一种沥青结合料流变测试仪的制作方法

文档序号:6210634阅读:314来源:国知局
一种沥青结合料流变测试仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种沥青结合料流变测试仪,包括底座,底座上垂直设置有立柱,立柱上端通过连接杆固结有与立柱平行的固定杆,固定杆顶端和底端均固结有与固定杆垂直的横杆,固定杆顶端的横杆上设置有释放机构,释放机构中安装有加载轴,加载轴穿过固定杆底端的横杆且与立柱平行,加载轴上安装有带有显示屏的直线位移传感器;固定杆下方的底座上设置有保温水槽,保温水槽中设置有试件支架;该保温水槽通过连接管与低温冷浴连接。本实用新型的有益效果是,较现有的弯曲梁流变仪相比,可以准确地测定出道路沥青低温性能,其结构简单,成本低廉,操作简便,为道路沥青的性能测试与评估提供了良好的可靠的试验仪器。
【专利说明】一种沥青结合料流变测试仪
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种根据弯曲梁流变仪法原理定量测定道路浙青低温性能的测定装置,尤其是操作简单、结果可靠的一种新型的浙青结合料流变测试仪。
【背景技术】
[0002]在冬季严寒地区,低温、大温差作用产生的低温裂缝是该地区浙青路面的主要病害形式,该低温裂缝不仅破坏了路面的连续性、整体性及美观,而且会从裂缝中不断进入水分使基层甚至路基软化,导致路面承载力下降加速路面破坏。同时,随着裂缝逐年加宽,边缘折断破碎,促使路面平整度降低,严重危及道路的使用寿命和质量。鉴于此,进行浙青低温性能以及在低温区间的温度敏感性研究对各气候分区浙青指标的选择有重要意义。
[0003]目前,公知的道路浙青低温性能测试装置有延度仪和弯曲梁流变仪。我国规范的常规试验中只有延度仪测出的低温延度这一指标用于评价浙青结合料的低温性能,且没有浙青在低温区的温度敏感性指标,只是通过针入度指数PI来预测浙青的温感性,由于公式的外延及测量的主观因素会造成人为误差,该指标并不能科学的评价浙青在低温区间的温度敏感性。
[0004]美国SHRP计划所研发的低温弯曲梁流变仪(BBR)为测定浙青的低温性能以及在低温区间的性质变化提供了一个很好的手段,它是以流变学为基础,通过测定蠕变劲度模量和蠕变速率等流变参数,能够直接充分的反映温度、时间对于浙青低温流变性质的影响。然而,该试验仪器成本昂贵且操作复杂,目前并不适合在冬季严寒地区广泛推广,但其试验结果对该地区浙青 结合料的选择有重要意义。其原理如下:
[0005]在低的温度范围内,浙青路面的破坏主要是由于温度收缩开裂引起的,随着温度的降低,浙青的劲度逐渐增加,从而使浙青产生一定收缩应变时具有较大的应力,这种应力可以通过浙青的粘弹流动得到释放,因此浙青的抗低温开裂能力与浙青在低温下的劲度和应力释放速度有关。在低温下,低的劲度和高的释放速度对抗低温开裂是有利的。低温弯曲梁流变仪是通过测量蠕变劲度模量S和蠕变应变速率m来反映劲度和应力释放速度,同时,在不同温度下进行弯曲蠕变试验,根据S和m随温度的变化情况来反映浙青在低温区间的温度敏感性。

nr 3
[0006]Sm = ^

AbIr h(t)
[0007]式中:S(t)——随时间变化的劲度模量,MPa, t=60s ;
[0008]P——施加的恒定荷载,980mN ;
[0009]h,b,L——小梁(即试件)的高度、宽度和长度,分别为6.4mm, 12.7mm, 127mm ;
[0010]Δ (t)-随时间变化的跨中挠度,m, t=60s。
[0011]实用新型以SHRP计划研发的BBR试验原理为基础,提出了一种简易的浙青结合料流变测试仪。
【发明内容】

