CN210465135U

CN210465135U - 一种盐-湿-热作用下沥青混凝土力学性能加速实验装置

Info

Publication number: CN210465135U
Application number: CN201921029684.2U
Authority: CN
Inventors: 高颖; 董子震; 聂金峰; 赵强; 吴鸿飞; 宋金平; 王东涛; 周瑞霞; 颜爱荣; 赵阳; 赵欣; 闫广聚; 李爱虎; 徐宁; 昝晓东; 王少杰; 郗秀丽; 郭庆林
Original assignee: Hebei Guangtai Road And Bridge Engineering Group Co ltd; Hebei University of Engineering
Current assignee: Hebei Guangtai Road And Bridge Engineering Group Co ltd; Hebei University of Engineering
Priority date: 2019-07-04
Filing date: 2019-07-04
Publication date: 2020-05-05
Anticipated expiration: 2029-07-04

Abstract

本实用新型公开了一种盐‑湿‑热作用下沥青混凝土力学性能加速实验装置，包括箱体，位于箱体内部的温湿度自动记录仪、制冷机、PCT暖风机和高精度电子天平；箱体的内部设置有若干个支架，制冷机、高精度电子天平和PCT暖风机分别置于不同的支架上，温湿度自动记录仪的下方连接有金属探头；进水管穿过箱体顶部的盖板，伸至箱体的下部，箱体的底部还与排水管相连接。本实用新型通过盐水来模拟海水、盐渍土及缓释抗结冰路面中盐分的实际工况，实现沥青混凝土在湿、热、盐分等影响下的加速性能实验，来评定沥青混凝土耐久性；设计原理明确，易于操作和复制，具有较高的安全系数和测量精度。

Description

一种盐-湿-热作用下沥青混凝土力学性能加速实验装置

技术领域

本实用新型涉及道路工程技术领域，尤其涉及一种盐-湿-热作用下沥青混凝土力学性能加速实验装置。

背景技术

沿海地区的降雨、海雾、大气中均含有海盐粒子，这些海盐粒子受水蒸发和风浪的影响，漂浮在大气环境中形成海洋盐雾环境。含盐分的水雾会破坏沥青与集料之间的黏附性，使沥青从集料的表面剥离。处于沿海地区腐蚀环境中的沥青混凝土会随着外界环境(盐雾浓度，温度，湿度等)的变化发生干湿循环，温度循环和盐浓度循环作用，使得残留在沥青混凝土空隙中的盐分产生结晶压力，不断破坏和侵蚀空隙附近混合料，最终导致沥青混凝土的破坏，从而对沥青混凝土路面的耐久性造成严重影响。此外，在盐碱地区，盐渍土地区，路基中的含盐量也会通过毛细水作用对沥青路面构成类似影响。

目前，对于含盐地区全天候因素作用下沥青路面性能的变化，主要针对单一因素进行。对于沥青路面不同温度、不同湿度、不同盐浓度等多种因素耦合作用下沥青混合料性能的研究不足。由于缺乏盐-湿-热耦合作用下沥青混凝土力学性能加速实验装置，尚不能全面模拟沿海特殊地区真实环境因素作用下沥青混凝土性能的变化情况。

另外，沿海地区和盐渍土地区的温度，湿度和含盐的浓度相差较大，所以不同地区的沥青路面所处的环境也大不相同，如何模拟不同地区沥青路面真实的服役环境，研究特殊地区沥青混合料耐久性，对于改进不同区域内沥青混合料的配比设计具有重要意义。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型公开了一种盐-湿-热作用下沥青混凝土力学性能加速实验装置。

为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种盐-湿-热作用下沥青混凝土力学性能加速实验装置，包括箱体，位于箱体内部的温湿度自动记录仪、制冷机、PTC暖风机和高精度电子天平；所述箱体的内部设置有若干个支架，所述制冷机、高精度电子天平和PTC暖风机分别置于不同的支架上，温湿度自动记录仪的下方连接有金属探头，所述高精度电子天平的下方连接一个托盘；进水管穿过箱体顶部的盖板，伸至箱体的下部，箱体的底部还与排水管相连接。

本实用新型的技术方案还包括，箱体顶部的盖板上开设有线路进出口，与所述温湿度自动记录仪、制冷机、高精度电子天平相连的线路均穿出所述线路进出口，并与箱体外部的电源相连接。

