一种环氧沥青混凝土施工容留时间的测试装置及测试方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于道路工程技术领域，涉及环氧沥青混凝土施工容留时间的测试装置及 测试方法。
【背景技术】
[0002] 环氧沥青混凝土是由环氧沥青和集料拌和而成的一种强度高、刚性大的沥青混凝 土，具有优良的高温稳定性、耐腐蚀性、水稳定性和抗疲劳特性，在超大跨径钢桥面及重交 通道路上得到广泛的应用。与普通沥青混凝土不同，环氧沥青混凝土的结合料环氧沥青是 由环氧树脂和含固化剂的石油沥青组成，当环氧树脂和含固化剂的石油沥青混合时，会发 生固化反应，其黏度随着时间增长而逐渐增加，当反应达到一定阶段时，黏度迅速增加，形 成不熔凝胶体。因此，在环氧沥青混凝土拌和到摊铺的施工过程中，环氧沥青的黏度不但随 着温度变化，而且也随着时间不断变化。在这种变化过程中，如果过早卸料、摊铺和碾压，混 凝土会由于黏度过低出现离析现象，反之，如果过晚卸料、摊铺和碾压，混凝土会由于黏度 过高而导致摊铺困难和碾压不密实，严重时，甚至会导致混凝土固化成块状，不仅会损害摊 铺机，还会阻碍整个的后续施工，后面连续几车的昂贵的环氧沥青混凝土也会成为废弃物， 在延误工期的情况下造成巨大的经济损失。因此，准确把握环氧沥青混凝土的卸料、摊铺和 碾压的时间（施工容留时间）对于环氧沥青混凝土的顺利施工及施工质量至关重要。
[0003] 近几年，国内外学者针对环氧沥青混凝土的施工容留时间，对环氧沥青混凝土进 行了大量的研宄，并取得了一些成果，主要是通过结合《公路沥青路面施工技术规范（JTG F40-2004)》中沥青施工黏度控制范围、不同温度下环氧沥青黏度的增长规律与大量的马歇 尔试验，来间接确定环氧沥青混凝土的施工容留时间，并根据该容留时间进行环氧沥青混 凝土的施工。该方法能在一定程度上给环氧沥青混凝土的施工带来帮助，但是不能避免混 凝土出现离析或者过早固化等现象，不能彻底解决问题。这主要是因为环氧沥青混凝土的 容留时间不仅跟环氧沥青的黏度、集料级配及油石比有关，还跟施工环境有关，不能仅仅通 过室内试验来确定现场施工容留时间，另一方面，环氧沥青混凝土的施工容留时间随着混 凝土温度的连续变化而发生连续变化，是个复杂的动态变化过程，而且在每个温度区间经 历的时间长短也会影响最后的施工容留时间，因此需要进行环氧沥青混凝土施工容留时间 的实时测试。
[0004] 目前国内外关于环氧沥青混凝土施工容留时间的直接测定还没有标准的测试方 法，更没有相关的测试装置，大多数参照环氧沥青黏度增长规律、大量的马歇尔试验及施工 经验，通过现场混凝土温度的测量和外观的观察进行施工容留时间的确定，这种方法不仅 前期工作繁琐，而且结果误差较大，不能实时准确地直接得到现场环氧沥青混凝土的真实 施工容留时间，从而不能保证环氧沥青混凝土的顺利施工及施工质量。
【发明内容】
[0005] 发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种环氧沥青混凝土施 工容留时间的测试装置及测试方法，该环氧沥青混凝土施工容留时间的测试装置制造简 单，成本较低，便于维护，使用范围较广，具有极高的灵敏度、精度、准确性与稳定性，该环氧 沥青混凝土施工容留时间的测试方法步骤简洁，快速直接，效率极高，能实时准确地直接测 出现场环氧沥青混凝土的真实施工容留时间，保证环氧沥青混凝土的顺利施工及施工质 量。
[0006] 技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
