CN201196646Y - 沥青混合料水气稳定性试验环境模拟器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于道路工程材料设计与施工控制技术领域，公开了一种沥青混合料水气稳定性试验环境模拟器，包括密闭压力容器、控制器和压力源；密闭容器包括容器主体和容器盖，容器盖上设有通向容器主体内部的三条管路，分别由三只电磁阀门控制管道的起闭，容器底部设有加热器和温度传感器；控制器包括温度自动控制器、阀门控制器和计数器；压力源包括相互独立且压力可调的压力泵和真空泵。本实用新型通过采用交替压力变化下的冲刷方式对沥青混合料进行水侵蚀考验，可实现对路面温度、水侵蚀、行驶车辆动态效应的加速模拟，拓展了评价的内容，使试验原理更加合理、更符合实际路面条件，试验结果更加可靠。
Description
技术领域
本实用新型属于道路工程材料设计与施工控制技术领域，涉及一种沥青混合料水气稳定性试验环境模拟器。
背景技术
在道路工程材料设计与施工控制中，沥青混合料的抗环境损坏能力是必须考虑和测试的项目。目前，国内外一般采用基于冻融循环的试验方法，主要有美国的洛特曼试验，Tunnicliff& Root试验和Modified Lottoman试验。我国借鉴了美国的方法特点，也采用冻融循环的方法提出了冻融劈裂试验。
冻融循环的原理是：先将沥青混凝土试件浸入水中，使水侵入到沥青混凝土的空隙中；然后，对试件进行冷冻，空隙中的水结冰后体积膨胀11％，对混凝土造成一定程度的强度破坏；最后，再将试件放入60℃的水中一段时间，进行充分地融化，从而完成一次冻融循环。循环的次数依试验需要而定。
冻融循环的试验设备都是常规的独立设备，而没有专用设备，主要包括恒温水浴箱、电冰箱及可施加负压的容器。试验操作都是非自动化的人工操作，因此费时费力。
上述各种试验方法均以冻融前后的劈裂强度比值作为评价指标，强度下降少者为优。冻融循环试验虽然可以对沥青混凝土试件的强度造成一定破坏，使沥青混凝土的强度下降，尽管冻融循环的目的在于模拟路面使用过程中水对沥青混凝土的冲刷，但其作用机理实际上是冻涨作用对沥青混凝土强度的衰减与破坏，而不是水对沥青混合料冲刷的结果，而环境因素中，温度、水以及车辆运动引发的动态效应气压和水压变化对沥青混合料的损坏最为显著。因此，试验中需要对环境作用进行模拟，以加速试验的进程。冻融循环方法由于在试验机理上存在重大缺陷，不能模拟车辆行驶产生的动态效应，而且试验方法也过于简单，没有专用设备，与实际路面状况有很大差异，造成试验结果可靠性不高。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可以模拟行车与环境动态效应的沥青混合料水气稳定性试验环境模拟器，以实现对实际路面上行车的动态效应与自然环境条件耦合作用的模拟，使得试验原理更加接近实际路面的水损坏机理，试验结果更加稳定可靠。
本实用新型解决技术问题的技术方案如下：
一种沥青混合料水气稳定性试验环境模拟器，其特征在于，包括可开启的密闭压力容器、控制器和压力源；
所述密闭压力容器包括容器主体和容器盖，所述容器盖上设有通向容器主体内部的三条管路，分别由真空阀门、卸压阀门和加压阀门三只电磁阀门控制管道的起闭，所述容器底部设有加热器和温度传感器；
所述控制器包括温度自动控制器、可计时的阀门控制器和计数器，所述加热器、温度传感器分别与温度自动控制器电气连接，所述可计时的阀门控制器分别与三只电磁阀门电气连接，所述计数器与阀门控制器电气连接；
所述压力源包括相互独立且压力可调的压力泵和真空泵，所述真空泵与真空阀门一端的管路相连，所述压力泵与加压阀门一端的管路相连。
由以上公开的技术方案可知，本实用新型具有如下优点：
1、摒弃了以往与路面实际条件不相符合的冻融循环方式，采用了全新的交替压力变化下的冲刷方式对沥青混合料进行水侵蚀考验，可实现对路面温度、水侵蚀、行驶车辆动态效应的加速模拟，极大的拓展了评价的内容，使试验原理更加合理、更符合实际路面条件，试验结果更加可靠。
2、第一次为沥青混合料水气稳定性试验提供了自动化的试验专用设备，压力容器可一次容纳3个试件同时进行试验，从而大幅度提高的工作效率。
3、试验设备具有很大的灵活性，水浴温度、冲刷循环的次数、压力的大小都可以根据试验需要进行自主设定，因此试验评价的范围很广泛。
4、设备的设计合理，在压力容器的压力交替中设置了卸压阀门，起到了保护作用，保证设备安全耐用。
5、设备操作方便，只需设定相关参数，就可实现自动运行。
6、本实用新型具有很好的可拓展性，通过对压力容器、压力源和阀门控制器时间参数的修改，可实现不同的试验流程和试验需求，更加灵活地的适应了路面技术和交通技术的发展。经实际工程试验验证，取得了显著地效果。
附图说明
图1为本实用新型沥青混合料水气稳定性试验环境模拟器结构示意图。
图2为三个阀门的开关状态图。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本实用新型。
如图1所示，本实用新型沥青混合料水气稳定性试验环境模拟器，包括可开启的密闭压力容器1、控制器2和压力源3；
所述密闭压力容器1包括容器主体101和容器盖102，所述容器盖上设有通向容器主体101内部的三条管路，分别由真空阀门103、卸压阀门104和加压阀门105三只电磁阀门控制管路的起闭，所述容器底部设有加热器106和温度传感器107；所述密闭压力容器1能承受的压力范围为—1～5kg/cm2，且其能容纳3只标准的马歇尔试验试件108，所述马歇尔试验试件108的尺寸为Φ101.6×63.5mm。
