一种轮胎式沥青混合料抗滑耐久性测试夹具及使用方法
【专利摘要】本发明公开了一种轮胎式沥青混合料抗滑耐久性测试的夹具及使用方法。夹具由卡槽、连接体、轮胎组成；夹具通过上部的卡槽与水泥胶砂耐磨性试验机连接固定，夹具下部的三个轮胎通过外侧挡板用螺丝固定在连接体的铁轴上。本发明使用于已广泛配备的水泥胶砂耐磨性试验机，夹具制作简单，价格低廉；本夹具上的轮胎与沥青混合料试件负荷接触，从而使得轮胎循环行驶在混合料表面上，有效模拟了车辆行驶对路面的磨耗作用，模拟机理简单直接；对混合料抗滑性能的变化基于试件质量变化和磨耗面的构造深度，两指标测试简单快捷，易于操作。本发明可为沥青路面抗滑性能的设计、优化和预估提供有效工具和方法。
【专利说明】一种轮胎式沥青混合料抗滑耐久性测试夹具及使用方法
【技术领域】
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[0001]本发明涉及的是一种轮胎式浙青混合料抗滑耐久性测试夹具及使用方法。
【背景技术】
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[0002]现代交通具有安全、快速、便捷和舒适特点，其中，安全是重要的使用要求。研究表明，导致交通事故发生的原因是多方面的，其中，路面抗滑性能的不足是主要原因之一，良好的路表构造是保证车辆安全的必要条件。这不仅要求新铺筑的浙青路面的抗滑性能符合规定，而且还要求其在整个使用年限内都满足规定，为此，路面上面层需要具有足够的抗磨耗耐久性能。
[0003]浙青路面路表构造按其不规则性、大小、分布以及作用可分为大构造、平整度、微观构造和宏观构造四大类。然而，前两种对路表抗滑能力的提升没有太大意义，后两种可在很大程度上提高路表的抗滑能力，是需要保证的。要保证路面足够的抗滑力，并尽量降低其随轮胎磨耗作用的速率以及受水膜的影响，这要求路表具有较好的微观构造特征和宏观构造特征。石料特性对路面的微观构造贡献较大，矿料配比和施工方法对宏观构造影响较大。
[0004]目前对于浙青路面抗滑性能的评价，只有在路面建成通车后，采用铺砂法测试构造深度、摆式仪法测试摆值，或采用摩擦系数测试车等方式，这些方法虽然都可良好的检测路面抗滑性能，但是却具有事后性，即只有在路面进入使用后才能得知路面的抗滑能力，不能在浙青混合料设计阶段便对路面抗滑性能及其变化作出评价及调整，因而这对路面的设计与施工，以及新材料和新技术的使用带来了诸多不便。同时路面抗滑性能在运营中是一个持续的衰减过程，合理的评价其抗滑耐久性，对路面的养护决策、材料的优化设计等都具有重要意义。因而有必要开发室内浙青混合料的抗滑耐久性评价方法，可用于浙青混合料设计阶段抗滑性能评价及优化，也可用于路面使用性能预测及养护措施的确定，因而具有重要的现实意义和推广价值。
[0005]目前我国并没有规范性的浙青混合料抗滑耐久性评价方法，国内外学者对此进行了较多研究并开发了多类型评价设备，包括同济大学杨众、长安大学赵战利、西南科技大学沈娟、华南理工大学雷超旭、武汉理工大学曹平等，但这些设备都需单独制作，由于构成复杂，造价高，操作繁琐，因而可推广性差。为此开发简单易行的室内浙青混合料的抗滑耐久性评价设备和方法就成为该方面研究的重点。
[0006]水泥胶砂耐磨性试验机是用于评价水泥胶砂耐磨性能的规范方法，其通过花轮磨头对胶砂的作用来评价水泥路面耐磨性能。从路面磨耗机理上可知该法一样可用于浙青路面，由于该设备价格低、操作简单、区分效果好，因而如果可以对其进行改造用于浙青路面抗滑耐久性的评价，将具有良好的可行性。改造的核心就是铁质材料的花轮磨头，它会对浙青混合料造成过于严重的磨损，与实际使用情况不符，故需要开发复合浙青路面实际车轮磨耗作用的测试夹具。
【发明内容】
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[0007]本发明的目的在于克服目前无浙青路面抗滑耐久性能规范性评价方法，研究提出的同类设备造价高、操作繁杂、可推广性差的不足，提供一种用于水泥胶砂耐磨性试验机的轮胎式浙青混合料抗滑耐久性测试夹具及方法。
