5，所述横梁5上设有供所述压力头7 穿过的限位孔12，在所述横梁5与所述第一压力板8之间设有复位弹簧14，所述复位弹簧14套设于所述压力头7上，在所述压力头7的正下方设有滑动试件底座1，所述滑动试件底座1安装在所述装置底座2 上。
在使用时，将由待测沥青补混合料制成的马歇尔试件放置在所述滑动试件底座2上，通过控制所述第一压力板8向下运动，进而带动所述压力头7穿过所述限位孔12贯入马歇尔试件中，从而方便、准确地实现对青冷补混合料的性能检测。
进一步来说，所述承压支架包括前承压柱3和后承压柱4，所述前承压柱3和后承压柱4的底端分别与所述装置底座2的左右两端对应连接，其中所述前承压柱3的长度大于所述后承压柱4的长度。
具体来说，所述横梁5的左右两端分别连接所述前承压柱3的上部和所述后承压柱4的顶部。
具体来说，所述第一压力板8的一端通过第一轴承与所述前承压柱3的顶端转动连接，所述第一压力板8的另一端通过第二轴承与第二压力板11的一端转动连接，所述第二压力板11的另一端通过第三轴承与第三压力板6的一端转动连接，所述第三压力板6的另一端通过第四轴承与所述后承压柱4的顶端转动连接。
进一步来说，所述第一压力板8的上面连接有压力杆9，便于向所述第一压力板8施加压力。
进一步来说，所述压力头7的底部连接有贯入压力针10，便于实现，所述压力头7向马歇尔试件的贯入操作。
具体来说，所述压力头7的顶部设有限位凸台701，所述复位弹簧 14设置于所述限位凸台701与所述横梁5之间。
进一步来说，所述装置底座2包括前支撑座201、后支撑座202 以及连接在所述前支撑座201与所述后支撑座202之间的支撑底板 203。
其中，所述前承压柱3与所述前支撑座201相连，所述后承压柱4 与所述后支撑座202相连。
进一步来说，所述滑动试件底座1包括上底座101、下底座102 以及连接所述上底座101与所述下底座102的侧面底座103，其中所述支撑底板203设置于所述上底座101与所述下底座102之间，所述侧面底座103通过固定螺丝13与所述支撑底板203连接固定。
具体来说，所述滑动试件底座1中还设有载荷传感器，用于检测所述压力头7贯入马歇尔试件的贯入强度。
实施例二
本发明实施例还提供了一种沥青冷补混合料性能试验方法，该方法采用实施例一所述的沥青冷补混合料性能试验装置，具体包括如下步骤：
S1、将沥青冷补混合料制成标准马歇尔试件。
S2、将所述马歇尔试件进行单面压实10次。
S3、不需脱模，将压实后的所述马歇尔试件击实面朝上放入滑动试件底座上，使所述马歇尔试件下表面紧贴所述滑动试件底座的上表面。
S4、将载荷传感器读数调零。
S5、用力按压第一压力板，使压力头快速贯入所述马歇尔试件中，整个贯入过程控制在2s以内。
S6、读取载荷传感器上的读数，取贯入时的最大读数作为沥青冷补混合料的贯入强度。
进一步来说，所述的沥青冷补混合料性能试验方法还包括：
通过所述步骤S1至S5，成型至少15个所述马歇尔试件，记录每个所述马歇尔试件的压实成型时间。
若所述沥青冷补混合料为反应型冷补料，则在压实成型后2h中，每隔20min测试一次贯入强度，然后再每隔1h测试一次贯入强度。
若所述沥青冷补混合料为溶剂型冷补料，则在压实成型后24h中，每隔6h测试一次贯入强度，然后再每隔12h测试一次贯入强度。
将所得的时间与贯入强度数据绘制成贯入强度曲线。
选取所述贯入强度曲线中的第一个拐点与最后一个拐点，所述的第一个拐点与最后一个拐点所对应的时间分别记为t1与t2，拟合曲线斜率为常数且小于10％的时间点记为t3，记t1为初凝时间，t3为终凝时间，定义d1，d2，d3分别为拟合曲线x轴对应t1，t2，t3的曲线斜率，D1＝d3-d1， D2＝d2-d1，D＝D1+D2，则强度增长因子的计算公式如下：
S＝t1/D
式中：S为沥青冷补混合料的强度增长因子；t1为贯入强度曲线第一个拐点对应时间。
综上所述，本发明实施例所述的沥青冷补混合料性能试验装置，将由待测沥青补混合料制成的马歇尔试件放置在滑动试件底座上，通过控制第一压力板向下运动，进而带动压力头穿过限位孔贯入马歇尔试件中，从而方便、准确地实现对沥青冷补混合料的性能检测。
