CN205138951U - 多功能温拌沥青混合料剪切流动阻力测试仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多功能温拌沥青混合料剪切流动阻力测试仪，包括有机架组件、驱动组件、试样组件及控制组件,驱动组件、试样组件及控制组件设于机架组件上，驱动组件对试样组件中的沥青混合料试样进行操作，同时采集沥青混合料试样的数据，并将该数据传输给控制组件。使用时，通过电机带动剪切搅拌器对试样桶内的沥青混合料试样进行搅拌平整，且通过扭力传感器采集数据，并将其传输给控制组件进行分析。本新型，其具有以下优点：1)用于测试不同温度、不同剪切速率及不同粒级的温拌沥青混合料试样；2)可用于评价温拌沥青混合料不同阶段的工作性；3)本实用新型自动化程度高，操作方法简单，测试结果稳定，适用范围广，推广应用价值高。

Description

多功能温拌沥青混合料剪切流动阻力测试仪

技术领域

本实用新型属于道路工程领域，具体涉及一种多功能温拌沥青混合料剪切流动阻力测试仪，其是用于测定温拌沥青混合料剪切流动阻力的仪器装置。

背景技术

温拌沥青混合料是在基本不改变沥青混合料配合比和施工工艺的前提下，采取一定的技术手段，使沥青混合料的拌和、碾压温度比同类热拌沥青混合料相应降低30℃以上，且使用性能可达到热拌沥青混合料同等标准的一类沥青混合料的统称。与传统热拌沥青混合料相比，温拌沥青混合料具有改善施工环境、节能环保、减轻沥青老化及延长施工时间等诸多优点，近年来在沥青路面施工，尤其是长大隧道沥青路面的铺装中应用日渐增多。

沥青路面施工中，沥青混合料必须具有一定的流动性(或工作性)，以保证沥青混合料拌和、摊铺及压实工序的正常进行。众所周知，沥青混合料的流动性与其温度密切相关，我国规范通过测试沥青胶结料在135℃及175℃条件下的黏度—温度曲线，从而确定普通沥青混合料拌和及压实的适宜温度。长期实践表明，普通沥青混合料在该方法所确定的拌和、压实温度下具有较好的流动性，可满足施工要求。然而，对于采用温拌技术的沥青混合料，该法所确定的拌和、压实温度普遍偏高，若按此温度施工则可能造成沥青胶结料过多的老化，并且使得温拌技术的优势不能得以发挥。除此之外，对于各种温拌技术，研发阶段开发方基于其研究成果提出了推荐的施工温度范围，然而却难保对所有项目均会取得良好的应用效果。

因此，开发一项用于测定温拌沥青混合料在不同温度条件下的剪切流动阻力的试验装置，不仅对于评价温拌沥青混合料的流动性(工作性)具有较大现实意义，而且对于其施工温度的合理确定具有重要指导意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种多功能温拌沥青混合料剪切流动阻力测试仪，其可准确测得不同温度及不同剪切速率下温拌沥青混合料的流动阻力，自动化程度高，操作简单，功能性强，适用范围广。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种多功能温拌沥青混合料剪切流动阻力测试仪，包括有机架组件、驱动组件、试样组件及控制组件,所述的驱动组件、试样组件及控制组件设于所述的机架组件上，所述的驱动组件对所述的试样组件中的沥青混合料试样进行操作，同时采集沥青混合料试样的数据，并将该数据传输给所述的控制组件。

上述的机架组件,其包括有机架底板、机架顶板及机架升降装置，所述的机架升降装置装设在所述的机架底板上，所述的机架顶板设于机架升降装置的顶端；所述的驱动组件装设在所述的机架顶板上；所述的试样组件放置在所述的机架底板的一端。

