一种冻融循环作用下集料与沥青黏附性的试验装置的制作方法

本发明属于公路工程沥青及沥青混合料试验装置技术领域，具体涉及一种冻融循环作用下集料与沥青黏附性的试验装置。

背景技术：

近些年来，随着我国交通运输事业的不断发展，公路总里程数不断增加，质量等级也不断提高。但是公路路面的早期破坏，特别是由于沥青路面的早期水损坏以及由其引发的其他病害，不仅降低沥青路面的使用寿命，还使公路提前进入大规模的养护维修期，增加路面的养护成本。因此，沥青路面的早期水损坏俨然已成为降低路面服务性能和路面结构稳定性的重要影响因素之一，逐渐引起公路界的普遍重视。

目前，粗集料与沥青的黏附性试验主要采用水煮法与水浸法，二者虽都可以达到较为理想的试验效果。但二者的试验原理、对象、操作和评价指标均不相同，各有优缺。针对集料的选择以及沥青路面使用过程中影响沥青与集料之间黏附性的具体因素，国内对此研究比较少，且没有提出较为合理可行的试验方法及评价指标。尤其是在季节性冰冻地区，由于外界荷载作用而引起沥青集料表面沥青膜破损，在冬季降雨或降雪时，水会沿破损处侵入集料内部，当夜间气温降低时湿润集料内的水分结冰膨胀，白天气温升高时集料内的冰融化为水，在这种冻融交替变化下会在沥青与集料界面处产生疲劳作用，导致沥青与集料的黏附性下降，进而在外界因素的综合作用下导致沥青路面的水损害，影响道路的正常使用。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种冻融循环作用下集料与沥青黏附性的试验装置，该装置能够评估湿润集料内水分受冻融循环作用时对沥青与集料界面黏附性影响。

为达到上述目的，本发明所述的冻融循环作用下集料与沥青黏附性的试验装置包括沥青集料冻融循环处理装置及沥青集料黏附性测试装置，其中，沥青集料黏附性测试装置包括外壳、底座、第一控制器及设置于壳体内的制冷机、支撑平台、漏斗、撞击板、筛网、集料仓、支柱及传送系统；撞击板及筛网均倾斜分布；

外壳的底部开口扣合于底座上，制冷机位于底座上，支撑平台位于制冷机上，漏斗的侧面与撞击板的一端相连接，筛网的一端与撞击板的另一端相连接，集料仓的侧面与筛网另一端的底面相连接，筛网的底部设有沥青仓，其中，撞击板及沥青仓均通过支柱固定于支撑平台上，试验试件经传送系统传输掉落到漏斗中，漏斗掉落的试验试件撞击到撞击板中，然后经撞击板及筛网滚落到集料仓中，集料仓输出的试验试件掉落到传送系统上；

漏斗的底部开设有阀门，第一控制器与制冷器的控制端、传送系统的控制端及阀门的控制端相连接。

所述传送系统包括立柱、横梁、第一滑轮、第二滑轮、第三滑轮、第四滑轮、传动链以及用于驱动第一滑轮转动的驱动装置；

立柱竖立固定于底座上，横梁的端部与立柱的顶部相连接，横梁位于漏斗的上方，第一滑轮及第二滑轮设置于支撑平台上，第三滑轮及第四滑轮设置于横梁的底部，传动链绕过第一滑轮、第二滑轮、第三滑轮及第四滑轮，传动链的内侧设有若干运料槽及与运料槽相配合的定位块，集料仓的底部设有用于检测所述定位块的第一探测器，第一探测器的输出端与第一控制器相连接；

漏斗、撞击板、筛网及集料仓位于传动链的内部。

驱动装置包括电动机及传动带，电动机固定于立柱的侧面，电动机的输出轴通过传动带与第一滑轮相连接，电动机的控制端与第一控制器相连接。

第三滑轮及第四滑轮悬吊于横梁的底部。

各运料槽等间距分布。

还包括沥青集料冻融循环处理装置，沥青集料冻融循环处理装置包括基座、玻璃外壳以及位于玻璃外壳内的玻璃锅、冻融循环箱、第二控制器及触屏显示器，玻璃外壳扣合于基座上，玻璃锅位于冻融循环箱上，玻璃锅的顶部开口处设有玻璃盖，触屏显示器位于冻融循环箱的侧面，第二控制器与触屏显示器相连接。

玻璃锅与冻融循环箱之间设有石棉垫片。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的冻融循环作用下集料与沥青黏附性的试验装置在具体操作时，先将试验试件放置到沥青集料冻融循环处理装置进行冻融循环处理，再通过传送系统实现试验试件的传输，试验试件经漏斗撞击到撞击板上，再经撞击板及筛网掉落到集料仓中，同时，撞击出的沥青膜穿过筛网掉落到沥青仓中，集料仓中的试验试件经传送系统再次掉落到漏斗中，直至撞击预设次数为止，即可根据沥青仓中沥青的质量得到冻融循环作用下集料与沥青黏附性的强弱程度，结构简单，操作方便。

