CN211955177U - 一种基于界面粘结力定量测试沥青与集料粘附性的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种基于界面粘结力定量测试沥青与集料粘附性的装置，包括本体、加载系统、蓄电系统和数据采集系统；所述本体包括横向联接板和竖向支承；所述加载系统包括工作油泵、微型液压千斤顶和手柄，所述蓄电系统包括可充电蓄电池，所述数据采集系统包括数据储存器和嵌入式的数显仪表。本实用新型能够快速、便捷地实现对沥青与集料粘附性的定量测试与评价，客观真实地反映二者的粘附性，避免了因集料样品尺寸、形状差异所造成的影响，形成更统一的试验条件，更有利于不同集料的横向对比及方案选择。本实用新型的测试装置小巧便携，原理简单，操作简易，具有广阔的应用前景。

Description

一种基于界面粘结力定量测试沥青与集料粘附性的装置

技术领域

本实用新型涉及道路工程技术领域，具体涉及一种基于界面粘结力定量测试沥青与集料粘附性的装置。

背景技术

沥青混合料已是道路交通建设中应用最为广泛的路面材料之一，其为具有不同材料特性的石料、沥青等的复合材料。沥青与集料的粘附性是沥青路面长期耐久的重要技术指标，也是材料设计时必须检测的项目之一。粘附性的不足会导致沥青混合料油石界面出现裂缝或分层。断裂力学能够用来表征实效的抵抗能力和预测耐久性和粘附性的效果。当有初始裂纹或缺陷存在时，沥青混合料在极限荷载作用下裂缝在沥青和集料的界面产生和发展了。

目前粘附性试验主要参照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011)中T0616的方法，试验结果以人工观察集料表面沥青剥落情况为准，不同试验人员的判别标准难以统一，主观性非常强，难免对试验的真实性造成误差。因此，该技术指标测试方法也一直受到道路工作者的争议。

基于上述情况，不少道路工作者也积极开发评价沥青与集料粘附性的测试方法。如专利申请号为CN201610044732.X的实用新型专利提出了一种定量分析沥青与集料粘附性的方法，通过测试沥青混合料高温水浴后质量损失来评价粘附性；专利申请号为CN201610663211.2的实用新型专利提出了通过质量损失率评价集料—沥青粘附性的方法；专利申请号为CN201810974280.4的实用新型专利申请提出了一种冷补沥青粘附性试验及定量评价方法，通过表面裹覆率来评价粘附性能；专利申请号为CN201410313230.3的实用新型专利提出了一种改进型沥青混合料粘附性测试仪及其方法，开发了粘附性装置及其测试方法。可见，在现行标准基础上，针对沥青与集料粘附性测试与评价方法道路工作者也提出了很多具有参考价值的技术方案，由于结合力和沥青填料的流变性能变化范围很大，所以一种能表征任何一种沥青与集料组合时它们之间的粘附性的测试装置，对沥青材料有兴趣的研究者、承建商以及工业机构是很有价值的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的缺陷，提供一种基于界面粘结力定量测试沥青与集料粘附性的装置，该装置以沥青与集料之间界面粘结力定量评价二者的粘附性，能够消除人工观察的人为误差，测试方法简便，数据真实可靠。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型提供一种基于界面粘结力定量测试沥青与集料粘附性的装置，包括本体、加载系统、蓄电系统和数据采集系统；

所述本体包括水平设置的横向联接板和与分别与横向联接板两侧连接的竖向支承，使所述本体正面呈“门”字型；

所述加载系统包括工作油泵、微型液压千斤顶和手柄，所述微型液压千斤顶设于横向联接板内，工作油泵设于横向联接板上表面，手柄设于横向联接板侧面；工作油泵、手柄、微型液压千斤顶之间依次通过液压油管连接；

所述横向联接板上设有传动轴，工作油泵设于横向联接板中央，所述传动轴上端穿过横向联接板和工作油泵，与工作油泵以及位于工作油泵上的固定螺母螺纹连接，传动轴下端尾部连接有万向接头，所述万向接头下端连接有拉杆；拉杆下部为空心结构，下部内壁设有内螺纹，螺纹连接有拉拔夹具；在横向联接板内、且位于传动轴之间设有测力仪；

2个所述竖向支承内侧下部对称设有卡槽，卡槽底部设有弹簧夹具，2个竖向支承之间还可拆卸地设有横向卡板，所述横向卡板的两侧分别被2个卡槽顶部和2个弹簧夹具夹住；所述横向卡板中央设有直径为50mm的圆孔，所述圆孔位于拉拔夹具的正下方；

所述数据采集系统包括数据储存器和数显仪表，所述数显仪表分别与测力仪、数据储存器电连接；所述数据储存器内嵌于横向联接板内，所述数显仪表内嵌于横向联接板上表面；

所述蓄电系统包括内嵌于横向联接板的可充电蓄电池，在横向联接板侧面还设有该可充电蓄电池的USB充电接口和电源开关；所述可充电蓄电池分别与测力仪、数显仪表、数据储存器电连接。

