一种碎石封层试件制备装置及使用型模的试件制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于道路领域，具体涉及一种道路碎石封层试件的制备。
【背景技术】
[0002]道路工程中，碎石封层有着广泛的应用，如新建沥青路面的下封层、桥面铺装中的应力吸收层等。同时，国内外开展了大量关于碎石封层的性能研究，如做新建沥青路面的下封层需要测定碎石封层的抗渗水性能、集料抗剥落能力等，试验成果的确定都与试件成型的质量有直接关系。另外，碎石封层中作为粘结材料的沥青是一种感温材料，过高或者过低的温度都会对试验成型后的质量有直接的影响。
[0003]目前市场上还未出现一种完善的碎石封层试件的形成设备及其制备方法，供室内试验使用。鉴于此，需要为室内试验提供一种快速的、便捷的、能控温的碎石封层试验试件制备解决方案，在此背景下，发明了一种碎石封层试件成型模具及用该模具成型制备碎石封层试件的方法。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种碎石封层试件制备装置及使用型模的试件制备方法，克服现有技术中此种试件制备存在的上述不足。
[0005]本发明的碎石封层试件制备装置，由试件型模与型模预热机构组成，其中的型模包括:侧模体、试件压坨、试件托盘；其中的侧模体围成柱形腔，试件压坨封堵侧模体柱形腔上端口并可在柱形腔中滑动，试件托盘封堵侧模体柱形腔下端口 ；其中的型模预热机构包括:承载型模的热媒箱、注入热媒箱的液态热媒、热媒箱中的电加热器、由安装在热媒箱上的温度传感器、温度信号处理及调控器组成的热媒加热温度自动控制器。
[0006]为方便装置的使用及试件的质地的均匀，试件制备装置中的型模侧模体围成圆柱腔，侧模体上有把手，试件压坨上端有把手。
[0007]为防止沥青从型模底部外漏，试件制备装置中型模的侧模体下端有形成阶梯状外扩部分，在热媒箱上表面有与侧模体下端阶梯状外扩部分吻合的侧模体装配环槽，型模中的试件托盘竖向形成上大、下小的阶梯状，在热媒箱上表面有与托盘上的阶梯吻合的托盘装配凹槽。
[0008]为使型模下的热媒快速升温及将热量集中于型模之下，试件制备装置中型模预热机构还包括:在型模底面和热媒箱之间的曲折形热媒循环管、安装在热媒箱中的热媒循环栗组成的热媒循环机构，热媒循环管的两端通入热媒箱，其中的一端连接循环栗；
为精确控制热媒箱的升温:热媒加热温度控制器配有有温度数字显示和进行温度调节的触摸显示屏。
[0009]本发明使用型模的试件制备方法包括以下步骤:
步骤一、先在型模内涂抹脱模剂，再将型模放置在预热机构中的热媒箱上，需要整体脱模时，试件托盘放置砂粒朝向试件的砂纸； 步骤二:取所需沥青和碎石，在烘箱中加热沥青备用，碎石在105°C ±5°C的烘箱中加热备用，其中的沥青根据沥青种类设定加热温度，设定温度以不至于使沥青老化为宜；步骤三:将热媒箱注满热媒，通过开关接通电源，电加热器、水栗、热媒加热温度自动控制器同时启动，对型模预热；
步骤四:待温度显示屏上显示温度至设定温度时，向型模中倒入经步骤2加热的沥青；步骤五:在步骤四中倒入型模的沥青表面呈平面后，将碎石从烘箱中取出，按设定的沥青和碎石的用量比例，将碎石均匀撒布于沥青之上；
步骤六:在经步骤五撒在沥青表面的碎石上放置压坨，将碎石压入沥青中，放稳压坨后，关闭型模预热加热机构；
步骤七:待型模及试件冷却至室温后，将试件托盘从成型模具中脱出，得试件。
