集料形状对沥青与集料粘附性影响的试验装置及试验方法
【专利摘要】一种集料形状对沥青与集料粘附性影响的试验装置及试验方法，在底座上设置有底板和箱体，底座中心设置有电动机，箱体侧壁上分别设置6个液压油缸，底板为六边形板，底板的上表面上沿六角方向加工有6个滑槽，6个滑槽内分别设置6个从动轴，每个液压油缸的活塞杆与一个从动轴侧面联接，从动轴的侧面还设置有凹面试件，电动机的输出轴设置在主动轴下表面，主动轴下表面一侧还设置有扭矩传感器，主动轴的侧面与凹面试件对应设置有6个凸面试件。实验装置操作简便、测试准确，试验方法原理简单、自动化程度高。
【专利说明】集料形状对沥青与集料粘附性影响的试验装置及试验方法
【技术领域】
[0001]本发明属于公路工程浙青及浙青混合料试验装置【技术领域】，具体涉及到一种集料形状对浙青与集料粘附性影响的试验装置及试验方法。
【背景技术】
[0002]公路浙青面层是由浙青和集料经拌和、摊铺、碾压而成，通过浙青的粘附能力将松散的集料颗粒粘结成为一种整体性材料。浙青与集料的粘附性是指浙青薄膜在集料表面上的附着能力和抗剥落性能，一个十分重要的技术指标，它直接关系到浙青混合料的强度、稳定性与耐久性，进而影响浙青路面的使用品质。在浙青路面中，浙青与集料间应具有良好的粘附性。
[0003]目前实施的《公路工程浙青及浙青混合料试验规程》(JTGE20-2011)中，对于粒径大于13.2mm的集料测试浙青与集料的粘附性采用水煮法,对粒径小于或等于13.2mm的集料测试浙青与集料的粘附性采用水浸法。当同一种料源集料既有大于也有小于13.2mm的集料时，取大于13.2mm水煮法试验为标准。此外，还有动态剥落试验(法国的冲击脱落试验)，美国SHRP净吸附试验，欧洲标准试验、旋转瓶试验等。
[0004]上述试验能够较好的测试浙青与集料间的力粘附性，但是浙青与集料间的粘附性不仅与浙青自身的性质有关，而且与集料的表面形状有关，而上述试验方法都没有涉及到集料颗粒接触面形状对浙青与集料粘附性的影响。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的一个技术问题在于提供一种原理简单、操作简便、测试准确、自动化程度高的集料形状对浙青与集料粘附性影响的试验装置。
[0006]本发明所要解决的另一个技术问题在于提供了一种应用集料形状对浙青与集料粘附性影响的试验装置的试验方法。
[0007]解决上述技术问题所采用的技术方案是:
[0008]在底座上设置有底板和箱体，底座中心设置有电动机，箱体侧壁上分别设置6个液压油缸,底板为六边形板,底板的上表面上沿六角方向加工有6个滑槽,6个滑槽内分别设置6个从动轴，每个液压油缸的活塞杆与一个从动轴侧面联接，从动轴的侧面还设置有凹面试件，电动机的输出轴设置在主动轴下表面，主动轴下表面一侧还设置有扭矩传感器，主动轴的侧面与凹面试件对应设置有6个凸面试件。
[0009]采用本发明试验装置的试验方法，包括以下步骤:
[0010]1、将集料原料的接触表面切割成型为大圆形、小圆形、钝三角、尖三角、宽平面、窄平面6种不同的形状，每种接触面形状的待测试件制作3组，每组分为接触面形状相互吻合的I个凹面试件和I个凸面试件，将切割成型的集料试件表面打磨光滑，蒸馏水煮沸清洗，140°C干燥I小时；制作完成的待测试件分为3份，每份中接触面形状为大圆形、小圆形、钝三角、尖三角、宽平面、窄平面的待测试件各一组，组成一次试验用的待测试件；[0011]2、将待测试件分别固定安装在主动轴和从动轴上，调节主动轴和6个从动轴上的凹面试件与主动轴上的凸面试件之间的距离为1.5mm ；
[0012]3、由可编程控制器接通电动机电源，电动机转速为0.5rad/min,电动机的输出轴带动主动轴旋转，主动轴旋转与从动轴接触带动从动轴旋转，扭矩传感器记录主动轴的空转扭矩Stl并通过数据线传输到计算机中；由可编程控制器关闭电动机电源，调节个从动轴至滑槽外缘；
[0013]4、浙青加热至140°C，将浙青涂覆在接触表面形状为大圆形的凹面试件和凸面试件之间，由可编程控制器控制电磁阀门接通，启动安装有大圆形凹面试件的从动轴上的液压油缸，调整该从动轴上的凹面试件与主动轴上的凸面试件接触面紧密粘结，室温冷却15分钟；