优选地，所述竖向支承宽200-250mm，高300-400mm，厚20-25mm。

优选地，所述拉拔夹具包括拉拔杆和与拉拔杆底部焊接的圆形板，所述圆形板的直径为40-48mm；所述拉拔杆外表面设有外螺纹，可与拉杆下部螺纹连接。

优选地，所述横向联接板与竖向支承等宽，长250-300mm，厚80-100mm。

优选地，所述弹簧夹具一端与卡槽底部固定连接，另一端可自由伸缩活动。

本实用新型由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

1、本实用新型能够实现对沥青与集料粘附性的定量测试与评价，克服了水煮法在表征沥青与粗集料粘附性时评价指标不定量、人为因素影响较大的缺点；规避了现行规范中以人工观察集料表面沥青剥落面积进行等级评价存在的判别标准不统一，主观性较强等弊端。通过以沥青与集料母岩的粘结力作为定量指标，能够客观真实地反映二者的粘附性。此外，在洒铺沥青前，将试件与沥青接触的一面打毛，调节其粗糙度，可真实模拟不同粒径集料与沥青粘附的工况，得出的数据更全面。

综上所述，本实用新型可快速、便捷地检测分析沥青与集料/集料母岩的粘附性能，使用简便，可获得精确的数据，定量分析比较沥青与不同集料/集料母岩的粘附性能，本实用新型的测试装置小巧便携，原理简单，操作简易，特别适合规模化生产与科研需要，可推广性强。具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为本实用新型装置的结构示意图；

图2为本实用新型装置的正视图；

图3为本实用新型装置中拉拔夹具的局部放大视图。

附图标识：1-竖向支承、2-USB充电接口、3-数显仪表、4-横向联接板、5-固定螺母、6-传动轴、7-工作油泵、8-测力仪、9-万向接头、10-拉杆、11-手柄、12-弹簧夹具、13-卡槽、14-横向卡板、15-圆孔、16-拉拔夹具、17-拉拔杆、18-圆形板、19-圆柱形试件、20-微型液压千斤顶。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下举出优选实施例，对本实用新型进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本实用新型的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本实用新型的这些方面。

实施例1

一种基于界面粘结力定量测试沥青与集料粘附性的装置，结构如下：

所述装置包括轻质合金材料制成的本体、加载系统、蓄电系统和数据采集系统；

所述本体包括水平设置的横向联接板4和与分别与横向联接板4两侧连接的竖向支承1，使所述本体正面呈“门”字型；所述横向联接板4的尺寸为长250mm，宽200mm，厚80mm；所述竖向支承1的尺寸为宽200mm，高300mm，厚25mm；

所述加载系统包括工作油泵7、微型液压千斤顶20和手柄11，所述微型液压千斤顶20设于横向联接板4内，工作油泵7设于横向联接板4上表面，手柄11设于横向联接板4侧面；工作油泵7、手柄11、微型液压千斤顶20之间依次通过液压油管连接；

所述横向联接板4上设有传动轴6，工作油泵7设于横向联接板4中央，所述传动轴6上端穿过横向联接板4和工作油泵7，与工作油泵7以及位于工作油泵7上的固定螺母5螺纹连接，传动轴6下端尾部连接有万向接头9，所述万向接头9下端连接有直径为24mm的拉杆10；拉杆10下部为空心结构，其空心结构为内径12mm的圆柱形凹陷，且内壁设有内螺纹，螺纹连接有拉拔夹具16，所述拉拔夹具16包括外径为12mm的拉拔杆17和与拉拔杆17底部焊接的直径为40mm、厚度为10mm的圆形板18，所述拉拔杆17外表面设有外螺纹，拉拔杆17可与拉杆10下部螺纹连接；在横向联接板4内、且位于传动轴6之间设有测力仪8，本实施例采用的测力仪8量程为0-20kN；

2个所述竖向支承1内侧离地100mm处对称设有宽50mm、深10mm的卡槽13，卡槽13底部设有弹簧夹具12，所述弹簧夹具12下端与卡槽13底部固定连接，上端可自由伸缩活动，2个竖向支承1之间还可拆卸地设有横向卡板14，所述横向卡板14的尺寸为长270mm，宽120mm，厚10mm，所述横向卡板14的两侧分别被2个卡槽13顶部和2个弹簧夹具12夹住；所述横向卡板14中央设有直径为50mm的圆孔15，所述圆孔15位于拉拔夹具16的正下方；

所述数据采集系统包括数据储存器和数显仪表3，所述数显仪表3分别与测力仪8、数据储存器电连接；所述数据储存器内嵌于横向联接板4内，所述数显仪表3内嵌于横向联接板4上表面；本实施例采用的数显仪表4为屏幕可触摸的数显仪表；

