CN208140525U - 一种温度、压力作用下路面材料的水扩散性能试验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种温度、压力作用下路面材料的水扩散性能试验装置，包括抗压桶容器、空气压缩机和加热保温桶，抗压桶容器通过抗压管线连接空气压缩机，抗压桶容器放置于加热保温桶中，加热保温桶上安装有数控加热装置。本实用新型的有益效果是，该试验装置对器材的要求简单、测量精度高，通过压力仓模拟路面动水压力的作用环境，通过调节水温来模拟外界不同压力、不同温度的作用，以路面建筑材料的吸水质量变化率测定各种材料的水扩散系数，通过水扩散系数评定各种材料的水扩散性能，对路面水损害的研究起到了很大的辅助作用。
Description
技术领域
本实用新型涉及道路施工技术领域，尤其涉及一种温度、压力作用下路面材料的水扩散性能试验装置。
背景技术
沥青路面是目前世界各国的主要道路建造形式，然而，路面在使用过程中不可避免的要承受来自自然环境的降雨及季节交替带来的温度变化，加之交通轮载的反复碾压，在沥青路面内部会形成一个较大的动水压力，水分在压力和温度的双重作用下，更快的进入路面材料的内部，破坏沥青或者混凝土的内部结构，使沥青粘附性降低，并且逐渐丧失粘结力，使路面发生皲裂，碎裂，凹坑等破坏现象。尤其是在南方炎热和多雨的气候环境中，路面在发生破坏后会很快发生延展，使部分道路完全报废。
虽然世界各国投入了大量的人力、物力对路面建筑材料的水损害现象进行了深入研究，但对水扩散性能的研究一直未引起重视，忽视了水扩散对路面水损害的贡献及影响。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型提供了一种温度、压力作用下路面材料的水扩散性能试验装置。
为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：
一种温度、压力作用下路面材料的水扩散性能试验装置，包括抗压桶容器、空气压缩机和加热保温桶，所述抗压桶容器为密封的圆柱形金属容器，且顶部可拆卸，抗压桶容器顶部配置的金属盖与抗压桶容器封口处通过螺栓相连接，所述抗压桶容器通过抗压管线连接空气压缩机，所述抗压桶容器放置于所述加热保温桶中，所述加热保温桶上安装有数控加热装置，温度传感器、钢架均置于所述抗压桶容器内部，所述温度传感器通过电线穿出金属盖上的电线口连接至温度显示器，所述温度显示器、所述数控加热装置均通过电线连接电源，所述抗压桶容器的金属盖上还固定设置有桶容器压力表和安全阀门，所述空气压缩机上设置有空气压缩机压力表，所述空气压缩机也与所述电源相连接。
本实用新型的技术方案还包括，所述抗压管线与所述金属盖的连接处还设置有带压力表的进气阀门。
本实用新型的技术方案还包括，所述钢架上还设置有放置试件的金属圆盘。
本实用新型的技术方案还包括，所述抗压桶容器的封口与金属盖螺旋连接处还安置有环形橡胶带
本实用新型的技术方案还包括，所述抗压桶容器容积不小于30L。
本实用新型的技术方案还包括，所述安全阀门、所述电线口、所述桶容器压力表和所述抗压管线分别与金属盖连接处均用密封胶或石蜡连接密封。
本实用新型的有益效果是，该装置对试验器材要求简单、测量精度高，通过压力仓模拟路面动水压力作用环境，通过调节水温模拟外界不同季节、不同环境温度作用，以路面建筑材料的吸水质量变化率测定各种材料的水扩散系数，通过水扩散系数评定各种材料的水扩散性能，对路面水损害的研究起到了很大的辅助作用。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型结构示意图；
其中，1-空气压缩机，2-抗压桶容器，3-抗压管线，4-进气阀门，5-桶容器压力表，6-电线口，7-安全阀门，8-温度传感器，9-温度显示器，10-加热保温桶，11-压缩机压力表，12- 电线，13-数控加热装置，14-电源，15-钢架。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
如图所示，一种温度、压力作用下路面材料的水扩散性能试验装置，包括抗压桶容器2、空气压缩机1和加热保温桶10，抗压桶容器2为密封的圆柱形金属容器，且顶部可拆卸，抗压桶容器2顶部配置的金属盖与抗压桶容器2封口处通过螺栓相连接，抗压桶容器2通过抗压管线3连接空气压缩机1，通过空气压缩机1为抗压桶容器2提供空气压力，便于调节压力条件对试验的影响，抗压桶容器2放置于加热保温桶10中，加热保温桶10上安装有数控加热装置13，温度传感器8、钢架15均置于抗压桶容器2内部，温度传感器8通过电线12 穿出金属盖上的电线口6连接至温度显示器9，温度显示器9、数控加热装置13均通过电线 12连接电源14，可按照试验需要调节加热保温桶10内水的温度，当抗压桶容器2内的水加热至所需温度后自动停止加热，在抗压桶容器2中的水温下降后自动启动继续加热，配合抗压桶容器2中的温度传感器8控制抗压桶容器2内的温度，抗压桶容器2的金属盖上还固定设置有桶容器压力表和安全阀门7，抗压桶容器2中的压力值通过桶容器压力表5显示，空气压缩机1上设置有空气压缩机1压力表，空气压缩机1也与电源14相连接，空气压缩机1 内的压力通过压缩机压力表11显示。
特别的，抗压管线3与金属盖的连接处还设置有带压力表的进气阀门4，抗压管线3中的的压力值通过该进气阀门4附带的压力表进行显示。