本实用新型的技术方案还包括，所述盖板与箱体之间密闭连接，所述线路进出口处采用密封罩固定。

本实用新型的技术方案还包括，所述高精度电子天平精确到0.001克。

本实用新型的技术方案还包括，所述支架采用抗腐蚀性材质制成。

本实用新型的技术方案还包括，所述箱体、盖体均采用透明玻璃制作而成。

为更好的说明上述的实验装置，将该装置应用于盐-湿-热作用下沥青混凝土力学性能加速实验方法中，具体实验步骤如下：

1、准备试件

先用马歇尔击实仪制作标准的马歇尔试件，并对试件的直径、厚度、质量各参数进行测量并记录；

2、实验阶段

将各部件按照实验装置进行连接，打开进水管，将事先配置好的一定浓度的盐溶液通入实验装置中，通过PTC暖风机对箱体内部环境进行加热，加热至实验温度，使箱体内部空气中的温度保持在平衡状态后，再打开盖体迅速将制备的马歇尔试件放入托盘内，并读出初始状态下试件的质量，随后立即将实验装置密封；

3、实验记录

记录一定时间内马歇尔试件质量的变化、温湿度数据，以备查看，实验结束后将试件从实验装置中取出，再利用力学测试设备测定劈裂强度等指标，通过劈裂抗拉强度评定沥青混凝土拉伸强度的衰变规律。

本实用新型的有益效果是，

1、通过配置不同浓度的盐溶液来模拟海水的成分，模拟实际工程中沿海地区沥青路面所处实际环境和融雪除冰盐对沥青路面的影响，利用饱和盐溶液控制环境相对湿度实现对沥青混凝土实际使用环境的模拟；

2、通过PTC暖风设备控制箱体内部的温度，以模拟外界不同季节的温度作用；

3、通过制冷设备来实现低温环境的控制，用以模拟冬季冰冻地区的实际气候特点；

4、由PTC暖风设备与制冷设备的交替工作来实现沥青服役环境的冷热环境交替作用。

本实用新型通过利用盐水来模拟海水、盐渍土及缓释抗结冰路面中盐分的实际工况，实现对沥青混凝土在湿、热、盐分等影响下加速性能实验，再借助模量、间接拉伸强度等常用力学指标定量评定沥青混凝土在盐-湿-热多因素循环作用下力学性能的变化情况，进而评定沥青混凝土耐久性；通过模拟多种不同的环境进行实验，对研究含盐地区沥青混合料性能的研究具有重要的意义，进而改善含盐地区沥青路面服役的寿命，节约公路养护的费用。

本实用新型设计原理明确，易于操作和复制，具有较高的安全系数和测量精度，可满足各种研究院，高等学校等科研机构的科学研究需要。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

其中，1-电源；2-温湿度自动记录仪；3-制冷机；4-金属探头；5-支架；6-排水管；7-线路进出口；8-进水管；9-高精度电子天平；10-PTC暖风机；11-托盘。

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，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型公开了一种盐-湿-热作用下沥青混凝土力学性能加速实验装置，其模拟的环境更符合含盐地区沥青路面的使用环境，可以全面的了解多种因素耦合作用下沥青混凝土性能的变化情况，也可以实现单一因素循环加速作用对沥青混合料性能的加速实验。

该实验装置包括箱体，位于箱体内部的温湿度自动记录仪2、制冷机3、PTC暖风机10 和高精度电子天平9；上述箱体的内部设置有若干个支架5，上述制冷机3、高精度电子天平和PTC暖风机10分别置于不同的支架5上，温湿度自动记录仪2的下方连接有金属探头4，上述高精度电子天平9的下方连接一个托盘，托盘用于在实验过程中放置试件；进水管8穿过箱体顶部的盖板，伸至箱体的下部，箱体的底部还与排水管6相连接；

PTC暖风机10可以给箱体内加热，控制箱体内的温度；制冷机3可以降低环境箱的温度；温湿度自动记录仪2通过金属探头4可以准确地记录实验过程的温湿度，并通过与其连接的电脑导出数据，用于记录箱体内的温、湿度变化范围；排水管6可以排除箱体内部的盐水，在不需要排水时需要保持密封状态。

上述的进水管8可用于向箱体中注入一定浓度的盐水，带盐溶液达到一定高度后，实现对沥青混合料制成的试件盐蚀作用，完成后可通过底部的排水管6排出盐溶液，如此反复可达到盐水干湿循环效果。

特别的，箱体顶部的盖板上开设有线路进出口7，与上述温湿度自动记录仪2、制冷机3、高精度电子天平9相连的线路均穿出上述线路进出口7，并与箱体外部的电源1相连接。

特别的，上述盖板与箱体之间密闭连接，上述线路进出口7处采用密封罩固定，以防外界环境对箱体内部产生影响。

特别的，上述高精度电子天平9精确到0.001克，提高试件质量测量准确度。

特别的，上述支架5采用抗腐蚀性材质制成，保证实验过程中不会因腐蚀导致支架5变形。

特别的，上述箱体、盖体均采用透明玻璃制作而成，方便观察实验过程中内部境的变化，记录一段时间内马歇尔试件质量的变化，同时保存温湿度自动记录仪2记录的温、湿度环境数据。

