CN112881142B - 动水压力环境阶梯侵蚀沥青养生试验容器及试验方法 - Google Patents

动水压力环境阶梯侵蚀沥青养生试验容器及试验方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种动水压力环境阶梯侵蚀沥青养生试验容器及试验方法，属于道路工程材料性能测试技术领域。该容器包括底座、中部圆环、盖子、螺栓及螺帽，按照由下至上的顺序依次连接和组装固定，多个容器能够串接组装来同时进行动水压力环境养生。本发明可以实现将沥青沿深度方向直接拆分为两部分试样后再进行性能测试，研究动水压力环境对沥青由外向内的阶梯侵蚀过程并探索水损害的机理，同时提出沥青盛样深度推荐值来为沥青水损害相关研究提供参考。

Description

动水压力环境阶梯侵蚀沥青养生试验容器及试验方法
技术领域
本发明涉及道路工程材料性能测试技术领域，特别是指一种动水压力环境阶梯侵蚀沥青养生试验容器及试验方法。
背景技术
车辆行驶在表面径流的沥青路面上时，轮胎驱使水对路面的“挤压-抽吸”作用会形成正负交替的动水压力服役环境。沥青混合料是由集料和沥青等基础原材料按照一定配合比例混合而成。沥青路面长期处于动水压力环境，裹覆在集料表面的沥青膜会逐渐剥落，甚至出现石料破碎，车辆轮胎驶过会造成“脱粒”或形成“白浆”，最后呈现明显的水损害问题，严重影响沥青路面的服役质量和寿命。采用合适的方法来评估沥青在动水压力环境中的抗水损害能力，这是沥青路面材料设计中不可或缺的环节。
现有针对沥青水损害的研究，通常是将沥青注入容器并置于水环境中养生，通过对比水养生前后的材料性能变化情况来评价其水敏感性。上述传统方法存在一定局限性：(1)由于水环境是由沥青表面向内部逐渐侵蚀，沥青样品在容器中的盛样深度如果过大则会导致底层沥青出现养生不充分的问题；(2)传统方法是评价容器内沥青整体所呈现的性能变化情况，针对“水环境由外向内逐渐侵蚀沥青过程”的重要科学问题并未得到足够关注和研究，沥青样品整体性能测试会无法区分“分离、置换、乳化、冲刷和水压力”等不同水损害机理。针对沥青材料水损害性能评价的盛样容器技术参数和试验方法，现行国家规范并未形成具体要求和标准评估方法，据此针对这一重要科学问题的研究是有必要的。
因此，为了深入研究动水压力环境造成沥青材料水损害的机理，并探索沥青盛样深度对其整体水养生侵蚀程度的影响，有必要开发一种动水压力环境阶梯侵蚀沥青养生试验容器，并提出相应试验方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种动水压力环境阶梯侵蚀沥青养生试验容器及试验方法。
该容器包括底座、中部圆环、盖子、螺栓及螺帽，底座、中部圆环和盖子按照由下至上的顺序依次连接并通过螺栓及螺帽组装固定，底座和中部圆环均在其侧壁处设置均匀分布的贯通螺孔，在盖子的对应位置同样设置相同数量的贯通螺孔，将螺栓和螺帽穿过贯通螺孔，从而组装成一个单独的养生试验容器，多个养生试验容器(一般不少于两个)拼接组装时，用螺杆和螺帽穿过贯通螺孔进行串接，不同养生试验容器之间用通孔圆柱进行间隔，仅在上部的养生试验容器顶部设置盖子。
底座盛样尺寸为深度5-10mm、内径84-100mm，中部圆环盛样尺寸为深度7-10mm、内径84-100mm。
贯通螺孔数量为6-8个，且均匀设置，贯通螺孔内径为5-12mm。
通孔圆柱高度为10-20mm。
具体包括步骤如下：
S1：加热沥青呈流动状态，向组装好的试验容器中注入沥青，盛样深度至中部圆环区域，随后冷却至室温；
S2：将多个(一般为两个以上)盛样试验容器通过螺杆和通孔圆柱进行间隔和组装，整体置于动水压力环境中养生，随后取出并置于室温环境昼夜干燥；