[0014]5、由可编程控制器接通电动机电源，电动机转速为0.5rad/min,电动机的输出轴带动主动轴旋转，直至主动轴与安装有大圆形凹面试件的从动轴完全分离；扭矩传感器记录主动轴与安装有大圆形凹面试件的从动轴之间的最大粘附扭矩S1并通过数据线传输到计算机中；
[0015]6、由上述步骤测得的最大空转扭矩Stl和最大粘附扭矩S1计算接触面为大圆形的待测试件的比例系数Hl1，根据以下公式:
【权利要求】
1.一种集料形状对浙青与集料粘附性影响的试验装置，其特征在于:在底座(8)上设置有底板(7)和箱体(4)，底座(8)中心设置有电动机(6)，箱体(4)侧壁上分别设置6个液压油缸(3)，底板(7)为六边形板，底板(7)的上表面上沿六角方向加工有6个滑槽(a)，6个滑槽(a)内分别设置6个从动轴(2)，每个液压油缸(3)的活塞杆与一个从动轴(2)侧面联接，从动轴(2)的侧面还设置有凹面试件(11)，电动机(6)的输出轴设置在主动轴(I)下表面，主动轴(I)下表面一侧还设置有扭矩传感器(5)，主动轴(I)的侧面与凹面试件(11)对应设置有6个凸面试件(12)。
2.一种使用权利要求1的集料形状对浙青与集料粘附性影响的试验装置的试验方法，包括以下步骤: 1)将集料原料的接触表面切割成型为大圆形、小圆形、钝三角、尖三角、宽平面、窄平面6种不同的形状，每种接触面形状的待测试件制作3组，每组分为接触面形状相互吻合的I个凹面试件(11)和I个凸面试件(12)，将切割成型的集料试件表面打磨光滑，蒸馏水煮沸清洗，140°C干燥I小时；制作完成的待测试件分为3份，每份中接触面形状为大圆形、小圆形、钝三角、尖三角、宽平面、窄平面的待测试件各一组，组成一次试验用的待测试件； 2)将待测试件分别固定安装在主动轴(I)和从动轴(2)上，调节主动轴(I)和6个从动轴(2)上的凹面试件(11)与主动轴(I)上的凸面试件(12)之间的距离为1.5mm ； 3)由可编程控制器(9)接通电动机(6)电源，电动机(6)转速为0.5rad/min,电动机(6 )的输出轴带动主动轴(I)旋转，主动轴(I)旋转与从动轴(2 )接触带动从动轴(2 )旋转，扭矩传感器(5)记录主动轴(I)的空转扭矩Stl并通过数据线传输到计算机(10)中；由可编程控制器(9)关闭电动机(6)电源，调节(6)个从动轴(2)至滑槽外缘； 4)浙青加热至140°C,将浙青涂覆在接触表面形状为大圆形的凹面试件(11)和凸面试件(12)之间，由可编程控制器(9)控制电磁阀门(13)接通，启动安装有大圆形凹面试件(12)的从动轴(2)上的液压油缸(3)，`调整该从动轴(2)上的凹面试件(11)与主动轴(I)上的凸面试件(12)接触面紧密粘结，室温冷却15分钟； 5)由可编程控制器(9)接通电动机(6)电源，电动机(6)转速为0.5rad/min,电动机(6)的输出轴带动主动轴(I)旋转，直至主动轴(I)与安装有大圆形凹面试件(12)的从动轴(2)完全分离；扭矩传感器(5)记录主动轴(I)与安装有大圆形凹面试件(12)的从动轴(2)之间的最大粘附扭矩S1并通过数据线传输到计算机(10)中； 6)由上述步骤测得的最大空转扭矩Stl和最大粘附扭矩S1计算接触面为大圆形的待测试件的比例系数Hl1，根据以下公式:
S1-So
襲 s =—5
； 7)重复上述步骤4)至6)，依次试验接触面为小圆形、钝三角、尖三角、宽平面、窄平面的待测试件，测得相应的最大粘附扭矩S2、S3、S4、S5、S6,根据公式计算得比例系数m2、m3、m4、m5、m6 ； 8)比较比例系数Hi1~m6的数值大小，比例系数m数值越大表明浙青和集料的粘附性能越好，得出接触面形状对浙青与集料粘附性的影响。
【文档编号】G01N19/04GK103760104SQ201410028738
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年1月22日 优先权日:2014年1月22日
【发明者】张久鹏, 贺明明, 孙昌乐, 黎宇阳, 任仲山, 陆瑞国, 杜慧, 刘乙丁, 刘虎军, 张梦丽, 王凯, 裴建中, 李蕊 申请人:长安大学