[0012]为了克服现有的道路浙青低温性能测定装置延度仪测定结果可靠性差和弯曲梁流变仪操作复杂、成本昂贵的不足,本实用新型提供一种测定装置,该装置不仅测定结果能较为准确地反映道路浙青低温性能,而且操作简单、成本低廉。
[0013]一种浙青结合料流变测试仪,包括底座,底座上垂直设置有立柱,立柱上端通过连接杆固结有与立柱平行的固定杆,固定杆顶端和底端均固结有与固定杆垂直的横杆,固定杆顶端的横杆上设置有释放机构,释放机构中安装有加载轴,加载轴穿过固定杆底端的横杆且与立柱平行,加载轴上安装有带有显示屏的直线位移传感器;固定杆下方的底座上设置有保温水槽,保温水槽中设置有试件支架;该保温水槽通过连接管与低温冷浴连接。
[0014]进一步地,所述的释放机构包括设置在固定杆顶端横杆上的夹子,加载轴安装在夹子中,夹子的开合由一个按键控制。
[0015]进一步地,所述的试件支架为内部中空、外部等高的筒形支架,支架上设置有固定夹。
[0016]进一步地,所述的加载轴的下端部为半球形。
[0017]进一步地,所述的加载轴整体重量为100g。
[0018]进一步地,所述的保温水槽和低温冷浴通过两根连接管连接形成回路。
[0019]进一步地,所述的直线位移传感器为带有显示屏的直线位移传感器。
[0020]本实用新型的有益效果是,较现有的弯曲梁流变仪相比,可以准确地测定出道路浙青低温性能,其结构简单,成本低廉,操作简便,为道路浙青的性能测试与评估提供了良好的可靠的试验仪器。同时,本实用新型适合在冬季严寒地区广泛推广,其试验结果对该地区浙青结合料的选择有重要意义。
【专利附图】

