CN203595716U

CN203595716U - 多功能沥青路面老化模拟装置

Info

Publication number: CN203595716U
Application number: CN201320638610.5U
Authority: CN
Inventors: 田耀刚; 闫兆柏; 王百林; 叶昌勇; 王坤; 李炜光
Original assignee: Changan University
Current assignee: Changan University
Priority date: 2013-10-16
Filing date: 2013-10-16
Publication date: 2014-05-14
Anticipated expiration: 2023-10-16

Abstract

本实用新型公开了一种多功能沥青路面老化模拟装置，包括箱体和集成控制器，还包括温度控制单元、气压控制单元、光照控制单元和淋雨单元；集成控制器包括外壳与控制芯片，外壳上设置有摄像头开关、电源开关、喷头开关、摄像头开关、水泵开关和多个氙灯开关；温度控制单元包括加热装置、制冷机、蒸发器、温度控制器和温度传感器；气压控制单元包括气压泵、进气管道、排气管道、气压控制器和压力传感器；光照控制单元包括紫外线强度计和至少一个氙灯；该装置能够精确控制温度、气压、紫外线强度、降水等因素，从而能够有效地模拟沥青混合料从拌合时的热老化，以及沥青路面成型后在各种自然因素综合作用下的全程老化。

Description

多功能沥青路面老化模拟装置

技术领域

本实用新型属于公路沥青路面材料性能检测技术领域。具体涉及一种沥青路面老化模拟装置，能够模拟沥青混合料在拌合过程中的热老化，也能够模拟沥青路面时使用过程中的水老化、压力老化、氧老化、高低温老化以及紫外线老化。

背景技术

沥青路面的耐久性和沥青路面的老化性能密切相关，沥青路面的老化主要有降水引起的老化、温度引起的老化、紫外线引起的老化和氧老化。第一、降水引起的老化：降水容易造成沥青路面表面的沥青剥落，从而造成路面结构性破坏，同时，雨水下渗引起路基的强度的降低，进而影响道路使用性能。第二，温度引起的老化：高温引起沥青结合料老化，致使沥青路面产生塑性变形，低温引起路面开裂，冻融循环影响路面强度。温度变化同样会造成路基体得膨胀和收缩，甚至引起路基的冻胀。第三，紫外线引起的老化：沥青结合料的紫外线老化严重影响沥青路面的耐久性。目前，研究主要针对沥青与沥青混合料的热老化，而忽略了光老化。已有研究表明，青藏高原地区的强紫外线是当地沥青路面开裂的主要原因。第四，氧老化：氧化作用会造成沥青的机挥发、氧化、聚合，从而引起沥青的变质和路面的开裂和破损。

目前，还没有一种能够全面模拟对沥青路面老化状况的上述因素的装置，因此，研究一种能够真实记录和模拟沥青路面老化状况的装置对研究沥青路面的耐久性研究很有现实意义。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷或不足，本实用新型的目的在于，提供一种多功能沥青路面老化模拟装置，该装置能够精确控制温度、气压、紫外线强度、降水等因素，从而能够有效地模拟沥青混合料从拌合时的热老化，以及沥青路面成型后在各种自然因素综合作用下的全程老化。

为了实现上述任务，本实用新型采用如下技术方案予以解决。

一种多功能沥青路面老化模拟装置，包括箱体和集成控制器，还包括温度控制单元、气压控制单元、光照控制单元和淋雨单元；其中：

箱体内壁上部设有摄像头；箱体内部安装有用于放置沥青混合料试件的固定盘，固定盘底部设有过滤孔；

集成控制器包括外壳与控制芯片，外壳上设置有摄像头开关、电源开关、喷头开关、摄像头开关、水泵开关和多个氙灯开关；控制芯片设置在外壳内部；电源开关、喷头开关、摄像头开关、水泵开关、氙灯开关、摄像头均连接集成控制器的控制芯片；

温度控制单元包括加热装置、制冷机、蒸发器、温度控制器和温度传感器；其中：加热装置和蒸发器均设置在箱体内壁，制冷机设置在箱体外部，制冷机分别连接蒸发器和温度控制器；温度控制器设置在集成控制器外壳上；加热装置、制冷机、蒸发器、温度控制器和温度传感器均连接集成控制器的控制芯片；

气压控制单元包括气压泵、进气管道、排气管道、气压控制器和压力传感器；其中：气压泵安装在箱体内部；进气管道、排气管道安装在箱体侧壁上且与箱体外部连通；气压控制器设置在集成控制器外壳上；气压泵、气压控制器、压力传感器、进气管道的阀门和排气管道的阀门均连接集成控制器的控制芯片；

光照控制单元包括紫外线强度计和至少一个氙灯；紫外线强度计安装在固定盘上且与集成控制器的控制芯片连接，氙灯安装在箱体顶壁下方；

淋雨单元包括水泵、水槽、进水管、排水管和至少一个喷头；水槽设置在箱体上且位于固定盘下方，固定盘的过滤孔正对水槽；进水管、排水管分别安装在水槽上且与箱体的外部连通；水泵安装在水槽内部；喷头安装在箱体顶壁下方；水泵通过管道连接喷头；