上述的机架组件,还进一步包括有辅助稳定套管，所述的辅助稳定套管也装设在所述的机架底板上，所述的辅助稳定套管的顶端与所述的机架顶板相连。

上述的机架底板上设有试样筒定位块；所述的试样筒定位块111为六边形凸块；所述的试样组件上对应设置有凹槽；

上述的辅助稳定套管包括细管及粗管，所述的细管套于所述的粗管之中。

上述的驱动组件,其包括有驱动装置、联轴器、变速器、扭矩传感器及剪切搅拌器，所述的联轴器设有两个，其中一个设置于所述的驱动装置与变速器之间，另外一个联轴器设于所述的扭矩传感器与剪切搅拌器之间；所述的扭矩传感器，其设于所述的变速器与剪切搅拌器之间。

上述的剪切搅拌器与联轴器之间为丝扣连接。

上述的剪切搅拌器包括有整平叶片、剪切叶片及搅拌杆，所述的整平叶片、剪切叶片分别装设在搅拌杆上，且两叶片相垂直夹角90°，所述的整平叶片与搅拌杆的转动方向夹角为45°，所述的剪切叶片与搅拌杆的转动方向夹角为135°。

上述的试样组件,其包括试样筒、筒盖及筒底隔板，所述的筒盖扣于试样筒之上，所述的筒底隔板安装于所述的试样筒的底部，所述的筒底隔板成形为十字交叉的隔板。

上述的控制组件，其包括有机箱、控制主板及控制面板及数据输出屏42，所述的控制主板设于机箱内，所述的控制面板及数据输出屏设于所述的机箱上，所述的扭力传感器采集的数据，传输给所述的控制主板。

采用上述技术方案后，使用时，通过电机带动剪切搅拌器对试样桶内的沥青混合料试样进行搅拌平整，且通过扭力传感器采集数据，并将其传输给控制组件进行分析。本新型，其具有以下优点：

1)本实用新型可用于测试不同温度、不同剪切速率及不同粒级的温拌沥青混合料试样；

2)本实用新型可用于评价温拌沥青混合料不同阶段(拌和、摊铺、碾压)的工作性，对于评价温拌技术的应用效果具有较大现实意义；

3)本实用新型可用于测试表面活性类温拌沥青混合料在高速剪切下的剪切变稀特性；

4)本实用新型自动化程度高，操作方法简单，测试结果稳定，适用范围广，推广应用价值高。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为搅拌器的结构示意图；

图3为搅拌器的另一角度结构示意图；

图4为筒底隔板的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参考图1所示，本实用新型公开了一种多功能温拌沥青混合料剪切流动阻力测试仪，其包括有机架组件1、驱动组件2、试样组件3及控制组件4,其中：

机架组件1,其包括有机架底板11、机架顶板12、机架升降装置13及辅助稳定套管14。机架升降装置13、辅助稳定套管14都装设在机架底板11上，机架顶板12设于机架升降装置13及辅助稳定套管14的顶端，可以在机架升降装置13的带动下上下移动。

机架底板11是整台机器的承重板，右端用于放置试样组件3，右端设有试样筒定位块111；试样筒定位块111为六边形凸块。

机架顶板12为驱动组件2的安装提供平台。

机架升降装置13用于控制机架顶板12的升降及稳定性。

辅助稳定套管14为中空管，细管141套于粗管142之中，可上下自由运动，其用于辅助机架升降装置13，以保证机架顶板12的稳定性。

驱动组件2,其包括有驱动装置21、联轴器22、变速器23、扭矩传感器24及剪切搅拌器25。其中：

驱动装置21是驱动组件2的动力源。在本实施例中，其为电机21。

联轴器22设有两个，其中一个联轴器设于驱动装置21与变速器23之间。另外一个联轴器设于扭矩传感器24与剪切搅拌器25之间。

变速器23，通过联轴器与驱动装置21相连，用于改变剪切搅拌器25的转速，在实施时，其分低速、中速、高速三档，速度的改变通过操作设于其上的变速杆231实现。沥青混合料在拌和阶段，温度及拌和剪切速率相对较高，选用高速档位测试剪切流动阻力；摊铺阶段温度及摊铺剪切速率适中，选用中速档位测试；压实阶段温度及压实剪切速率(钢轮静压及轮胎压路机压实)相对较小选用低速档位测试。另外，压实阶段也可选择高速档位测试，用于模拟在振动压路机的高频振动压实剪切速率下试样的剪切流动阻力，以及检验表面活性类温拌沥青的剪切变稀特性。