【附图说明】
[0021]图1是本实用新型的整体结构示意图;
[0022]图2是本实用新型的俯视图;
[0023]图3为立柱部分的正视图;
[0024]图4为加载轴的结构示意图;
[0025]图5为夹子部分的正视结构示意图;
[0026]图6为夹子部分的俯视结构示意图;
[0027]图中:1 一底座,2—立柱,3—连接杆,4一固定杆,5—释放机构,6—加载轴,7—保温水槽,8—试件支架,9一试件,10—连接管,11一低温冷浴,12—夹子,13—按键,14一直线位移传感器;
【具体实施方式】
[0028]遵从上述技术方案,如图1至图4所示,一种浙青结合料流变测试仪,包括底座1、立柱2、固定杆4、加载轴6、保温水槽7、低温冷浴11和带有显示屏的直线位移传感器14。
[0029]底座I由不锈钢制成,底座I上放置有保温水槽7,保温水槽7的侧壁中设置有保温板;保温水槽7的作用是为试件9提供低温环境,模拟试件9在低温状况下所经历的真实环境;为了保证保温水槽7的温度均衡,使试件9在一段时间内环境温度恒定,保温水槽7通过两根连接管10与低温冷浴11连接,使保温水槽7和低温冷浴11之间形成流动的回路,保持保温水槽7内水温的恒定;试验过程中要保持保温水槽7中的水温差小于±0.1°C,可采用温度传感器来监控。低温冷浴11具有调控进水量的功能,方便控制。
[0030]立柱2为整个装置的支撑机构,立柱2上通过连接杆3固结有与立柱2平行的固定杆4,固定杆4顶端和底端均固结有与固定杆4垂直的横杆,固定杆4顶端的横杆中设置有释放机构5,该释放机构5如图5和图6所示,包括设置在固定杆4顶端横杆上的夹子12,夹子12中夹装有加载轴6 ;夹子12的开合由一个按键13控制,按下按键13,夹子12打开,使加载轴6下落。释放机构5的作用是夹住加载轴6,在按下释放机构5的按钮后,其失去对加载轴6的限制从而使加载轴6自由下落。加载轴6上安装有带有显示屏的IWRM-08型直线位移传感器14,能在加载轴6下落时记录变形量和时间。加载轴6的质量优选为100g,其端部的球头的半径为8mm。
[0031]在保温水槽7中设置有试件支架8,试件支架8为筒形支架,试件9平放在筒形支架的上端,使试件9的中部位于加载轴6正下方;为了尽可能地减小浮力对于测试的影响,筒形支架的顶端距离水面应该在14.3mm?15mm之间,在试件9 (厚6.4±0.Imm)放置完毕且加载轴6端部压头(半径8mm)与之刚好接触后,使得加载轴6压头恰好没入水中,由此,浮力作用则可忽略不计。
[0032]浙青试件9放置在保温水槽7中,按照试验要求温度保温2.5?3小时,然后将浙青试件9安装在试件支架8上,用固定夹进行固定,并使加载轴6与浙青试件9接触。为了消除由于接触时造成的误差,每次试验前先进行Is的预压,使加载轴6端部和试件9很好的接触上,然后将启动安装在加载轴6上的直线位移传感器14,按规定时间进行试验。按试验要求,记录直线位移传感器14的显示屏上显示出的加载轴6下落的位移以及时间,利用弯曲梁流变仪法原理计算出弯曲蠕变劲度和蠕变应变速率,以表征浙青低温性能。
[0033]浙青试件9模具完全按弯曲梁流变仪法的模具要求制作,模具内部尺寸为长127 ±2.0mm、宽 12.7±0.1mm、厚 6.4±0.1mm。
[0034]利用本装置进行浙青结合料流变测试的具体操作流程如下:
[0035]①依规范要求和BBR测试原理,将浙青加热后从准备好的模具的一端开始向另一端移动式地倒入模具中,并使试样稍稍高出模具;
[0036]②待浙青试件9在室温下冷却45?60分钟后将高出模具顶端的样品用热刀刮平;
[0037]③将带有试样的模具放在-5?5°C的冰箱内冷冻5?10分钟后给试件9脱模;
[0038]④将试件9放入试验保温水槽7中,并在试验温度下恒温60 土 5分钟;
[0039]⑤恒温后,将试验梁放在试件支架8上开始试验,试验过程中保持水槽温度在试验温度±0.1°C ;
[0040]⑥打开释放机构5,加载轴6落下,使加载轴6的球头位于试件9中央部位,施加Is的荷载,以保证压头与浙青试件9充分接触;
[0041]⑦开始试验,加载轴6质量为100g,可提供980±50mN的试验荷载,每隔5s记录传感器显示屏上的变形量数值和时间;
[0042]⑧80s后移去试验荷载,终止试验。[0043]⑨根据每隔5s记录的变形量数值,即Λ (t),利用公式S(i):
【权利要求】
1.一种浙青结合料流变测试仪,其特征在于,包括底座(1),底座(I)上垂直设置有立柱(2),立柱(2)上端通过连接杆(3)固结有与立柱(2)平行的固定杆(4),固定杆(4)顶端和底端均固结有与固定杆(4)垂直的横杆,固定杆(4)顶端的横杆上设置有释放机构(5),释放机构(5)中安装有加载轴(6),加载轴(6)穿过固定杆(4)底端的横杆且与立柱(2)平行,加载轴(6)上安装有直线位移传感器(14);固定杆(4)下方的底座(I)上设置有保温水槽(7),保温水槽(7)中设置有试件支架(8);该保温水槽(7)通过连接管(10)与低温冷浴(11)连接。
2.如权利要求1所述的浙青结合料流变测试仪,其特征在于,所述的释放机构(5)包括设置在固定杆(4)顶端横杆上的夹子(12),加载轴(6)安装在夹子(12)中,夹子(12)的开合由一个按键(13)控制。
3.如权利要求1所述的浙青结合料流变测试仪,其特征在于,所述的试件支架(8)为内部中空、外部等高的筒形支架,支架上设置有固定夹。
4.如权利要求1所述的浙青结合料流变测试仪,其特征在于,所述的加载轴(6)的下端部为半球形。
5.如权利要求4所述的浙青结合料流变测试仪,其特征在于,所述的加载轴(6)整体重量为100g。
6.如权利要求1所述的浙青结合料流变测试仪,其特征在于,所述的保温水槽(7)和低温冷浴(11)通过两根连接管(10)连接形成回路。
7.如权利要求1所述的浙青结合料流变测试仪,其特征在于,所述的直线位移传感器(14)为带有显示屏的直线位移传感器。
【文档编号】G01N3/18GK203616212SQ201320834610
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2013年12月16日 优先权日:2013年12月16日
【发明者】马骉, 汪海年, 高俊锋, 高国栋 申请人:长安大学
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