本实用新型还包括如下其他技术特征：

所述箱体内壁上涂有保温层。

所述温度控制器、气压控制器均采用旋钮开关。

所述气压控制器的气压调节范围为0.10MPa-10MPa。

所述氙灯数量为1‐10个。

所述喷头数量为1‐10个。

所述温度传感器安装在固定盘上。

所述集成控制器的控制芯片还连接显示器。

本实用新型的多功能沥青路面老化模拟装置通过设置温度控制单元、气压控制单元、光照控制单元和淋雨单元，能够较为快速、真实地模拟自然状态下沥青路面的老化情况，且能够实现多种自然情况的模拟，改变了现有模拟装置模拟状况单一的缺陷。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

具体实施方式

参见图1，本实用新型的多功能沥青路面老化模拟装置，包括箱体1、集成控制器2、温度控制单元23、气压控制单元8、光照控制单元和淋雨单元；其中：

箱体1内壁上涂有保温层，且其内壁上部设有摄像头9；箱体1内部安装有用于放置沥青混合料试件的固定盘15，固定盘15底部设有过滤孔16。

集成控制器2包括外壳与控制芯片，外壳上设置有电源开关、喷头开关、摄像头开关、水泵开关7和多个氙灯开关5；控制芯片设置在外壳内部。

温度控制单元23包括加热装置、制冷机、蒸发器、温度控制器4和温度传感器13；其中：加热装置和蒸发器均设置在箱体1内壁，制冷机设置在箱体1外部，制冷机分别连接蒸发器和温度控制器；温度控制器4采用旋钮开关，设置在集成控制器2外壳上；加热装置、制冷机、蒸发器、温度控制器4和温度传感器均连接集成控制器2的控制芯片；加热装置可以采用电阻丝。温度传感器13安装在固定盘15上。

气压控制单元包括气压泵、进气管道、排气管道、气压控制器6和压力传感器12。气压泵安装在箱体1内部；进气管道、排气管道安装在箱体1侧壁上且与箱体1外部连通。气压控制范围为0.10MPa-10MPa。气压控制器6采用旋钮开关，设置在集成控制器2外壳上；气压泵、气压控制器6、压力传感器12、进气管道的阀门和排气管道的阀门均连接集成控制器2的控制芯片；压力传感器12安装在箱体1内壁上。

光照控制单元包括紫外线强度计14和至少一个氙灯10。紫外线强度计14安装在固定盘15上且与集成控制器（2）的控制芯片连接，氙灯10安装在箱体1顶壁下方；氙灯功率可采用5W、60W、100W、200W、1KW或1.8KW。氙灯数量为1‐10个。紫外线强度计14的测试范围为0-19990W/m²。

淋雨单元包括水泵17、水槽18、进水管22、排水管21和至少一个喷头11。水槽18设置在箱体1上且位于固定盘15下方且固定盘15的过滤孔16正对水槽18，水槽18体积不大于0.8m³；进水管22、排水管21分别安装在水槽18上且与箱体1的外部连通；水泵17安装在水槽18内部；喷头11安装在箱体1顶壁下方，喷头11流速为1‐20m³/h；水泵17通过管道19连接每个喷头11。喷头11数量为1‐10个。

电源开关、喷头开关、摄像头开关、水泵开关7、氙灯开关5、压力控制器4和温度控制器6均连接集成控制器2的控制芯片；摄像头9、压力传感器12、温度传感器13、紫外线强度计14均通过数据线20连接集成控制器2的控制芯片；集成控制器2的控制芯片还连接显示器3。

实际使用时，本实用新型能够模拟以下几种老化过程：

1、模拟热拌沥青混合料的短期老化：开启集成控制器2和显示器3，按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ052‐2000）要求（以下简称规范）。将热拌好的沥青混合料均匀摊铺在搪瓷盘中，将搪瓷盘放在固定盘15上，通过温度控制器4调节温度控制单元4的加热装置，设定箱体1内温度135℃，加热4h，每小时将沥青混合料翻拌一次。

2、模拟沥青路面氧老化：将经过短期的沥青混合料制成试件置于固定盘15上，打开集成控制器2上的气压控制器6并调节，对箱体1内部空气进行加压，压力传感器12实时检测箱体1内气压，待箱体1内达到所需气压时关闭进气管。待测试件在箱体1内静置12～24小时后取出并对其性能进行检测。

3、模拟沥青路面水老化：开启进水管22，给固定盘15下方的水槽18注水后关闭进水管22，打开水泵开关7和喷头开关，水泵17将水槽18中的水通过管道19流入喷头11，通过控制打开的喷头数量以及喷头流速控制降水量，从喷头11上落下的水侵蚀固定盘14上的试件，水流通过固定盘15下的过滤孔16流入水槽，老化规定时间后取出试件进行测试。