S3：将单个盛样试验容器短暂静置于低温环境，随后取出并用薄铲刀沿底座与中部圆环接触面对沥青直接拆分为两部分，将两份沥青分别装入试样盒中，经加热去除水分后，对其性能进行测试和分析。
其中，S1中向试验容器中注入沥青的深度范围为5mm-12mm。
S2中动水压力环境养生参数为水压力量级-0.1MPa-2MPa，频率0Hz-25Hz，水温0℃-70℃。
S3中将单个盛样试验容器静置于低温环境的参数控制为温度-5±5℃、时间5-10min。
S3中对底座和中部圆环区域的已拆分沥青进行加热去除水分的温度控制为100±5℃。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
(1)本发明采用底座、中部圆环和盖子的形式组装为沥青盛样容器，可以实现将沥青沿深度方向直接拆分为两部分试样后再进行性能测试，由此可以研究动水压力环境对沥青由外向内的阶梯侵蚀过程，探索水损害的机理，这打破了传统方法只能研究盛样容器中沥青整体性能的局限性；
(2)本发明所提出动水压力环境阶梯侵蚀沥青养生试验容器和试验方法，可以研究沥青盛样深度对其整体性能受侵蚀程度的影响规律，由此得出的最佳盛样深度可以为沥青水损害相关研究提供基础性试验参数参考；
(3)本发明所提出多个盛样试验容器相互串接组装的形式，可以实现多组沥青试样同时进行动水压力环境养生，能够有效缩短试验周期并节省试验成本，使得本发明养生试验容器的功能更为丰富。
附图说明
图1为本发明单个动水压力环境阶梯侵蚀沥青养生容器组装示意图；
图2为本发明单个动水压力环境阶梯侵蚀沥青养生容器拆分示意图；
图3为本发明动水压力环境阶梯侵蚀沥青养生容器的盖子部件俯视图；
图4为本发明动水压力环境阶梯侵蚀沥青养生容器的中部圆环部件俯视图；
图5为本发明多个动水压力环境阶梯侵蚀沥青养生容器组装示意图。
其中：1-底座，2-中部圆环，3-盖子，4-贯通螺孔，5-螺栓，6-螺帽，7-侧壁，8-螺杆，9-通孔圆柱。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明提供一种动水压力环境阶梯侵蚀沥青养生试验容器及试验方法。
如图1所示，该容器包括底座1、中部圆环2、盖子3、螺栓5及螺帽6，底座1、中部圆环2和盖子3按照由下至上的顺序依次连接并通过螺栓5及螺帽6组装固定，底座1和中部圆环2均在其侧壁处设置均匀分布的贯通螺孔4，在盖子3的对应位置同样设置相同数量的贯通螺孔4，将螺栓5和螺帽6穿过贯通螺孔4，从而组装成一个单独的养生试验容器，多个养生试验容器拼接组装时，用螺杆8和螺帽6穿过贯通螺孔4进行串接，不同养生试验容器之间用通孔圆柱9进行间隔，仅在上部的养生试验容器顶部设置盖子3。
底座1最大盛样尺寸为深度5mm、内径84mm，中部圆环2最大盛样尺寸为深度7mm、内径84mm。
贯通螺孔4数量为6个，且均匀设置，贯通螺孔4内径为5mm。
通孔圆柱9高度为10mm。
一般串接时，试验容器不少于两个。
下面结合具体实施例和比较例予以说明。
如图1，该动水压力环境阶梯侵蚀沥青养生试验容器主要由底座1、中部圆环2、盖子3、螺栓5和螺帽6组成，按照由下至上的顺序依次连接和组装固定。如图2，底座1和中部圆环2均在其侧壁7处设置均匀分布的贯通螺孔4，如图3，在盖子3的对应位置同样设置相同数量的贯通螺孔4，将螺栓5和螺帽6穿过贯通螺孔4，从而组装为一个单独的养生试验容器，如图4。3个养生试验容器可以拼接组装，用螺杆8和螺帽6穿过贯通螺孔4进行串接，不同养生试验容器之间用通孔圆柱9进行间隔，仅在上部养生试验容器顶部设置盖子3，如图5。
在实际设计中，本发明养生试验容器的底座1最大盛样尺寸为深度5mm和内径84mm，中部圆环2最大盛样尺寸为深度7mm和内径84mm。
本发明养生试验容器均匀设置6个贯通螺孔4，贯通螺孔4内径5mm。
本实施例中的3个养生试验容器通过高度10mm的通孔圆柱9进行间隔和组装。