所述控制器2包括温度自动控制器201、可计时的阀门控制器202和计数器203，所述加热器106、温度传感器107分别与温度自动控制器201电气连接，所述可计时的阀门控制器202分别与三只电磁阀门电气连接，所述计数器203与阀门控制器202电气连接；
所述压力源3包括相互独立且压力可调的压力泵301和真空泵302，所述真空泵302与真空阀门103一端的管路相连，所述压力泵301与加压阀门105一端的管路相连；所述压力泵301的最大压力为5kg/cm2，所述真空泵302的最大负压力为—1kg/cm2。所述真空泵302与压力泵301均配备独立的储气罐。
本实用新型的工作原理：通过对水浴中的试件施加交替变化的压力，实现对路面温度、水侵蚀、车辆行驶动态效应的模拟；
a)密闭压力容器1具有加热功能，通过水媒加热试件至所需的试验温度；容器内，试件浸没于水中，可模拟实际路面处于水侵蚀的不利环境；
b)通过控制器2控制施加的交替压力，可模拟行驶车辆引起的冲压和泵吸作用、路表积水的动水压力以及荷载变化的综合作用；
c)在设备的自动化控制上，主要是控制器控制压力源与密闭容器的联通，实现容器内的压力变化；如图2所示，当真空阀门103打开时(其他阀门关闭)，容器内出现负压力，并保持15秒；当加压阀门105打开时(其他阀门关闭)，容器内出现正压力，并保持15秒；正负压力交替变换过程中，卸压阀门101开启(其他阀门关闭)，使容器内压力恢复到常压，避免了对压力泵301的损坏；当完成一次正负压力的交替后，计数器203计数累加1次；
d)温度自动控制器201可设定加热温度，并相对独立的控制密闭压力容器1内的加热温度；
沥青混合料试件108在这样的冲刷循环下，实现了对路面环境的加速模拟，其强度不断下降。通过对经受一定循环次数后试件的强度下降评估，得出沥青混合料的抗环境损坏能力评价结果。
本实用新型工作流程如下：系统通电启动；
a)将试件108放入密闭压力容器1中，注水至浸没试件，关闭容器并保证其密闭；
b)在控制器的温度自动控温器201上设定加热温度(0～100℃)，并启动加热。当压力容器1达到设定温度，并保温1小时后方可进行下一步操作，以保证试件被充分预热；
c)计数器203清零，设定冲刷循环的次数，启动；
d)在阀门控制器202的自动控制下，加压阀门105、真空阀门103和卸压阀门104顺序起闭，使压力容器1内出现交替的正负压力变化，对试件进行环境加速模拟；当完成设定的冲刷循环次数后，系统自动停止。
Claims (6)
1.一种沥青混合料水气稳定性试验环境模拟器，其特征在于，包括可开启的密闭压力容器(1)、控制器(2)和压力源(3)；
所述密闭压力容器包括容器主体(101)和容器盖(102)，所述容器盖上设有通向容器主体内部的三条管路，分别由真空阀门(103)、卸压阀门(104)和加压阀门(105)三只电磁阀门控制管路的起闭，所述容器底部设有加热器(106)和温度传感器(107)；
所述控制器(2)包括温度自动控制器(201)、可计时的阀门控制器(202)和计数器(203)，所述加热器(106)、温度传感器(107)分别与温度自动控制器(201)电气连接，所述可计时的阀门控制器(202)分别与三只电磁阀门电气连接，所述计数器(203)与阀门控制器(202)电气连接；
所述压力源(3)包括相互独立且压力可调的压力泵(301)和真空泵(302)，所述真空泵(302)与真空阀门(103)一端的管路相连，所述压力泵(301)与加压阀门(105)一端的管路相连。
2.根据权利要求1所述的沥青混合料水气稳定性试验环境模拟器，其特征在于，所述密闭容器(1)能承受的压力范围为—1～5kg/cm2。
3.根据权利要求2所述的沥青混合料水气稳定性试验环境模拟器，其特征在于，所述密闭压力容器(1)能容纳3只标准的马歇尔试验试件(108)。
4.根据权利要求3所述的沥青混合料水气稳定性试验环境模拟器，其特征在于，所述压力泵(301)的最大压力为5kg/cm2，所述真空泵(302)的最大负压力为—1kg/cm2。
5.根据权利要求3所述的沥青混合料水气稳定性试验环境模拟器，其特征在于，所述的马歇尔试验试件(108)的尺寸为Φ101.6×63.5mm。
6.根据权利要求3所述的沥青混合料水气稳定性试验环境模拟器，其特征在于，所述真空泵(302)与压力泵(301)均配备独立的储气罐。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103439478A (zh) * | 2013-08-30 | 2013-12-11 | 长沙理工大学 | 可计量冲刷水量的路面材料动水压力冲刷试验机 |
| CN103558366A (zh) * | 2013-10-18 | 2014-02-05 | 沈阳建筑大学 | 大粒径沥青混合料水稳定性试验方法 |
| CN104515846A (zh) * | 2014-12-16 | 2015-04-15 | 重庆交通大学 | 一种沥青混合料水稳定性试验仪 |
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