附图说明

图1为本发明中沥青集料冻融循环处理装置的结构示意图；

图2为本发明中沥青集料黏附性测试装置的结构示意图。

1为基座、2为玻璃外壳、3为玻璃锅、4为玻璃盖、5为试验试件、6为石棉垫片、7为冻融循环箱、8为第二控制器、9为底座、10为外壳，11为立柱、12为电动机、13为传动带、14为第一滑轮、15为传动链、16为第四滑轮、17为横梁、18为漏斗、19为第一探测器、20为运料槽、21为撞击板21、22为筛网、23为沥青仓、24为集料仓、25为第二探测器、26为支柱、27为支撑平台、28为制冷机、29为第一控制器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参考图1，本发明所述的冻融循环作用下集料与沥青黏附性的试验装置包括沥青集料冻融循环处理装置及沥青集料黏附性测试装置，其中，沥青集料黏附性测试装置包括外壳10、底座9、第一控制器及设置于壳体内的制冷机28、支撑平台27、漏斗18、撞击板21、筛网22、集料仓24、支柱26及传送系统；撞击板21及筛网22均倾斜分布；外壳2的底部开口扣合于底座9上，制冷机28位于底座9上，支撑平台27位于制冷机28上，漏斗18的侧面与撞击板21的一端相连接，筛网22的一端与撞击板21的另一端相连接，集料仓24的侧面与筛网22另一端的底面相连接，筛网22的底部设有沥青仓23，其中，撞击板21及沥青仓23均通过支柱26固定于支撑平台27上，试验试件5经传送系统传输掉落到漏斗18中，漏斗18掉落的试验试件5撞击到撞击板21中，然后经撞击板21及筛网22滚落到集料仓24中，集料仓24输出的试验试件5掉落到传送系统上；漏斗18的底部开设有阀门，第一控制器与制冷器的控制端、传送系统的控制端及阀门的控制端相连接。

所述传送系统包括立柱11、横梁17、第一滑轮14、第二滑轮、第三滑轮、第四滑轮16、传动链15以及用于驱动第一滑轮14转动的驱动装置；立柱11竖立固定于底座9上，横梁17的端部与立柱11的顶部相连接，横梁17位于漏斗18的上方，第一滑轮14及第二滑轮设置于支撑平台27上，第三滑轮及第四滑轮16设置于横梁17的底部，传动链15绕过第一滑轮14、第二滑轮、第三滑轮及第四滑轮16，传动链15的内侧设有若干运料槽20及与运料槽20相配合的定位块，集料仓24的底部设有用于检测所述定位块的第一探测器19，第一探测器19的输出端与第一控制器相连接；漏斗18、撞击板21、筛网22及集料仓24位于传动链15的内部。

驱动装置包括电动机12及传动带13，电动机12固定于立柱11的侧面，电动机12的输出轴通过传动带13与第一滑轮14相连接，电动机12的控制端与第一控制器相连接。

第三滑轮及第四滑轮16悬吊于横梁17的底部；各运料槽20等间距分布。

本发明还包括沥青集料冻融循环处理装置，沥青集料冻融循环处理装置包括基座1、玻璃外壳2以及位于玻璃外壳2内的玻璃锅3、冻融循环箱7、第二控制器8及触屏显示器，玻璃外壳2扣合于基座1上，玻璃锅3位于冻融循环箱7上，玻璃锅3的顶部开口处设有玻璃盖4，触屏显示器位于冻融循环箱7的侧面，第二控制器8与触屏显示器相连接；玻璃锅3与冻融循环箱7之间设有石棉垫片6。

传送系统将试验试件5运送到漏斗18中，试验试件5通过漏斗18自由下落，并撞击到撞击板21上，撞击后的试验试件5沿撞击板21及筛网22滚落至集料仓24中，同时将经撞击脱落的沥青膜通过筛网22收集在沥青仓23中，第二探测器25实时检测定位块，当第二探测器25探测到定位块时，则产生电信号，并将所述电信号转发至控制器中，控制器控制阀门打开，使集料仓24中的试验试件5掉落至运料槽20中，完成试验试件5的一次撞击试验，再次重复试验，至此撞击预设次数为止。

本发明的具体试验过程包括试件的冻融循环处理及试件的黏附性测试，具体为操作为：

1)称取相同质量的未进行处理沥青集料和沥青膜破损且经浸水处理的沥青集料，并分别记作第一试件及第二试件。

2)打开玻璃外壳2及玻璃盖4，将第一试件及第二试件放在玻璃锅3中，再依次关闭玻璃盖4及玻璃外壳2，然后通过第二控制器8控制冻融循环箱7对第一试件及第二试件进行冻融循环试验，实现对整个试件冻融循环处理试验的智能控制，其中，冻融循环箱7的温度范围为-15℃～6℃，每次循环时间为1h，循环次数为6次；

3)打开外壳10，将第一试件放入集料仓24中，关闭外壳10，再打开第一控制器29，通过第一控制器29设定制冷剂的温度为-10℃，当外壳10内的温度为-10℃后，通过第一控制器控制电动机12工作，并设定电动机12的工作时长为30min，第二探测器25实时探测定位块，当第二探测器25探测到定位块时，则产生电信号，并将所述电信号发送至第一控制器中，第一控制器控制阀门打开，从而使集料仓24中的试验试件5掉落到运料槽20中，当运料槽20运输到漏斗18的正上方时，第一控制器控制运料槽20将试验试件5倾倒至漏斗18中，试验试件5经漏斗18自由下落，并撞击到撞击板21上，然后再经撞击板21及筛网22滚落到集料仓24中，其中，撞击脱落的沥青膜经筛网22掉落到沥青仓23中，完成一次试验试件5的撞击，然后重复上述试验，直至试件电动机12停止工作为止，然后再将沥青仓23中收集的沥青烘干后称量，称量得到的质量记作m1，第二试件与第一试件的处理过程相同，其中第二试件对应的沥青质量记作m2；

4)计算沥青集料的冻融损坏指数α，其中然后根据沥青集料的冻融损坏指数α得湿润集料内水分受冻融循环作用对沥青集料黏附性影响的强弱程度。