扭矩传感器24，其设于变速器23与剪切搅拌器25之间，用于测试试验过程中剪切搅拌器25的剪切搅拌试样时的力矩。

剪切搅拌器25与联轴器22之间为丝扣连接，可方便拆卸。

在本实施例中，配合图2、3所示，剪切搅拌器25包括有整平叶片251、剪切叶片252及搅拌杆253，整平叶片251、剪切叶片252分别装设在搅拌杆253上，且两叶片相垂直夹角90°。整平叶片251与剪切搅拌器25的转动方向夹角为45°，其用于在试验中可同步整平待测试样的表面，以确保测量数据的稳定性。另外，在试验过程中，剪切搅拌会改变试验表面高度，原待测试样高度与整平叶片251下边缘同高，搅拌杆253转动过程中整平叶片251及时对试样表面进行整平。剪切叶片252与剪切搅拌器25的转动方向夹角为135°，试验过程中实现对待测试样的剪切搅拌。

试样组件3,其包括试样筒31、筒盖32及筒底隔板33，试样筒31的底部设有六边形凹槽，以与机架底板11上的试样筒定位块111相对应，其可限定试样筒31，保证试样筒31在试验过程中的稳定性。

试样筒31的筒壁内有导热油、加热线圈并设有温度传感器(图中未示出)用于控制待测试样的温度。

筒盖32扣于试样筒31之上，其是由两个半圆组成中间带孔的圆盖，筒盖32上另设有一小孔(图中未示出)，其可通过该孔插温度计于试样筒31内的试样中。

参考图4所示，筒底隔板33安装于试样筒31的底部，在本实施例中，其为十字交叉的高度为2cm的隔板，用于约束待测试样，防止试样在试验过程中沿筒底滑动而导致所测得剪切流动阻力失真。

在具体实施中，剪切搅拌器25可以分为不同规格以适应不同粒径的混合料，试验时按沥青混合料的公称最大粒径选取相应的剪切搅拌器25。剪切叶片252下边缘与筒底隔板33上端的间隔为公称最大粒径的3倍，剪切叶片252上边缘与整平叶片251下边缘的间隔为公称最大粒径的4倍，剪切叶片252两端至试样筒31内壁的距离为公称最大粒径的3倍，整平叶片251两端与试样筒31内壁间留有较小间隙(不摩擦即可)。

控制组件4，其包括有机箱41、控制主板及控制面板及数据输出屏42，控制主板(图中未示出)设于机箱41内。在本实施例中，机箱41包裹了部分机架组件，控制面板及数据输出屏42设于其上。

控制面板及数据输出屏42用于设定试验温度及加热、停止加热按键(试样筒温度)，开启、暂停、停止试验，上升及下降机架顶板12，以及试验数据的输出。控制主板通过扭力传感器24得到试验数据，实现数据的采集。

测试时，其包括以下步骤：

1)按待测试样的公称最大粒径选择相应的剪切搅拌器25并安装，将试样筒31放置与机架底板11之上，筒底凹槽与试样筒定位块111相对应，操控机器下降机架顶板12，盖上筒盖32。

2)操作设置试样筒31，使其温度与试验温度一致，预热保温不小于2h。

3)打开筒盖32，将预先拌制并保温好的沥青混合料试样倒入试样筒31内，试样高度正好位于整平叶片251下边缘，盖上筒盖32保温试样，保温期间由筒盖32上所设小孔插入温度计探测试样内部温度。