[0008]为了解决【背景技术】所存在的问题，本发明采用以下技术方案:
[0009]一种轮胎式浙青混合料抗滑耐久性测试夹具，它由卡槽、连接体、轮胎组成；夹具通过上部的卡槽与水泥胶砂耐磨性试验机连接固定，夹具下部的三个轮胎通过外侧挡板用螺丝固定在连接体的铁轴上。
[0010]其中所述的三个轮胎是可拆卸的；所述的轮胎包括内部铁环和外部橡胶环，铁环套在夹具的连接体的铁轴上，铁环内涂抹黄油以确保能自由转动，铁环外侧紧套橡胶环，以此模拟汽车轮胎。
[0011]一种轮胎式浙青混合料抗滑耐久性测试夹具的使用方法，包括步骤:
[0012](I)利用轮碾法型浙青混合料试件，静置24小时后，切割成150*150mm试件；
[0013](2)将切割好的试件，成型时的上表面向上，放置到耐磨试验机的水平转盘上并固紧；
[0014](3)将轮胎式浙青混合料抗滑耐久性测试夹具固定在水泥胶砂耐磨性试验机上，施加400N负荷用以加速混合料磨耗；
[0015](4)预磨10次，取下试件清扫干净，称量初始试件重量0?)，采用铺砂法测试初始磨耗区域构造深度(TDtl)；
[0016](5)重新固定试件后，分别磨耗50、100、150和200次，每次磨耗完毕后重复步骤4，测试HIi和TDi, i分别记为1、2、3、4;
[0017](6)使用磨耗200次后构造深度TD4评价磨耗后期路面构造深度是否满足规范使用要求，使用磨耗质量变化率(Cm)和构造深度变化率(Ctd)两个指标综合评价浙青混合料抗滑耐久性能，这两个指标反映了磨耗过程中浙青混合料质量和构造深度的平均变化幅度，数值越大则代表抗磨耗能力越差，两参数计算公式如下:
γ/η,η~/η,
[0018]P ^ 50
—
m4
令 TDn-TD
Xι+Ι_ι_
[0019],.,50
^TD -^。
[0020](7)每次测试前应检查橡胶环完整性，如果出现明显磨损应更换后再行试验。
[0021]本发明对比现有技术有如下的有益效果:本发明使用于已广泛配备的水泥胶砂耐磨性试验机，新开发的夹具制作简单，价格低廉；本夹具上的轮胎与浙青混合料试件负荷接触，从而使得轮胎承压循环行驶在混合料表面上，有效模拟了车辆行驶对路面的磨耗作用，模拟机理简单直接；对混合料抗滑性能的变化基于试件质量变化和磨耗面的构造深度，两指标测试简单快捷，易于操作。本发明可为浙青路面抗滑性能的设计、优化和预估提供有效工具和方法。
【专利附图】
【附图说明】
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[0022]图1为本发明的夹具组成示意图。
[0023]图2为夹具的下部图。
[0024]图3为夹具上的轮胎。
[0025]图4为本发明的方法流程图。
【具体实施方式】
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[0026]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步描述:
[0027]图1为本发明的夹具组成示意图。它由卡槽1、连接体2、轮胎3组成；夹具通过上部的卡槽与水泥胶砂耐磨性试验机连接固定，夹具下部的三个轮胎通过外侧挡板5用螺丝固定在连接体的铁轴4上，其中挡板可拆卸，便于更换磨损后的轮胎。
[0028]图2为夹具的下部图，图3为夹具上的轮胎图。轮胎包括内部铁环6和外部橡胶环7，铁环套在连接体的铁轴4上，两者间涂抹黄油以确保能自由转动，铁环外侧紧套橡胶环，以此模拟汽车轮胎。
[0029]试验时，水泥胶砂耐磨性试验机的主轴旋转，从而带动浙青混合料抗滑耐久性测试夹具转动，由于夹具与浙青混合料板在负荷作用下紧密接触，能带动轮胎旋转，从而模拟了实际道路上汽车轮胎对路面的往复行驶作用。
[0030]图4为本发明的方法流程图。
[0031]一种轮胎式浙青混合料抗滑耐久性测试的方法，包括步骤:
