CN114018695A - 快速检测沥青变形与变形恢复的装置及试验方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了快速检测沥青变形与变形恢复的装置及试验方法，属于道路工程技术领域，本发明要解决的技术问题为如何对沥青性能进行快速评价分析，采用的技术方案为：其结构包括架体，架体底部设置有沥青存储盒，沥青存储盒上方设置有贯入压头，贯入压头上方设置有万能压力机压头，万能压力机压头两侧分别设置有一位移传感器。该方法具体如下：S1、将任意类型待测沥青融化后倒入沥青存储盒内，沥青添加高度至沥青存储盒盒身的2/3处；S2、放入沥青存储盒内的沥青放入高低温温度箱保温，使沥青达到所需温度；S3、将架体整体置于万能压力机上，并将位移传感器固定在横向支架连杆。

Description

快速检测沥青变形与变形恢复的装置及试验方法
技术领域
本发明涉及道路工程技术领域，具体地说是一种快速检测沥青变形与变形恢复的装置及试验方法。
背景技术
目前，国内道路工程行业对沥青性能的评价主要是基于针入度、粘度和软化点三个主要指标，而国际上除了采用针入度和粘度指标外，常采用沥青流变性能评价方法，对沥青进行PG分级。但是，现有的沥青评价方法仍然存在不足，例如测定沥青针入度和粘度，本质上是经验方法，缺少科学依据，相对更加适用于基质沥青，对于改性材料颗粒比较大的橡胶和改性沥青结果离散较大，导致偏差较大。同时，仅得到加载时沥青的性能，没有卸载时沥青变形恢复信息。而对于沥青流变性能评价方法，其试验复杂，周期长、设备昂贵、数据需要专业人员分析与解释，相对适用于基质沥青，对于改性沥青结果离散比较大。
发明内容
本发明的技术任务是提供一种快速检测沥青变形与变形恢复的装置及试验方法，来解决如何对沥青性能进行快速评价分析的问题。
本发明的技术任务是按以下方式实现的，一种快速检测沥青变形与变形恢复的装置，包括架体，架体底部设置有沥青存储盒，沥青存储盒上方设置有贯入压头，贯入压头上方设置有万能压力机压头，万能压力机压头两侧分别设置有一位移传感器(LVDT)。
作为优选，所述架体包括支架底座，支架底座上设置有两竖向支架，两竖向支架上端分别设置有一横向支架连杆，万能压力机压头位于两横向支架连杆之间，位移传感器(LVDT)位于横向支架连杆远离竖向支架的一端处。
作为优选，所述贯入压头上侧面中心位置设置有半球形凹槽，半球形凹槽与万能压力机压头相配合。
作为优选，所述竖向支架的横截面呈圆柱形，支架底座呈圆形。
更优地，所述沥青存储盒采用高强度铝合金盒；
贯入压头采用高强度轻质铝合金压头。
一种快速检测沥青变形与变形恢复的试验方法，该方法具体如下：
S1、将任意类型待测沥青融化后倒入沥青存储盒内，沥青添加高度至沥青存储盒盒身的2/3处；
S2、放入沥青存储盒内的沥青放入高低温温度箱保温，使沥青达到所需温度；其中，温度可分别为20℃或-5℃；
S3、将架体整体置于万能压力机上，并将位移传感器固定在横向支架连杆；
S4、将保温后的沥青存储盒置于支架底座中心，将贯入压头置于沥青存储盒中沥青的中心，位移传感器轻轻抵住贯入压头上端两侧，并将位移传感器调零；
S5、将万能压力机压头向下移动直至接触贯入压头，此时位移传感器数值应为0kN；
S6、设置万能压力机力值0.2kN～0.5kN，加载10s，加载过程记录位移传感器的变形值；
S7、加载10s后，万能压力机快速卸载，使万能压力机压头快速离开轻质贯入压头；
S8、记录卸载过程的位移传感器的变形值；
S9、绘制沥青在加载与卸载过程的变形-时间曲线。
作为优选，所述万能压力机用于精准控制力；
位移传感器(LVDT)用于检测变形；
贯入压头用于上下自由运动。
作为优选，所述架体包括支架底座，支架底座上设置有两竖向支架，两竖向支架上端分别设置有一横向支架连杆，万能压力机压头位于两横向支架连杆之间，位移传感器(LVDT)位于横向支架连杆远离竖向支架的一端处。
作为优选，所述贯入压头上侧面中心位置设置有半球形凹槽，半球形凹槽与万能压力机压头相配合。
更优地，所述沥青存储盒采用高强度铝合金盒；
贯入压头采用高强度轻质铝合金压头。
本发明的快速检测沥青变形与变形恢复的装置及试验方法具有以下优点：