本发明实施例所述的沥青冷补混合料性能试验方法，能够准确、快速的检测出沥青冷补混合料的凝结速率和贯入强度，进而可以对沥青冷补混合料的强度及其形成规律进行评价，为沥青冷补材料的比选和适用条件提供参考。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，除非另有说明，“若干”的含义是一个或多个；“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种沥青冷补混合料性能试验方法，其特征在于：该方法采用沥青冷补混合料性能试验装置，该方法具体包括如下步骤：
S1、将沥青冷补混合料制成标准马歇尔试件；
S2、将所述马歇尔试件进行单面压实10次；
S3、将压实后的所述马歇尔试件击实面朝上放入滑动试件底座上，使所述马歇尔试件下表面紧贴所述滑动试件底座的上表面；
S4、将载荷传感器读数调零；
S5、用力按压第一压力板，使压力头快速贯入所述马歇尔试件中，整个贯入过程控制在2s以内；
S6、读取载荷传感器上的读数，取贯入时的最大读数作为沥青冷补混合料的贯入强度；
通过所述步骤S1至S6，成型至少15个所述马歇尔试件，记录每个所述马歇尔试件的压实成型时间；若所述沥青冷补混合料为反应型冷补料，则在压实成型后2h中，每隔20min测试一次贯入强度，然后再每隔1h测试一次贯入强度；若所述沥青冷补混合料为溶剂型冷补料，则在压实成型后24h中，每隔6h测试一次贯入强度，然后再每隔12h测试一次贯入强度；
将所得的时间与贯入强度数据绘制成贯入强度曲线；
选取所述贯入强度曲线中的第一个拐点与最后一个拐点，所述的第一个拐点与最后一个拐点所对应的时间分别记为t1与t2，拟合曲线斜率为常数且小于10％的时间点记为t3，记t1为初凝时间，t3为终凝时间，定义d1，d2，d3分别为拟合曲线x轴对应t1，t2，t3的曲线斜率，D1＝d3-d1，D2＝d2-d1，D＝D1+D2，则强度增长因子的计算公式如下：
S＝t1/D
式中：S为沥青冷补混合料的强度增长因子；t1为贯入强度曲线第一个拐点对应时间；
所述沥青冷补混合料性能试验装置，包括装置底座，所述装置底座上设有承压支架，在所述承压支架上转动连接有第一压力板，所述第一压力板的下面连接有压力头，在所述承压支架上设有横梁，所述横梁上设有供所述压力头穿过的限位孔，在所述横梁与所述第一压力板之间设有复位弹簧，所述复位弹簧套设于所述压力头上，在所述压力头的正下方设有滑动试件底座，所述滑动试件底座安装在所述装置底座上。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述承压支架包括前承压柱和后承压柱，所述前承压柱和后承压柱的底端分别与所述装置底座的左右两端对应连接，其中所述前承压柱的长度大于所述后承压柱的长度。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述横梁的左右两端分别连接所述前承压柱的上部和所述后承压柱的顶部。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述第一压力板的一端通过第一轴承与所述前承压柱的顶端转动连接，所述第一压力板的另一端通过第二轴承与第二压力板的一端转动连接，所述第二压力板的另一端通过第三轴承与第三压力板的一端转动连接，所述第三压力板的另一端通过第四轴承与所述后承压柱的顶端转动连接。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述第一压力板的上面连接有压力杆；所述压力头的底部连接有贯入压力针；所述滑动试件底座中设有载荷传感器。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述压力头的顶部设有限位凸台，所述复位弹簧设置于所述限位凸台与所述横梁之间。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述装置底座包括前支撑座、后支撑座以及连接在所述前支撑座与所述后支撑座之间的支撑底板；所述前承压柱与所述前支撑座相连，所述后承压柱与所述后支撑座相连。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述滑动试件底座包括上底座、下底座以及连接所述上底座与所述下底座的侧面底座，其中所述支撑底板设置于所述上底座与所述下底座之间，所述侧面底座通过固定螺丝与所述支撑底板连接固定。
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