4)当试样内部温度达到试验温度并稳定后，抽出温度计，操控变速杆231调整至试验所需档位，开始试验。

5)剪切搅拌器25转动，剪切叶片252对待测试样进行剪切搅拌，同时整平叶片251对试样表面进行及时的整平处理。

6)试验分为预搅拌与试验剪切搅拌两个阶段，一次试验周期为90s，仪器按照试验模块所设定的程序进行，前30s为预搅拌阶段不进行试验数据的采集，后60s为试验剪切搅拌阶段，通过扭力传感器24，每秒采集试样的剪切流动阻力(扭矩)10次并连续进行，一次试验周期结束后仪器自动停止试验。

7)扭力传感器24将所采集的60s时间内的剪切流动阻力(扭矩)传输给控制组件4的控制主板进行统计分析，计算出标准差及保证率为95％的剪切流动阻力代表值并输出结果。

8)同一试样重复试验3次，取平均值作为试验结果，两次试验间隔时间不小于5分钟，并且必须测试试样内部温度，满足要求后方可开始试验。

9)试验结束后停止试样筒31保温，打开筒盖32，升起机架顶板12，卸除剪切搅拌器25，将剪切搅拌器25及试样筒3及时清理干净以备下次试验使用。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种多功能温拌沥青混合料剪切流动阻力测试仪，其特征在于：包括有机架组件、驱动组件、试样组件及控制组件,所述的驱动组件、试样组件及控制组件设于所述的机架组件上，所述的驱动组件对所述的试样组件中的沥青混合料试样进行操作，同时采集沥青混合料试样的数据，并将该数据传输给所述的控制组件；

所述的机架组件,其包括有机架底板、机架顶板及机架升降装置，所述的机架升降装置装设在所述的机架底板上，所述的机架顶板设于机架升降装置的顶端；所述的驱动组件装设在所述的机架顶板上；所述的试样组件放置在所述的机架底板的一端；

所述的驱动组件,其包括有驱动装置、联轴器、变速器、扭矩传感器及剪切搅拌器，所述的联轴器设有两个，其中一个设置于所述的驱动装置与变速器之间，另外一个联轴器设于所述的扭矩传感器与剪切搅拌器之间；所述的扭矩传感器，其设于所述的变速器与剪切搅拌器之间；

所述的试样组件,其包括试样筒、筒盖及筒底隔板，所述的筒盖扣于试样筒之上，所述的筒底隔板安装于所述的试样筒的底部，所述的筒底隔板成形为十字交叉的隔板；

所述的控制组件，其包括有机箱、控制主板及控制面板及数据输出屏，所述的控制主板设于机箱内，所述的控制面板及数据输出屏设于所述的机箱上，所述的扭力传感器采集的数据，传输给所述的控制主板。

2.如权利要求1所述的多功能温拌沥青混合料剪切流动阻力测试仪，其特征在于：所述的机架组件,还进一步包括有辅助稳定套管，所述的辅助稳定套管也装设在所述的机架底板上，所述的辅助稳定套管的顶端与所述的机架顶板相连。

3.如权利要求2所述的多功能温拌沥青混合料剪切流动阻力测试仪，其特征在于：所述的机架底板上设有试样筒定位块；所述的试样筒定位块为六边形凸块；所述的试样组件上对应设置有凹槽。

4.如权利要求3所述的多功能温拌沥青混合料剪切流动阻力测试仪，其特征在于：所述的辅助稳定套管包括细管及粗管，所述的细管套于所述的粗管之中。

5.如权利要求1所述的多功能温拌沥青混合料剪切流动阻力测试仪，其特征在于：所述的剪切搅拌器与联轴器之间为丝扣连接。

6.如权利要求5所述的多功能温拌沥青混合料剪切流动阻力测试仪，其特征在于：所述的剪切搅拌器包括有整平叶片、剪切叶片及搅拌杆，所述的整平叶片、剪切叶片分别装设在搅拌杆上，且两叶片相垂直夹角90°，所述的整平叶片与搅拌杆的转动方向夹角为45°，所述的剪切叶片与搅拌杆的转动方向夹角为135°。