(一)本发明通过上下自由运动的轻质贯入压头对沥青施加贯入力，加载的同时能够测定沥青被贯入时的压缩变形以及瞬时卸载后沥青的回弹变形，从而评价沥青的力学性能，实现沥青性能的快速评价分析；
(二)本发明加载的同时能够测定沥青被贯入时的压缩变形量，当瞬时卸载压力后可以测定沥青的回弹变形量；
(三)本发明将变形量和时间绘制曲线，评价沥青变形恢复能力，由恢复能力判别沥青的性能；
(四)本发明采用万能压力机加载的方式对不同温度条件下沥青试件，在一个圆形区域内进行一段时间的加载，同时LVDT测量并记录加载位置的变形；加载结束后，沥青材料的变形开始恢复；对于沥青这样的粘弹塑性材料来说，变形恢复的能力是沥青的一个重要力学性能，试验过程不仅测量加载时的变形，也测量并记录卸载后沥青的变形，从而得到一定时间内沥青随时间的变形恢复能力；沥青在加载条件下最大的变形及卸载条件下一定时间内的变形恢复能力是每种沥青特有的性能，因此可以用来快速评价沥青不同温度下的力学和路用性能；
基于本发明的装置和试验方法能够快速建立多种不同类型沥青的变形-时间曲线，进而快速建立沥青材料数据库；通过对标准沥青试件的对比，可以对被测沥青进行快速分类与质量评价。
故本发明具有设计合理、结构简单、易于加工、体积小、使用方便、一物多用等特点，因而，具有很好的推广使用价值。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
附图1为快速检测沥青变形与变形恢复的装置的结构示意图；
附图2为附图1中贯入压头的结构示意图；
附图3为支架底座及竖向支架组装的结构示意图；
附图4为沥青变形-时间曲线示意图。
图中：1、沥青存储盒，2、贯入压头，3、万能压力机压头，4、位移传感器，5、支架底座，6、竖向支架，7、横向支架连杆，8、半球形凹槽。
具体实施方式
参照说明书附图和具体实施例对本发明的快速检测沥青变形与变形恢复的装置及试验方法作以下详细地说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”“水平”、“顶”、“底”、“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，因此不能理解为本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
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“安装”、“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；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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。
实施例1：
如附图1所示，本发明的快速检测沥青变形与变形恢复的装置,其结构包括架体，架体底部安装有沥青存储盒1，沥青存储盒1上方安装有贯入压头2，贯入压头2上方安装有万能压力机压头3，万能压力机压头3两侧分别安装有一位移传感器4(LVDT)。沥青存储盒1采用高强度铝合金盒；贯入压头2采用高强度轻质铝合金压头。
如附图3所示，本实施例中的架体包括支架底座5，支架底座5上安装有两竖向支架6，两竖向支架6上端分别安装有一横向支架连杆7，万能压力机压头3位于两横向支架连杆7之间，位移传感器4(LVDT)位于横向支架连杆7远离竖向支架6的一端处。竖向支架6的横截面呈圆柱形，支架底座5呈圆形。
如附图2所示，贯入压头2上侧面中心位置开设有半球形凹槽8，半球形凹槽8与万能压力机压头3相配合。
实施例2：
本发明的快速检测沥青变形与变形恢复的试验方法，该方法具体如下：
S1、将任意类型待测沥青融化后倒入沥青存储盒1内，沥青添加高度至沥青存储盒1盒身的2/3处；
S2、放入沥青存储盒1内的沥青放入高低温温度箱保温，使沥青达到所需温度；其中，温度可分别为20℃或-5℃；
S3、将架体整体置于万能压力机上，并将LVDT固定在横向支架连7杆；
S4、将保温后的沥青存储盒1置于支架底座5中心，将贯入压头2置于沥青存储盒1中沥青的中心，LVDT轻轻抵住贯入压头上端两侧，并将LVDT调零；