特别的，钢架15上还设置有放置试件的金属圆盘，可最小限度的排除来自水压力影响。
特别的，抗压桶容器2的封口与金属盖螺旋连接处还安置有环形橡胶带，保证在金属盖盖上抗压桶容器2时，容器始终处于密闭状态。
特别的，抗压桶容器2容积不小于30L。
特别的，安全阀门7、电线口6、桶容器压力表5和抗压管线3分别与金属盖连接处均用密封胶或石蜡连接密封，保证整个试验装置在试验过程中密闭不漏气，电线口6处要外加塑料盒子保护固定。
该试验装置可用于不同温度下的路面建筑材料(石料、沥青混凝土和水泥混凝土)的水扩散系数测定；不同压力下的路面建筑材料(石料、沥青混凝土和水泥混凝土)的水扩散系数测定；不同压力、不同温度共同作用下的路面建筑材料(石料、沥青混凝土和水泥混凝土) 的水扩散系数的测定。
实施例
在温度20摄氏度、0.25mpa压力共同作用下，对标准马歇尔试件进行的水扩散性能试验方法，试验步骤包括：
1)试验样品制备
依据公路工程沥青及沥青混合料试验规程(JTG E20-2011)，利用沥青混合料试件制作方法(击实法)制备标准马歇尔沥青混合料试件五个，用卡尺测量其厚度，取平均值；将制作好的圆柱形标准马歇尔试件放入鼓风干燥箱中，设置温度为30摄氏度烘干至质量不再变化；试样烘干后放入干燥器中备用，标准试样尺寸为φ101.6mmX63.5mm，高度方向允许偏差± 1.3mm。
2)试验装置准备
将试件进行称重并记录，称重时精确到0.01g，试件放入保温压力桶中，向保温压力桶加入适量的水，使试件刚好浸入水面以下3.0cm。
3)试验过程
打开数控加热装置13和空气压缩机1，调节水温及压力，定时量测试件的吸水量，采用面干试件作为吸水量计量的标准试件。
4)实验记录
按实验预定方案停止实验将试件从保温压力桶中取出称重，记录各个时间点的试件质量值，绘制质量变化曲线。
5)数据处理
对于采用马歇尔试件进行的测试而言，在20℃，0.25Mpa环境下的吸水率按照式(1)计算：
吸水率＝[(Mt-M0)/M0]×100 (1)
式中，Mt为t时刻试件总质量；M0为试件的初始质量。
计算得到的结果如表1所示：
表1沥青混凝土试件吸水率
| 浸入时间(s) | 0 | 1800 | 3600 | 7200 | 21600 |
| 吸水率Mt | 0.0000 | 0.1925 | 0.2048 | 0.2197 | 0.2781 |
根据试件吸水率数据(表1)，可以得到如下数据：
表2 Mt/M∞数据表
| √t(s0.5) | 0.0 | 42.4 | 60.0 | 84.8 | 146.9 |
| Mt/M∞ | 0.0000 | 0.6923 | 0.7367 | 0.7899 | 1.0000 |
根据表2数据，可以进行直线回归，回归后得到斜率为s＝0.002965，
利用式(2)便可以计算得到沥青混凝土试件的水扩散系数：
式中，D为扩散系数，S为上面回归分析得到的直线斜率，π为圆周率常数，由此式便可计算出沥青混凝土试件在20℃，0.25Mpa压力作用下的水扩散系数，计算后可得到扩散系数D＝0.0070mm2/s。
当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种温度、压力作用下路面材料的水扩散性能试验装置，其特征在于，包括抗压桶容器、空气压缩机和加热保温桶，所述抗压桶容器为密封的圆柱形金属容器，且顶部可拆卸，抗压桶容器顶部配置的金属盖与抗压桶容器封口处通过螺栓相连接，所述抗压桶容器通过抗压管线连接空气压缩机，所述抗压桶容器放置于所述加热保温桶中，所述加热保温桶上安装有数控加热装置，温度传感器、钢架均置于所述抗压桶容器内部，所述温度传感器通过电线穿出金属盖上的电线口连接至温度显示器，所述温度显示器、所述数控加热装置均通过电线连接电源，所述抗压桶容器的金属盖上还固定设置有桶容器压力表和安全阀门，所述空气压缩机上设置有空气压缩机压力表，所述空气压缩机也与所述电源相连接。
2.如权利要求1所述的一种温度、压力作用下路面材料的水扩散性能试验装置，其特征在于，所述抗压管线与所述金属盖的连接处还设置有带压力表的进气阀门。
3.如权利要求1所述的一种温度、压力作用下路面材料的水扩散性能试验装置，其特征在于，所述钢架上还设置有放置试件的金属圆盘。
4.如权利要求1所述的一种温度、压力作用下路面材料的水扩散性能试验装置，其特征在于，所述抗压桶容器的封口与金属盖螺旋连接处还安置有环形橡胶带。
5.如权利要求4所述的一种温度、压力作用下路面材料的水扩散性能试验装置，其特征在于，所述抗压桶容器容积不小于30L。
6.如权利要求1所述的一种温度、压力作用下路面材料的水扩散性能试验装置，其特征在于，所述安全阀门、所述电线口、所述桶容器压力表和所述抗压管线分别与金属盖连接处均用密封胶或石蜡连接密封。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110231256A (zh) * | 2019-07-04 | 2019-09-13 | 河北工程大学 | 一种利用化学方法快速检测沥青混凝土水扩散深度的方法 |
| CN110631966A (zh) * | 2019-09-27 | 2019-12-31 | 重庆大学 | 高温液态熔滴与壁面接触角测量装置及方法 |
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