采用本发明试验容器进行在动水压力环境下的沥青材料阶梯侵蚀养生试验的过程是：
(1)加热沥青呈流动状态，向组装好的试验容器中注入沥青，盛样深度至中部圆环2区域，随后冷却至室温；
(2)将多个盛样试验容器通过螺杆8和通孔圆柱9进行间隔和组装，整体置于动水压力环境中养生，随后取出并置于室温环境昼夜干燥；
(3)将单个盛样试验容器短暂静置于低温环境，随后取出并用薄铲刀沿底座1与中部圆环2接触面对沥青直接拆分为两部分，将两份沥青分别装入试样盒中，经加热去除水分后，对其性能进行测试和分析。
根据上述方式可较好地实现本发明，采用底座1、中部圆环2和盖子3的形式组装为沥青盛样容器，可以实现将沥青沿深度方向直接拆分为两部分试样后再进行性能测试，可以研究动水压力环境对沥青由外向内的阶梯侵蚀过程并探索水损害的机理，同时提出沥青盛样深度推荐值来为沥青水损害相关研究提供参考。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种动水压力环境阶梯侵蚀沥青养生试验容器，其特征在于：包括底座(1)、中部圆环(2)、盖子(3)、螺栓(5)及螺帽(6)，底座(1)、中部圆环(2)和盖子(3)按照由下至上的顺序依次连接并通过螺栓(5)及螺帽(6)组装固定，底座(1)和中部圆环(2)均在其侧壁处设置均匀分布的贯通螺孔(4)，在盖子(3)的对应位置同样设置相同数量的贯通螺孔(4)，将螺栓(5)和螺帽(6)穿过贯通螺孔(4)，从而组装成一个单独的养生试验容器，两个以上的养生试验容器拼接组装时，用螺杆(8)和螺帽(6)穿过贯通螺孔(4)进行串接，不同养生试验容器之间用通孔圆柱(9)进行间隔，两个以上的养生试验容器拼接组装时，仅在上部的养生试验容器顶部设置盖子(3)；
所述底座(1)盛样尺寸为深度5mm-10mm、内径84mm-100mm，中部圆环(2)盛样尺寸为深度7mm-10mm、内径84mm-100mm。
2.根据权利要求1所述的动水压力环境阶梯侵蚀沥青养生试验容器，其特征在于：所述贯通螺孔(4)数量为6个-8个，且均匀设置，贯通螺孔(4)内径为5mm-12mm。
3.根据权利要求1所述的动水压力环境阶梯侵蚀沥青养生试验容器，其特征在于：所述通孔圆柱(9)高度为10mm-20mm。
4.应用权利要求1所述的动水压力环境阶梯侵蚀沥青养生试验容器的试验方法，其特征在于：包括步骤如下：
S1：加热沥青呈流动状态，向组装好的试验容器中注入沥青，盛样深度至中部圆环(2)区域，随后冷却至室温；
S2：将两个以上的盛样试验容器通过螺杆(8)和通孔圆柱(9)进行间隔和组装，整体置于动水压力环境中养生，随后取出并置于室温环境昼夜干燥；
S3：将单个盛样试验容器短暂静置于低温环境，随后取出并用薄铲刀沿底座(1)与中部圆环(2)接触面对沥青直接拆分为两部分，将两份沥青分别装入试样盒中，经加热去除水分后，对其性能进行测试和分析。
5.根据权利要求4所述的动水压力环境阶梯侵蚀沥青养生试验容器的试验方法，其特征在于：所述S1中向试验容器中注入沥青的深度范围为5mm-12mm。
6.根据权利要求4所述的动水压力环境阶梯侵蚀沥青养生试验容器的试验方法，其特征在于：所述S2中动水压力环境养生参数为水压力量级-0.1MPa-2MPa，频率0Hz-25Hz，水温0℃-70℃。
7.根据权利要求4所述的动水压力环境阶梯侵蚀沥青养生试验容器的试验方法，其特征在于：所述S3中将单个盛样试验容器静置于低温环境的参数控制为温度-5±5℃、时间5-10min。
8.根据权利要求4所述的动水压力环境阶梯侵蚀沥青养生试验容器的试验方法，其特征在于：所述S3中对底座和中部圆环区域的已拆分沥青进行加热去除水分的温度控制为100±5℃。
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