CN114235884B - 一种沥青混合料的高低温性能测试装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明的一种沥青混合料的高低温性能测试装置及方法，属于沥青性能测试技术领域，包括模具、位移传动装置和测量装置，位移传动装置和测量装置均安装在模具上，模具包括底板、侧板和端板，侧板固定在底板上，侧板上设有插槽，端板卡在插槽内，底板、侧板和端板构成无盖盒状结构，位移传动装置包括接触板、连接杆和外板，接触板位于模具内，接触板通过连接杆与外板连接，连接杆穿过端板，测量装置包括固定板和千分表，固定板固定在底板上，千分表安装在固定板上，千分表的测头与外板连接，能够有效的测试临清混合料再不同温度下的性能表现。

Description

一种沥青混合料的高低温性能测试装置及方法

技术领域

本发明属于沥青性能测试技术领域，更具体来说，涉及一种沥青混合料的高低温性能测试装置及方法。

背景技术

大量研究和工程实践表明，沥青混合料在摊铺、碾压成型后，沥青路面低温缩裂问题是沥青路面建成后遇到的重要问题。沥青混合料所具备的低温性能直接反映了其抵抗温缩开裂能力，因此获取沥青混合料高低温性能的测试方法尤为重要；并且在设计沥青路面时温度应力的验算精度很大程度上取决于材料参数获取时的测试精度。当前测试方法存在以下问题：

(1)测试工序繁琐，测试精度低；

在沥青混合料的低温收缩试验中，现有方法中的试件是从轮碾成型的板块状试件上切制的棱柱体试件，试件制备过程繁琐；而且通过以往数据得出结论，棱柱体试件变异性较大，各组平行试件间往往存在较大差异，难以得到较为准确的结论；由于棱柱体试件尺寸较大，导致试件内外温差大，影响测试结果的准确性。

评价沥青混合料低温抗裂性能的冻断试验中，由于模具的收缩系数不可忽略，需要在试验中进行实时温度补偿，使得试验过程复杂。

(2)测试效率低；

评价沥青混合料低温抗裂性能的冻断试验中，由于试件尺寸大，环境箱内空间有限，而且每个试件都需要独立系统，因此一次只能测试一个试件；测试前还需要将试件与模具用粘结材料粘结，达到粘结强度也需要一定的时间。这些因素都导致了测试效率低。

因此亟需设计一种沥青混合料自从试件成型后不同降温时段内的高低温收缩性能测试装置以便对降温时段内的低温收缩性能进行评价。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于解决上述的缺陷。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种沥青混合料的高低温性能测试装置，包括模具、位移传动装置和测量装置，位移传动装置和测量装置均安装在模具上，模具包括底板、侧板和端板，侧板固定在底板上，侧板上设有插槽，端板卡在插槽内，底板、侧板和端板构成无盖盒状结构，位移传动装置包括接触板、连接杆和外板，接触板位于模具内，接触板通过连接杆与外板连接，连接杆穿过端板，测量装置包括固定板和千分表，固定板固定在底板上，千分表安装在固定板上，千分表的测头与外板连接。

优选的，模具的两端均设有位移传动装置，模具两端的位移传动装置的外板之间设有多根拉簧，拉簧处于拉伸状态。

优选的，侧板的中部设有两个插槽，插槽内设有膨胀测试组件。

优选的，膨胀测试组件包括卡板、竖板、千分表和平盖板，竖板固定在卡板上，千分表安装在竖板上，千分表的测头与平盖板连接，卡板安装在插槽内。

优选的，模具包含两块侧板，两块侧板之间通过螺纹杆连接，螺纹杆上设有螺母。

优选的，侧板上设有多个螺纹孔，螺纹孔内设有顶出件，顶出件为L型结构，顶出件包括顶出杆和支点杆，顶出杆和支点杆垂直固定连接，顶出杆上设有螺纹，顶出杆安装在螺纹孔内。

优选的，顶出杆的一端与支点杆连接，另一端设有测试头。

一种沥青混合料的高低温性能测试方法，测试方法包括高温性能测试方法和低温性能测试方法。

优选的，高温性能方法包括如下步骤：

SG1，将膨胀测试组件安装在模具上；

SG2，将沥青混合料倒入膨胀测试组件和模具构成的空间内；

SG3，下降平盖板贴合沥青混合料；

SG4，将该模具放置高温烘烤机内进行高温试验；

SG5，试验结束，读取千分表的读数；

SD5，计算沥青混合料高温下的膨胀。

优选的，低温性能测试方法包括如下步骤：

SD1，去除膨胀测试组件；

SD2，将沥青混合料倒入模具内；

SD3，将该模具放置在低温机内进行低温试验；

SD4，读取千分表的数值；

SD5，取下一半的拉簧，并重复SD2至SD4的步骤；

SD6，计算沥青混合料低温下的收缩性能。

优选的，低温性能测试方法还包括低温下的受力开裂性能测试方法。

优选的，低温下的受力开裂性能测试方法包括如下步骤：

SL1，去除膨胀测试组件；

SL2，将沥青混合料倒入模具内；

SL3，将该模具放置在低温机内进行低温试验；

SL4，转动顶出件并观察沥青混合料的开裂情况。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本发明的一种沥青混合料的高低温性能测试装置，此设计的结构，使用时根据沥青混合料在低温下会发生轻微形变的特性，测试其性能，通过千分表读取变形量最后计算变形特性。