在本实用新型中，在盐溶液干湿循环过程中采用PTC暖风机10和制冷机3来实现对试件所处温度的调节，从而模拟不同季节环境条件下沥青混凝土在盐蚀作用下的退化程度。

对于高温高湿环境，在此实验箱中，利用PTC暖风设备实现对箱内环境的加热，同时在箱内设置温度传感器，通过智能控制器控制PTC暖风设备的启停，实现箱内环境温度的精确控制，同样的，低温环境可通过对空调制冷设备的智能控制实现。从进水管8输入饱和盐溶液到箱内，通过饱和盐溶液实现对箱内空气湿度的调节。加速实验完成后，从出水口排出饱和盐溶液即可。

一种盐-湿-热作用下沥青混凝土力学性能加速实验方法，具体步骤如下：

准备试件

先用马歇尔击实仪制作标准的马歇尔试件，并对试件的直径、厚度、质量等参数进行测量并记录。

2、实验阶段

将各部件按照实验装置进行连接，打开进水管8，将事先配置好的一定浓度的盐溶液通入实验装置中，通过PTC暖风机10对箱体内部环境进行加热，加热至实验温度，使箱体内部空气中的温度保持在平衡状态后，再打开盖体迅速将制备的马歇尔试件放入托盘内，并读出初始状态下试件的质量，随后立即将实验装置密封。

3、实验记录

记录一定时间内马歇尔试件质量的变化、温湿度数据，以备查看，实验结束后将试件从实验装置中取出，再利用力学测试设备(如万能试验机等)测定劈裂强度等指标，通过劈裂抗拉强度评定沥青混凝土拉伸强度的衰变规律。

在含盐渍土地区，冬季路面所处的环境温度较低，会使沥青混合料内部的水分结冰，因此针对含盐冻融循环工况，首先从进水管8向箱体中注入所配置的盐溶液，待箱体内盐溶液浸没试件后，停止进水，控制箱内试件的浸没时间，达到设定时间后，打开排水管6排出箱体内的盐溶液；随后控制打开制冷机3，对箱内进行加速降温，降低箱内的环境温度，达到低温控制值后，保持一定的设定时间，直至试件内部完全冻结；最后，利用智能控制器打开 PTC暖风机10，对箱内进行加速升温，从而使试件完成融化过程，至此，即完成一次盐冻融循环。如此往复，可实现盐冻循环对沥青混凝土性能影响的加速实验测试。需要指出的是，如若进行普通冻融实验，只需在进水管8输入纯净水即可。

在实验过程中，温湿度的测定是通过温湿度传感器的金属探头4传到自动温湿度记录仪中，自动温湿度记录仪可以记录13万组数据，设置每10分钟记录一次，以此观察判定箱体内的温湿度变化情况。

加速实验过程中，需通过高精度电子天平9来测定在循环过程中沥青混凝土的质量损失情况，最后，加速实验完成后，需要借助力学性能测试设备和方法，进行力学指标实验，以力学指标实现对沥青混凝土盐-湿-热耦合作用下的耐久性评定。

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

1.一种盐-湿-热作用下沥青混凝土力学性能加速实验装置，其特征在于，包括箱体，位于箱体内部的温湿度自动记录仪、制冷机、PTC暖风机和高精度电子天平；所述箱体的内部设置有若干个支架，所述制冷机、高精度电子天平和PTC暖风机分别置于不同的支架上，温湿度自动记录仪的下方连接有金属探头，所述高精度电子天平的下方连接一个托盘；进水管穿过箱体顶部的盖板，伸至箱体的下部，箱体的底部还与排水管相连接。

2.如权利要求1所述的一种盐-湿-热作用下沥青混凝土力学性能加速实验装置，其特征在于，箱体顶部的盖板上开设有线路进出口，与所述温湿度自动记录仪、制冷机、高精度电子天平相连的线路均穿出所述线路进出口，并与箱体外部的电源相连接。

3.如权利要求2所述的一种盐-湿-热作用下沥青混凝土力学性能加速实验装置，其特征在于，所述盖板与箱体之间密闭连接，所述线路进出口处采用密封罩固定。

4.如权利要求1所述的一种盐-湿-热作用下沥青混凝土力学性能加速实验装置，其特征在于，所述高精度电子天平精确到0.001克。

5.如权利要求1所述的一种盐-湿-热作用下沥青混凝土力学性能加速实验装置，其特征在于，所述支架采用抗腐蚀性材质制成。

6.如权利要求1所述的一种盐-湿-热作用下沥青混凝土力学性能加速实验装置，其特征在于，所述箱体、盖体均采用透明玻璃制作而成。