[0007] 一种环氧沥青混凝土施工容留时间的测试装置，包括隔离器、外壳、搅拌器、搅拌 轴、电动机、加热丝、测温器、测速器和控制器，隔离器为两端开口的圆筒状，隔离器的使用 材料为金属导热材料，在搅拌轴前端固定有内挡板，隔离器和外壳轴向固定，搅拌器和搅拌 轴轴向固定，搅拌器和内挡板使用的材料为金属导热材料；以外壳与隔离器连接端为前端， 外壳由前至后分为前部外壳、中部外壳和尾部外壳三部分，其中前部外壳为金属导热材料， 中部外壳和尾部外壳为隔热材料，加热丝嵌置在前部外壳的壁面中，内挡板可沿轴向在前 部外壳内移动，前部外壳的前端外侧设置有外挡板（当装置插入待测环氧沥青混凝土时， 通过外挡板能够起到很好的支撑与隔离作用，并保证装置外部的清洁）；加热时，搅拌器移 动到前部外壳内并固定轴向位置，加热丝对前部外壳进行加热，前部外壳将热量传递给隔 离器和搅拌器，使前部外壳、隔离器、搅拌器的温度接近一致，测温器对搅拌器的温度进行 检测；工作时，搅拌器移动到隔离器内并固定轴向位置，并且隔离器和外壳之间通过内挡板 隔离开（使待测环氧沥青混凝土无法进入装置内部，保证装置内部的清洁），电动机驱动搅 拌轴和搅拌器转动，测速器对搅拌器的转速进行检测，待测环氧沥青混凝土将热量传递给 隔离器、搅拌器和前部外壳，使待测环氧沥青混凝土、前部外壳、隔离器、搅拌器的温度接近 一致，测温器对搅拌器的温度进行检测；控制器对电动机、加热丝、测温器和测速器进行驱 动控制，并显示测温器和测速器的检测数据，同时显示环氧沥青混凝土施工容留时间。
[0008] 优选的，所述搅拌器包括锥形转子、螺旋转子和安装板，锥形转子和螺旋转子轴 向长度相同，锥形转子和螺旋转子同轴同向安装，锥形转子的非尖端和螺旋转子的大端焊 接在安装板上；安装板中心设置有通孔；锥形转子分为前段、中段和尾段三部分，前段为圆 锥体，中段为圆柱体，尾段为螺纹结构，圆锥体的大端面直径为8mm，圆锥体的轴向长度为 10mm，圆柱体的直径为8mm，圆柱体的轴向长度为150mm，螺纹结构穿过安装板中心的通孔 后与搅拌轴螺纹连接，安装板与搅拌轴的内挡板贴合；螺旋转子由圆锥线体螺旋成等螺距 的圆锥螺旋体，圆锥线体的截面为花边圆形，圆锥线体的大端面等效外径为8mm、10mm或 12_，圆锥螺旋体的大端面直径为90_，圆锥螺旋体的轴向长度为160_，圆锥螺旋体的螺 距为25mm、33mm或40mm;根据螺旋转子的圆锥线体的大端面等效外径和圆锥螺旋体的螺 距，将搅拌器分为三个型号，分别标记为型号I搅拌器、型号II搅拌器及型号III搅拌器， 型号I搅拌器的圆锥线体大端面等效外径为8mm、圆锥螺旋体的螺距为25mm，型号II搅拌 器的圆锥线体大端面等效外径为l〇mm、圆锥螺旋体的螺距为33mm，型号III搅拌器的圆锥 线体大端面等效外径为12mm、圆锥螺旋体的螺距为40mm。
[0009] 优选的，所述隔离器的内径为100mm，隔离器的轴向长度为160mm;所述测速器包 括感应探头和八个感应磁铁，其中感应探头固定在前部外壳上，八个感应磁铁以搅拌轴的 内挡板中心为圆心均匀布置在内挡板上，通过单位时间内感应探头检测到的感应磁铁的数 量的方式测量搅拌器的转速。
[0010] 优选的，在隔离器的前端设置有前封盖，在尾部外壳的尾端设置有后挡盖；加热 时，前封盖盖在隔离器的前端，提高加热速度；工作时，后挡盖旋在尾部外壳的尾端、与搅拌 轴尾端产生压力；所述后挡盖上设置有圆水准器。
[0011] 优选的，还包括辅助支撑、电动机安装座和电动机罩壳，电动机固定在电动机安装 座上、覆罩在电动机罩壳内；搅拌轴上同轴固定一个A齿轮，电动机输出轴上同轴固定一个 B齿轮；辅助支撑包括下承板和上承板，上承板和下承板之间通过一组弹簧连接，下承板焊 接在中部外壳内；在中部外壳内壁上设置有定位卡槽和隔离卡槽；电动机安装座包括相固 定的侧板和底板，在侧板的外侧设置有把手，底板放置在上承板上；非工作时，侧板卡入隔 离卡槽内，通过隔离卡槽固定电动机，侧板与定位卡槽错开，弹簧长度为li，A齿轮和B齿轮 相错开；工作时，侧板卡入定位卡槽内，通过定位卡槽固定电动机，侧板与隔离卡槽错开，弹 簧长度为1 2,A齿轮和B齿轮相啮合；1，12。
[0012] 优选的，在中部外壳上固定有一个斜向尾端的把手。
[0013] 一种基于上述环氧沥青混凝土施工容留时间的测试装置的测试方法，包括如下步 骤：
[0014] (1)根据待测环氧沥青混凝土的集料公称最大粒径选择型号合适的搅拌器，如表 1所示，首先将搅拌器旋入搅拌轴，再将隔离器旋在前部外壳上，安装各个部件后，搅拌器位 于前部外壳内并固定轴向位置，将前封盖盖在隔离器的前端；此时，侧板卡入隔离卡槽内， 通过隔离卡槽固定电动机，侧板与定位卡槽错开，A齿轮和B齿轮相错开；
[0015] (2)接通电源，设定加热温度，通过加热丝对前部外壳进行加热，前部外壳将热量 传递给隔离器和搅拌器，使