(2)本发明的一种沥青混合料的高低温性能测试装置，能够测量沥青混合料再高温下的特性，同样通过千分表读取高温膨胀的量并计算变形特性。

(3)本发明的一种沥青混合料的高低温性能测试装置，能够直观的观察并试验出抗压开裂特性。

附图说明

图1为本发明的一种沥青混合料的高低温性能测试装置的结构示意图；

图2为本发明的一种沥青混合料的高低温性能测试装置的局部结构示意图；

图3为本发明的一种沥青混合料的高低温性能测试装置的侧视的结构示意图；

图4为本发明的一种沥青混合料的高低温性能测试装置的膨胀测试组件的结构示意图；

图5为本发明的一种沥青混合料的高低温性能测试装置的顶出件的结构示意图。

示意图中的标号说明：

100、模具；110、底板；120、侧板；121、插槽；130、端板；140、拉簧；150、螺纹杆；160、顶出件；170、测试头；

200、位移传动装置；210、接触板；220、连接杆；230、外板；

300、测量装置；310、固定板；320、千分表；

400、膨胀测试组件；410、卡板；420、竖板；430、平盖板。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述，附图中给出了本发明的若干实施例，但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例，相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件；当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件；本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明；本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例1

参照附图1-图5所示，本实施例的一种沥青混合料的高低温性能测试装置，包括模具100、位移传动装置200和测量装置300，位移传动装置200和测量装置300均安装在模具100上，模具100包括底板110、侧板120和端板130，侧板120固定在底板110上，侧板120上设有插槽121，端板130卡在插槽121内，底板110、侧板120和端板130构成无盖盒状结构，位移传动装置200包括接触板210、连接杆220和外板230，接触板210位于模具100内，接触板210通过连接杆220与外板230连接，连接杆220穿过端板130，测量装置300包括固定板310和千分表320，固定板310固定在底板110上，千分表320安装在固定板310上，千分表320的测头与外板230连接，此设计的结构，使用时根据沥青混合料在低温下会发现轻微形变的特性，测试其性能，其中，千分表320用于测试具体发生形变的量。

本实施例的模具100的两端均设有位移传动装置200，模具100两端的位移传动装置200的外板230之间设有多根拉簧140，拉簧140处于拉伸状态，此设计的结构，保证接触板210始终与沥青混合料接触。

上述的测试时，低温性能测试方法包括如下步骤：

SD1，去除膨胀测试组件400；

SD2，将沥青混合料倒入模具100内；

SD3，将该模具100放置在低温机内进行低温试验；

SD4，读取千分表320的数值；

SD5，取下一半的拉簧140，并重复SD2至SD4的步骤；

SD6，计算沥青混合料低温下的收缩性能，

首先记录2个千分表320的初始读数l1(0)、l2(0)，记录不同时间时，两侧千分表320的读数l1(t)、l2(t)，根据不同降温时间时千分表320的读数，计算出在不同降温时段内的低温收缩变形量△L(t)及对应的收缩系数δ(t)，收缩量：△L(t)＝(l1(0)-l1(t))+(l2(0)-l2(t))，然后取下一半的拉簧140再进行计算一次，此时的差值为降噪后的插值LC，即差值为拉簧140的影响，因此总拉簧140的影响为双倍差值，收缩量：△L(真)＝(l1(0)-l1(t))+(l2(0)-l2(t))-2*LC收缩系数：δ(t)＝△L(真)/L0,L0为沥青混合料的长度。

计算沥青混合料低温初收缩系数率R初＝δ初/t初,其中δ初为降温达到-10℃的收缩系数，沥青混合料低温末收缩系数率R末＝δ末/t末,其中δ末为降温达到-30℃时的收缩系数，收缩系数率比T＝R末-R初/(t末-t初)。这里需要指出的是，T收缩系数率比越小，表示沥青混合料低温收缩性能越好。

本实施例的侧板120的中部设有两个插槽121，插槽121内设有膨胀测试组件400，此设计用于测试沥青混合料在高温下的性能。

本实施例的膨胀测试组件400包括卡板410、竖板420、千分表320和平盖板430，竖板420固定在卡板410上，千分表320安装在竖板420上，千分表320的测头与平盖板430连接，卡板410安装在插槽121内。

本实施例的高温性能方法包括如下步骤：

SG1，将膨胀测试组件400安装在模具100上；

SG2，将沥青混合料倒入膨胀测试组件400和模具100构成的空间内；

SG3，下降平盖板430贴合沥青混合料；

SG4，将该模具100放置高温烘烤机内进行高温试验；

SG5，试验结束，读取千分表320的读数；

SD5，计算沥青混合料高温下的膨胀。

同理，通过千分表320的读数计算出高温下的膨胀性能。

本实施例的模具100包含两块侧板120，两块侧板120之间通过螺纹杆150连接，螺纹杆150上设有螺母。

本实施例的侧板120上设有多个螺纹孔，螺纹孔内设有顶出件160，顶出件160为L型结构，顶出件160包括顶出杆和支点杆，顶出杆和支点杆垂直固定连接，顶出杆上设有螺纹，顶出杆安装在螺纹孔内。