[0010]本发明的制备方法中:沥青撒布量为2-2.5kg/ m2，沥青加热至不低于60°C，碎石的撒布量0.005-0.006m3 /m2，碎石粒径4.75-9.5mm，碎石加热至105°C ±5°C，加热时间不少于2小时，热媒箱型模处的温度为100°C ±3°C时，以水为热媒的热媒箱的温度控制在
95-98。。。.采用以上技术方案的有益效果是:该碎石封层试件模具是为了模拟碎石封层的铺筑实际及最为真实的反映出碎石封层的材料组成性能，进而提供了一种用于碎石封层试件制备模具，该碎石封层试件模具是试件制备模具能够很好的满足碎石封层成型的需要，模具易于操作、试件成型速度快、成型试件误差小，试件成型方法简单，采用本模具制作的成型试件为碎石封层的材料测试提供了便捷且有效的支持。
【附图说明】
[0011]图1是本发明中碎石封层试件制备装置侧视分解图；
图2是本发明中碎石封层试件制备装置主视分解图；
图3是本发明中型模预热机构(兼工作台)的俯视图。
【具体实施方式】
[0012]试件制备装置实施例
参阅图1、图2、图3，本发明的碎石封层试件制备装置包括:型模和型模预热机构，其中的型模包括试件压坨1、侧模体2、试件托盘3，型模中的侧模体2围成圆柱腔，侧模体2的上部外周面有对称设置的两个把手2-1，侧模体下端有形成阶梯状外扩部分2-2，型模中的圆柱形试件压坨I的上端面圆心位置有单手握持的把手1-1。试件压坨I封堵侧模体2的圆柱腔上端口并可在圆柱腔中滑动，试件托盘3封堵侧模体2圆柱腔下端口，试件托盘3竖向形成上大、下小的阶梯状。
[0013]型模预热机构包括:带有注水口 14的水箱4，注满水箱的水、水箱4外的型模下方与水箱容腔相通的曲折形水循环管8，连接水循环管一端的水栗10。其中的水循环管通过支架9安装在水箱4上表面留出的凹槽中。水栗10安装在水箱4上设置的水栗放置台11上。电加热管5用支架12装配在水箱4中。温度传感器6用固定件13装配在靠近型模的水箱4上。加热温度自动控制器7安装在水箱4的边缘位置。
[0014]其中的水箱4的上表面有与侧模体下端阶梯状外扩部分2-2相吻合的侧模体装配环槽4-1和与托盘上的阶梯吻合的托盘装配凹槽4-2。
[0015]试件制备方法实施例
步骤一、先在型模内涂抹脱模剂，再依次将试件托盘3放在水箱4上的托盘装配凹槽4-2中、将侧模体装配到水箱上表面的环槽4-1中。
[0016]步骤二:取所需沥青和粒径4.75-9.5mm碎石，在烘箱中加热沥至60°C青备用，碎石在105°C ±5°C的烘箱中加热2小时以上备用；
步骤三:将水箱4注满水，接通电源，电加热管5、水栗10、水加热温度自动控制器7启动，水箱升温，对型模中的试件托盘3及侧模体2预热，水箱放置型模的高温区温度设定在
96-97。。。
[0017]步骤四:待温度显示屏上显示温度至设定温度时，按每Im2上表面积的试件
2-2.5kg沥青的用量比例，向型模中倒入经步骤2加热的沥青；
步骤五:在步骤四中倒入型模的沥青表面呈平面后，将碎石从烘箱中取出，按每Im2的试件上表面用0.005-0.006m3碎石的比例，将碎石均匀撒布于沥青之上；
步骤六:在经步骤五撒在沥青表面的碎石上放置压坨I，将碎石压入沥青中，放稳压坨后，关闭电热管、水栗电源；
步骤七:待型模及试件冷却至室温后，将试件托盘从成型模具中脱出，得试件。
【主权项】