4、模拟沥青路面的温度老化：开启温度控制器4以及温度传感器13；若需要模拟低温环境，则通过温度控制器4控制制冷机制冷，并通过蒸发器将冷空气传送到箱体1内；若需要模拟高温环境，则温度集成控制器4控制加热器加热，热气均匀地传送到箱体1内；通过温度控制器4设定箱体1内的温度和持续时间，并能设定高低温循环和持续时间。将待测沥青试件在箱体1内静置到规定时间后取出，并对其性能进行检测。

5、模拟沥青路面的紫外线老化：开启集成控制器2中的氙灯开关5和紫外线强度计14，设定老化时间，例如测定试件表面处的紫外线强度为580W/m²。西藏地区年紫外线辐射总量为250MJ/m²，则设定连续老化5天，相当于西藏地区一年的老化效果。

6、多因素老化模拟：按以上各老化模拟试验的操作方法，可同时对沥青混合料进行两种以上老化因素下的共同老化模拟。以下为对AC‐16C型沥青混合料，油石比为5%，的沥青混合料按规范要求进行短期老化后成型车辙板后，做上述任意试验的长期老化试验，开启集成控制器，控制降水速度：5m3/h；设定温度：85℃；设定气压为2.0MPa；控制紫外线强度为580W/m²；设定老化时间为5天。按规范要求测得动稳定度结果为：

沥青混合料动稳定度实验结果

经分析可知，本实用新型的多功能沥青路面老化模拟装置能够较好的模拟沥青路面的多因素老化，并对研究沥青路面的耐久性有着重要的意义。

Claims

1.一种多功能沥青路面老化模拟装置，包括箱体（1）和集成控制器（2），其特征在于，还包括温度控制单元（23）、气压控制单元（8）、光照控制单元和淋雨单元；其中：

箱体（1）内壁上部设有摄像头（9）；箱体（1）内部安装有用于放置沥青混合料试件的固定盘（15），固定盘（15）底部设有过滤孔（16）；

集成控制器（2）包括外壳与控制芯片，外壳上设置有摄像头开关、电源开关、喷头开关、摄像头开关、水泵开关（7）和多个氙灯开关（5）；控制芯片设置在外壳内部；电源开关、喷头开关、摄像头开关、水泵开关（7）、氙灯开关（5）、摄像头（9）均连接集成控制器（2）的控制芯片；

温度控制单元（23）包括加热装置、制冷机、蒸发器、温度控制器（4）和温度传感器（13）；其中：加热装置和蒸发器均设置在箱体（1）内壁，制冷机设置在箱体（1）外部，制冷机分别连接蒸发器和温度控制器；温度控制器（4）设置在集成控制器（2）外壳上；加热装置、制冷机、蒸发器、温度控制器（4）和温度传感器均连接集成控制器（2）的控制芯片；

气压控制单元包括气压泵、进气管道、排气管道、气压控制器（6）和压力传感器（12）；其中：气压泵安装在箱体（1）内部；进气管道、排气管道安装在箱体（1）侧壁上且与箱体（1）外部连通；气压控制器（6）设置在集成控制器（2）外壳上；气压泵、气压控制器（6）、压力传感器（12）、进气管道的阀门和排气管道的阀门均连接集成控制器（2）的控制芯片；

光照控制单元包括紫外线强度计（14）和至少一个氙灯（10）；紫外线强度计（14）安装在固定盘（15）上且与集成控制器（2）的控制芯片连接，氙灯（10）安装在箱体（1）顶壁下方；

淋雨单元包括水泵（17）、水槽（18）、进水管（22）、排水管（21）和至少一个喷头（11）；水槽（18）设置在箱体（1）上且位于固定盘（15）下方，固定盘（15）的过滤孔（16）正对水槽（18）；进水管（22）、排水管（21）分别安装在水槽（18）上且与箱体（1）的外部连通；水泵（17）安装在水槽（18）内部；喷头（11）安装在箱体（1）顶壁下方；水泵（17）通过管道（19）连接喷头（11）。

2.如权利要求1所述的多功能沥青路面老化模拟装置，其特征在于，所述箱体（1）内壁上涂有保温层。

3.如权利要求1所述的多功能沥青路面老化模拟装置，其特征在于，所述温度控制器（4）、气压控制器（6）均采用旋钮开关。

4.如权利要求1所述的多功能沥青路面老化模拟装置，其特征在于，所述气压控制器（6）的气压调节范围为0.10MPa-10MPa。

5.如权利要求1所述的多功能沥青路面老化模拟装置，其特征在于，所述氙灯数量为1‐10个。

6.如权利要求1所述的多功能沥青路面老化模拟装置，其特征在于，所述喷头数量为1‐10个。

7.如权利要求1所述的多功能沥青路面老化模拟装置，其特征在于，所述温度传感器（13）安装在固定盘（15）上。

8.如权利要求1所述的多功能沥青路面老化模拟装置，其特征在于，所述集成控制器（2）的控制芯片还连接显示器（3）。