所述蓄电系统包括内嵌于横向联接板的可充电蓄电池，在横向联接板侧面还设有该可充电蓄电池的USB充电接口2和电源开关；所述可充电蓄电池分别与测力仪8、数显仪表3、数据储存器电连接。

上述装置的工作原理如下：

(1)将集料母岩加工为直径60mm的圆柱形样品，将样品清洗干净后在室温下静置12h；

(2)取经过脱水、在烘箱内100℃恒温放置4h的沥青10g均匀洒铺于步骤(1)样品的顶面，在室温下自然风干2h，得试件19；

(3)在圆形板18的底部与试件19顶部之间涂布一层高强胶水使二者粘结，使圆形板18位于试件19顶部中央；在20℃环境下放置24h，然后将拉拔杆17向上穿过圆孔15与拉杆10下部螺纹连接好，使横向卡板14位于试件19的上方；

(4)在数显仪表2的触摸屏上输入试件19编号，摇动手柄11均匀加载，微型液压千斤顶20带动传动轴6均匀上升，圆孔15卡住试件19阻止其被带动上升，控制传动轴6位移速度控制在10mm/min，数显仪表3实时显示试件19编号、测力仪8荷载、传动轴6的位移速度；

(5)当拉拔夹具16与试件19完全分离后，通过数显仪表3读取最大荷载值，即为沥青与该试件19的界面粘结力F1；

(6)采用同种沥青和同种集料，重复步骤(1)-步骤(5)4次，得到F2、F3、F4、F5，取5个值的算数平均值F；

(7)根据下式计算该沥青与该集料的界面粘结强度：P＝F/A；

其中，P为界面粘结强度，MPa，精确到0.01MPa；F为界面粘结力，N；A为界面接触面积mm²，本实施例取A＝20²πmm²。

本实用新型采用的工作油泵7、测力仪8、数显仪表3、数据储存器、微型液压千斤顶20均为现有设备。

Claims (5)

1.一种基于界面粘结力定量测试沥青与集料粘附性的装置，其特征在于，包括本体、加载系统、蓄电系统和数据采集系统；

所述本体包括水平设置的横向联接板和与分别与横向联接板两侧连接的竖向支承，使所述本体正面呈“门”字型；

所述加载系统包括工作油泵、微型液压千斤顶和手柄，所述微型液压千斤顶设于横向联接板内，工作油泵设于横向联接板上表面，手柄设于横向联接板侧面；工作油泵、手柄、微型液压千斤顶之间依次通过液压油管连接；

所述横向联接板上设有传动轴，工作油泵设于横向联接板中央，所述传动轴上端穿过横向联接板和工作油泵，与工作油泵以及位于工作油泵上的固定螺母螺纹连接，传动轴下端尾部连接有万向接头，所述万向接头下端连接有拉杆；拉杆下部为空心结构，下部内壁设有内螺纹，螺纹连接有拉拔夹具；在横向联接板内、且位于传动轴之间设有测力仪；

2个所述竖向支承内侧下部对称设有卡槽，卡槽底部设有弹簧夹具，2个竖向支承之间还可拆卸地设有横向卡板，所述横向卡板的两侧分别被2个卡槽顶部和2个弹簧夹具夹住；所述横向卡板中央设有直径为50mm的圆孔，所述圆孔位于拉拔夹具的正下方；

所述数据采集系统包括数据储存器和数显仪表，所述数显仪表分别与测力仪、数据储存器电连接；所述数据储存器内嵌于横向联接板内，所述数显仪表内嵌于横向联接板上表面；

所述蓄电系统为可充电蓄电池，在横向联接板侧面还设有该可充电蓄电池的USB充电接口和电源开关；所述可充电蓄电池分别与测力仪、数显仪表、数据储存器电连接。

2.根据权利要求1所述的基于界面粘结力定量测试沥青与集料粘附性的装置，其特征在于，所述竖向支承宽200-250mm，高300-400mm，厚20-25mm。

3.根据权利要求1所述的基于界面粘结力定量测试沥青与集料粘附性的装置，其特征在于，所述拉拔夹具包括拉拔杆和与拉拔杆底部焊接的圆形板，所述圆形板的直径为40-48mm；所述拉拔杆外表面设有外螺纹，可与拉杆下部螺纹连接。

4.根据权利要求1所述的基于界面粘结力定量测试沥青与集料粘附性的装置，其特征在于，所述横向联接板与竖向支承等宽，长250-300mm，厚80-100mm。

5.根据权利要求1所述的基于界面粘结力定量测试沥青与集料粘附性的装置，其特征在于，所述弹簧夹具一端与卡槽底部固定连接，另一端可自由伸缩活动。

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