S5、将万能压力机压头3向下移动直至接触贯入压头2，此时LVDT数值应为0kN；
S6、设置万能压力机力值0.2kN～0.5kN，加载10s，加载过程记录LVDT的变形值；
S7、加载10s后，万能压力机快速卸载，使万能压力机压头3快速离开轻质贯入压头2；
S8、记录卸载过程的LVDT的变形值；
S9、绘制沥青在加载与卸载过程的变形-时间曲线，如附图4所示。
本实施例中的万能压力机用于精准控制力；位移传感器4(LVDT)用于检测变形；贯入压头用于上下自由运动。
如附图3所示，本实施例中的架体包括支架底座5，支架底座5上安装有两竖向支架6，两竖向支架6上端分别安装有一横向支架连杆，万能压力机压头位于两横向支架连杆之间，位移传感器4(LVDT)位于横向支架连杆远离竖向支架的一端处。沥青存储盒采用高强度铝合金盒；贯入压头采用高强度轻质铝合金压头。
如附图2所示，本实施例中的贯入压头上侧面中心位置设置有半球形凹槽，半球形凹槽与万能压力机压头相配合。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。

Claims (10)

1.一种快速检测沥青变形与变形恢复的装置，其特征在于，包括架体，架体底部设置有沥青存储盒，沥青存储盒上方设置有贯入压头，贯入压头上方设置有万能压力机压头，万能压力机压头两侧分别设置有一位移传感器。
2.根据权利要求1所述的快速检测沥青变形与变形恢复的装置，其特征在于，所述架体包括支架底座，支架底座上设置有两竖向支架，两竖向支架上端分别设置有一横向支架连杆，万能压力机压头位于两横向支架连杆之间，位移传感器位于横向支架连杆远离竖向支架的一端处。
3.根据权利要求1所述的快速检测沥青变形与变形恢复的装置，其特征在于，所述贯入压头上侧面中心位置设置有半球形凹槽，半球形凹槽与万能压力机压头相配合。
4.根据权利要求1所述的快速检测沥青变形与变形恢复的装置，其特征在于，所述竖向支架的横截面呈圆柱形，支架底座呈圆形。
5.根据权利要求1-4中任一所述的快速检测沥青变形与变形恢复的装置，其特征在于，所述沥青存储盒采用高强度铝合金盒；
贯入压头采用高强度轻质铝合金压头。
6.一种快速检测沥青变形与变形恢复的试验方法，其特征在于，该方法具体如下：
S1、将任意类型待测沥青融化后倒入沥青存储盒内，沥青添加高度至沥青存储盒盒身的2/3处；
S2、放入沥青存储盒内的沥青放入高低温温度箱保温，使沥青达到所需温度；其中，温度可分别为20℃或-5℃；
S3、将架体整体置于万能压力机上，并将位移传感器固定在横向支架连杆；
S4、将保温后的沥青存储盒置于支架底座中心，将贯入压头置于沥青存储盒中沥青的中心，位移传感器轻轻抵住贯入压头上端两侧，并将位移传感器调零；
S5、将万能压力机压头向下移动直至接触贯入压头，此时位移传感器数值应为0kN；
S6、设置万能压力机力值0.2kN～0.5kN，加载10s，加载过程记录位移传感器的变形值；
S7、加载10s后，万能压力机快速卸载，使万能压力机压头快速离开轻质贯入压头；
S8、记录卸载过程的位移传感器的变形值；
S9、绘制沥青在加载与卸载过程的变形-时间曲线。
7.根据权利要求6所述的快速检测沥青变形与变形恢复的试验方法，其特征在于，所述万能压力机用于精准控制力；
位移传感器用于检测变形；
贯入压头用于上下自由运动。
8.根据权利要求6所述的快速检测沥青变形与变形恢复的试验方法，其特征在于，所述架体包括支架底座，支架底座上设置有两竖向支架，两竖向支架上端分别设置有一横向支架连杆，万能压力机压头位于两横向支架连杆之间，位移传感器位于横向支架连杆远离竖向支架的一端处。
9.根据权利要求6所述的快速检测沥青变形与变形恢复的试验方法，其特征在于，所述贯入压头上侧面中心位置设置有半球形凹槽，半球形凹槽与万能压力机压头相配合。
10.根据权利要求6-9中任一所述的快速检测沥青变形与变形恢复的试验方法，其特征在于，所述沥青存储盒采用高强度铝合金盒；
贯入压头采用高强度轻质铝合金压头。
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