[0032](I)利用轮碾法型浙青混合料试件，静置24小时后，切割成150*150mm试件供试验米用；
[0033](2)将切割好的试件，成型时的上表面向上，放置到耐磨试验机的水平转盘上并固紧。
[0034](3)将轮胎式浙青混合料抗滑耐久性测试夹具固定在水泥胶砂耐磨性试验机上，施加400N负荷用以加速混合料磨耗。
[0035](4)预磨10次，取下试件清扫干净，称量初始试件重量0?)，采用铺砂法测试初始磨耗区域构造深度(TDtl)。
[0036](5)重新固定试件后，分别磨耗50、100、150和200次，每次磨耗完毕后重复步骤4，测试HIi和TDi, i分别记为1、2、3、4。
[0037](6)使用磨耗200次后构造深度TD4评价磨耗后期路面构造深度是否满足规范使用要求，使用磨耗质量变化率(Cm)和构造深度变化率(Ctd)两个指标综合评价浙青混合料抗滑耐久性能，这两个指标反映了磨耗过程中浙青混合料质量和构造深度的平均变化幅度，数值越大则代表抗磨耗能力越差，两参数计算公式如下:
y lnm-m;
[0038]^50
Cm= ^4^
y TD111 -TDi
[0039]广50
-4。
[0040](7)每次测试前应检查橡胶环完整性，如果出现明显磨损应更换后再行试验。
[0041]本发明基于该设备，开发了轮胎式浙青混合料抗滑耐久性测试夹具，用以替代花轮磨头，模拟浙青路面上汽车轮胎行驶对路面的磨耗，同时开发了新的评价指标反映浙青混合料抗滑耐久能力。由于水泥胶砂耐磨性试验机已大量普及，开发的轮胎式浙青混合料抗滑耐久性测试夹具结构简单，价格低廉。再者本发明提出的测试方法操作简便。因而使得本发明提出的新夹具和测试方法具有效果好，易推广的优势。
[0042]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种轮胎式浙青混合料抗滑耐久性测试的夹具，其特征在于，它由卡槽、连接体、轮胎组成；夹具通过上部的卡槽与水泥胶砂耐磨性试验机连接固定，夹具下部的三个轮胎通过外侧挡板用螺丝固定在连接体的铁轴上。
2.如权利要求1所述的一种轮胎式浙青混合料抗滑耐久性测试的夹具，其特征在于，所述的三个轮胎是可拆卸的。
3.如权利要求1所述的一种轮胎式浙青混合料抗滑耐久性测试的夹具，其特征在于，所述的轮胎包括内部铁环和外部橡胶环，铁环套在铁轴上，铁环内涂抹黄油以确保能自由转动，铁环外侧紧套橡胶环，以此模拟汽车轮胎。
4.一种轮胎式浙青混合料抗滑耐久性测试的夹具使用方法，其特征在于，包括步骤: (1)利用轮碾法型浙青混合料试件，静置24小时后，切割成150*150mm试件； (2)将切割好的试件，成型时的上表面向上，放置到耐磨试验机的水平转盘上并固紧； (3)将轮胎式浙青混合料抗滑耐久性测试夹具固定在水泥胶砂耐磨性试验机上，施加400N负荷用以加速混合料磨耗； (4)预磨10次，取下试件清扫干净，称量初始试件重量(Hici)，采用铺砂法测试初始磨耗区域构造深度(TDtl)； (5)重新固定试件后,分别磨耗50、100、150和200次,每次磨耗完毕后重复步骤4,测试Hii和TDi, i分别记为1、2、3、4 ； (6)使用磨耗200次后构造深度TD4评价磨耗后期路面构造深度是否满足规范使用要求，使用磨耗质量变化率(Cm)和构造深度变化率(Ctd)两个指标综合评价浙青混合料抗滑耐久性能，这两个指标反映了磨耗过程中浙青混合料质量和构造深度的平均变化幅度，数值越大则代表抗磨耗能力越差，两参数计算公式如下:
y /M/,i ~m, r50 m4
50 f _ 2^0_JU m —4 (j)每次测试前应检查橡胶环完整性，如果出现明显磨损应更换后再行试验。
【文档编号】G01N3/04GK104237003SQ201410460499
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月11日 优先权日:2014年9月11日
【发明者】魏建国, 李平, 李海湛, 陈玉红, 王德新, 刘书萍, 王军民, 刘国礼, 龚文剑 申请人:长沙理工大学