1.一种碎石封层试件制备装置，其特征是:由试件型模与型模预热机构组成，其中的型模包括:侧模体、试件压坨、试件托盘；其中的侧模体围成柱形腔，试件压坨封堵侧模体柱形腔上端口并可在柱形腔中滑动，试件托盘封堵侧模体柱形腔下端口 ；其中的型模预热机构包括:承载型模的热媒箱、注入热媒箱的液态热媒、热媒箱中的电加热器、由安装在热媒箱上的温度传感器、温度信号处理及调控器组成的热媒加热温度自动控制器。2.根据权利要求1所述的一种碎石封层试件制备装置，其特征是:型模的侧模体围成圆柱腔，侧模体上有把手，试件压坨上端有把手。3.根据权利要求1或2所述的一种碎石封层试件制备装置，其特征是:型模中的侧模体下端有形成阶梯状外扩部分，在热媒箱上表面有与侧模体下端阶梯状外扩部分吻合的侧模体装配环槽，型模中的试件托盘竖向形成上大、下小的阶梯状，在热媒箱上表面有与托盘上的阶梯吻合的托盘装配凹槽。4.根据权利要求1所述的一种碎石封层试件制备装置，其特征是:其中的型模预热机构还包括:在型模底面和热媒箱之间的曲折形热媒循环管、安装在热媒箱中的热媒循环栗组成的热媒循环机构，热媒循环管的两端通入热媒箱，其中的一端连接循环栗。5.根据权利要求1所述的一种碎石封层试件制备装置，其特征是:所述的热媒加热温度控制器有温度数字显示和进行温度调节的触摸屏。6.使用型模的碎石封层试件制备方法，包括以下步骤: 步骤一、先在型模内涂抹脱模剂，再将型模放置在预热机构中的热媒箱上，槽中，需要整体脱模时，试件托盘放置砂纸； 步骤二:取所需沥青和碎石，在烘箱中加热沥青备用，碎石在105°C ±5°C的烘箱中加热备用；其中的沥青根据沥青种类设定加热温度，设定温度以不至于使沥青老化为宜； 步骤三:将热媒箱注满热媒，通过开关接通电源，电加热器、水栗、热媒加热温度自动控制器同时启动，对型模预热； 步骤四:待温度显示屏上显示温度至设定温度时，向型模中倒入经步骤2加热的沥青； 步骤五:在步骤四中倒入型模的沥青表面呈平面后，将碎石从烘箱中取出，按设定的沥青和碎石的用量比例，将碎石均匀撒布于沥青之上； 步骤六:在经步骤五撒在沥青表面的碎石上放置压坨，将碎石压入沥青中，放稳压坨后，关闭型模预热加热机构； 步骤七:待型模及试件冷却至室温后，将试件托盘从成型模具中脱出。7.根据权利要求6所述利用型模与型模预热机构的碎石封层试件的制备方法，其特征是:沥青撒布量为2-2.5kg/ m2，沥青加热至不低于60°C，碎石的撒布量0.005-0.006m3 /m2，碎石粒径4.75-9.5mm,碎石加热至105°C ±5°C，加热时间不少于2小时，热媒箱型模处的温度为100°C ±3°C时，以水为热媒的热媒箱的温度控制在95-98°C。
【专利摘要】一种碎石封层试件制备装置及使用型模的试件制备方法，其中的制备装置，包括：由侧模体、试件压坨、试件托盘组成的型模和由热媒箱、热媒箱中的液态热媒、电加热器、加热温度自动控制器组成的型模预热机构。试件制备方法包括：型模在热媒箱上的装配、沥青和碎石的备料与加热、向型模中倒入热沥青及撒碎石、碎石上放置压坨，冷却至室温脱模得试件。本发明的试件制备装置能够很好的满足碎石封层成型的需要，模具易于操作、试件成型速度快、成型试件误差小，试件成型方法简单，用本发明的方法制备的试件真实的反映出碎石封层的材料组成性能，本发明为碎石封层的材料测试提供了便捷且有效的支持。
【IPC分类】G01N1/28
【公开号】CN105136538
【申请号】CN201510510325
【发明人】赵含, 李平, 栾海, 李凤尊, 胡雪峰, 刘庆, 崔洪川
【申请人】吉林省交通规划设计院
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年8月19日