本实施例的顶出杆的一端与支点杆连接，另一端设有测试头170，其中测试头170可替换，通常进行开裂试验时，会选用尖端测试头170、平端测试头170和圆弧测试头170。

一种沥青混合料的高低温性能测试方法，测试方法包括高温性能测试方法和低温性能测试方法。

本实施例的低温性能测试方法还包括低温下的受力开裂性能测试方法。

本实施例的低温下的受力开裂性能测试方法包括如下步骤：

SL1，去除膨胀测试组件400；

SL2，将沥青混合料倒入模具100内；

SL3，将该模具100放置在低温机内进行低温试验；

SL4，转动顶出件160并观察沥青混合料的开裂情况。

此设计，通过多个测试头170对沥青混合料挤压情况并观察开裂程度。

以上所述实施例仅表达了本发明的某种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种沥青混合料的高低温性能测试装置，其特征在于：包括模具(100)、位移传动装置(200)和测量装置(300)，所述位移传动装置(200)和测量装置(300)均安装在模具(100)上，所述模具(100)包括底板(110)、侧板(120)和端板(130)，所述侧板(120)固定在底板(110)上，所述侧板(120)上设有插槽(121)，所述端板(130)卡在插槽(121)内，所述底板(110)、侧板(120)和端板(130)构成无盖盒状结构，所述位移传动装置(200)包括接触板(210)、连接杆(220)和外板(230)，所述接触板(210)位于模具(100)内，所述接触板(210)通过连接杆(220)与外板(230)连接，所述连接杆(220)穿过端板(130)，所述测量装置(300)包括固定板(310)和千分表(320)，所述固定板(310)固定在底板(110)上，所述千分表(320)安装在固定板(310)上，所述千分表(320)的测头与外板(230)连接；

所述模具(100)的两端均设有位移传动装置(200)，所述模具(100)两端的位移传动装置(200)的外板(230)之间设有多根拉簧(140)，所述拉簧(140)处于拉伸状态；

所述侧板(120)的中部设有两个插槽(121)，所述插槽(121)内设有膨胀测试组件(400)；

所述膨胀测试组件(400)包括卡板(410)、竖板(420)、千分表(320)和平盖板(430)，所述竖板(420)固定在卡板(410)上，所述千分表(320)安装在竖板(420)上，所述千分表(320)的测头与平盖板(430)连接，所述卡板(410)安装在插槽(121)内。

2.根据权利要求1所述的一种沥青混合料的高低温性能测试装置，其特征在于：所述模具(100)包含两块侧板(120)，所述两块侧板(120)之间通过螺纹杆(150)连接，所述螺纹杆(150)上设有螺母。

3.根据权利要求2所述的一种沥青混合料的高低温性能测试装置，其特征在于：所述侧板(120)上设有多个螺纹孔，所述螺纹孔内设有顶出件(160)，所述顶出件(160)为L型结构，所述顶出件(160)包括顶出杆和支点杆，所述顶出杆和支点杆垂直固定连接，所述顶出杆上设有螺纹，所述顶出杆安装在螺纹孔内。

4.根据权利要求3所述的一种沥青混合料的高低温性能测试装置，其特征在于：所述顶出杆的一端与支点杆连接，另一端设有测试头(170)。

5.根据权利要求4所述的一种沥青混合料的高低温性能测试装置的测试方法，其特征在于：所述测试方法包括高温性能测试方法和低温性能测试方法；

所述高温性能方法包括如下步骤：SG1，将膨胀测试组件(400)安装在模具(100)上；

SG2，将沥青混合料倒入膨胀测试组件(400)和模具(100)构成的空间内；

SG3，下降平盖板(430)贴合沥青混合料；

SG4，将该模具(100)放置高温烘烤机内进行高温试验；

SG5，试验结束，读取千分表(320)的读数；

SG6，计算沥青混合料高温下的膨胀；

所述低温性能测试方法包括如下步骤：SD1，去除膨胀测试组件(400)；

SD2，将沥青混合料倒入模具(100)内；

SD3，将该模具(100)放置在低温机内进行低温试验；

SD4，读取千分表(320)的数值；

SD5，取下一半的拉簧(140)，并重复SD2至SD4的步骤；

SD6，计算沥青混合料低温下的收缩性能。

6.根据权利要求5所述的一种沥青混合料的高低温性能测试方法，其特征在于：所述低温性能测试方法还包括低温下的受力开裂性能测试方法；

所述低温下的受力开裂性能测试方法包括如下步骤：SL1，去除膨胀测试组件(400)；

SL2，将沥青混合料倒入模具(100)内；

SL3，将该模具(100)放置在低温机内进行低温试验；

SL4，转动顶出件(160)并观察沥青混合料的开裂情况。