一种测量路面用沥青贯入流动速率的装置及方法与流程
本发明属于沥青混合料领域，具体涉及一种测量路面用沥青贯入流动速率的装置及方法。
背景技术：
随着我国的经济不断发展，沥青路面的建设也越来越引起人们的重视。而作为用于沥青路面基层、联结层、面层的贯入式沥青混凝土具有水密性好、耐久性好、耐磨性好、耐冲击性好、抗滑性好、缩变形小、粘结性好及沥青用量少等优点，近年来逐渐受到认可与喜爱，进而得到广泛使用各种路面的联结层。随着贯入式沥青混凝土应用的越来越广泛，考虑沥青贯入式路面用沥青贯入流动速率来指导灌入式沥青混凝土的施工，变得迫切起来。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种测量路面用沥青贯入流动速率的装置及方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种测量路面用沥青贯入流动速率的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)按设计级配成型得到沥青贯入式混合料试件，对所述沥青贯入式混合料试件进行切割，得到10个以上的切割面；
(2)获取所述切割面内每一粗集料的切面的等效直径，并确定等效直径相对于水平方向的逆时针偏角，计算得到所述切割面内所有的粗集料的切面的等效直径的偏角的均值；
(3)计算所述沥青贯入式混合料试件的空隙平均宽度；
(4)将加热的沥青倒入竖直固定的石制漏斗中，所述石制漏斗为不具有管状部分的倒圆锥形的石制漏斗，倒入加热的沥青之前，保持所述石制漏斗底部漏斗口闭合，开启所述漏斗口后，间隔时间记录从所述漏斗口流出的沥青的体积和相应的时间至沥青凝固停止流动，得到贯入时间-贯入体积的相应关系，拟合计算得到所述沥青的贯入流动速率；
其中，所述石制漏斗的原料的岩性与步骤(1)中混合料试件中的粗集料的岩性相同；
所述石制漏斗的侧壁与竖直中心线之间的倾角与步骤(2)中得到的等效直径的偏角的均值相等；
所述石制漏斗的底部漏斗口的孔径与步骤(3)中的空隙平均宽度相等；
步骤(2)和步骤(3)不限定先后顺序。
本发明的测量路面用沥青贯入流动速率的方法操作简单，测定沥青贯入式路面用沥青贯入流动速率，从而确定沥青的种类和施工时的温度。
优选地，步骤(2)中获取所述切割面内每一粗集料的切面的等效直径的方法为：获取步骤(1)得到的切割面的图像，对切割面的图像进行图像二值化处理，根据等效直径法计算二值化图像中每一粗集料的等效直径。
优选地，所述切割面的图像精度高于25pixel/mm2，对切割面的图像进行滤波去噪、增强、图像分割、颗粒分离处理后进行图像二值化处理；所述等效直径和等效直径相对于水平方向的逆时针偏角均通过matlab程序计算获得。
优选地，所述沥青贯入式混合料试件的空隙平均宽度符合关系式(1)或关系式(2)；
关系式(1)为
关系式(2)为
优选地，步骤(4)中至少记录1s、3s、5s、10s和沥青凝固停止流动时从所述漏斗口流出的沥青的体积。
优选地，步骤(4)中倒入所述石制漏斗中的加热的沥青的体积不少于150ml。
优选地，步骤(4)中所述石制漏斗口的开启和闭合用直径粗度大于石制漏斗口的孔径的玻璃棒封堵和移除玻璃棒实现。
优选地，步骤(4)中所述沥青的贯入流动速率≧11.97ml/cm3时，所述沥青符合施工要求。
本发明还提一种用于上述任一所述方法的测量路面用沥青贯入流动速率的装置，所述装置包括石制漏斗和液态物质体积测量容器，所述石制漏斗竖直固定，所述石制漏斗为不具有管状部分的倒圆锥形的石制漏斗，所述石制漏斗底部的漏斗口可以开启和闭合；
所述石制漏斗的原料的岩性与混合料试件中的粗集料的岩性相同；
所述石制漏斗的侧壁与竖直中心线之间的倾角与混合料试件中的粗集料的等效直径的偏角的均值相等；
所述石制漏斗的底部漏斗口的孔径与混合料试件中的粗集料的空隙平均宽度相等；
所述液态物质体积测量容器置于所述漏斗口的下方。
本发明的测量路面用沥青贯入流动速率的装置结构简单，成本低，不仅能够测量沥青与天然石料的粘度，还能有效的模拟在沥青浇筑于石料上时沥青的流动情况，可以用于测量路面用沥青贯入流动速率，进而判定沥青的种类和施工时的温度是否符合要求，提高沥青贯入式路面的施工质量，以达到服务于实际工程、节约材料、保护环境的效果。
优选地，所述液态物质体积测量容器为具刻度烧杯或者量筒。
优选地，所述装置还包括铁架台和夹具，所述夹具一端固定于铁架台，夹具的另一端呈y型分叉，y型分叉分别连接两个上下并列的铁圈，所述两个铁圈的中心的连线竖直，所述两个铁圈中的上面的铁圈的圆周直径介于所述石制漏斗三分之二高度处直径与所述石制漏斗四分之三高度处直径之间，所述两个铁圈中的下面的铁圈的直径大小可调节。
上述夹具的y型分叉分别连接两个上下并列的铁圈的结构，能够更加稳固的固定石制漏斗，保证测量的稳定性和准确性。
优选地，所述装置还包括直径粗度大于石制漏斗口的孔径的玻璃棒，通过封堵和移除玻璃棒用于石制漏斗底部的漏斗口的开启和闭合。
优选地，所述铁架台底板上面具有扁圆柱形的凹陷，凹陷的大小与所述液态物质体积测量容器的底部大小配合。
在铁架台底板上面设计一个凹陷区域用来放置测量容器保证测量容器能更加平稳的放置。
优选地，所述石制漏斗的高度为10cm-20cm。
优选地，所述装置还包括一个计时器。
优选地，所述玻璃板的长度比所述石制漏斗侧壁的长度长不少于5cm。
本发明的有益效果在于：本发明提供了一种测量路面用沥青贯入流动速率的装置及方法，本发明方法操作简单，本发明装置造价低廉，采用定量又定时的测量方法，能够获得符合实际的结果。本发明方法测定得到的路面用沥青贯入流动速率，可用于判定在沥青贯入时沥青的温度和种类，从而达到节约沥青，保护环境，延长道路使用寿命的效果。
附图说明
图1为本发明实施例的测量路面用沥青贯入流动速率的装置示意图。
图2为本发明实施例的测量路面用沥青贯入流动速率的装置的漏斗示意图。
图3为本发明实施例的沥青贯入式混合料试件的切割面的图像的集料倾角示意图。
其中，1、铁架台，2、夹具，3、石制漏斗，4、玻璃棒，5、铁圈，6、具刻度的烧杯；图3中虚线表示等效直径，具箭头的实线表示水平方向。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
作为本发明实施例的一种测量路面用沥青贯入流动速率的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)按设计级配成型得到沥青贯入式混合料试件，对所述沥青贯入式混合试件进行切割，得到10个以上的切割面；
(2)采用数码相机获取切割面图像，图像精度高于25pixel/mm2，对切割面图像进行滤波去噪、增强、图像分割、颗粒分离和图像二值化处理，利用matlab程序根据等效直径法计算二值化图像中每一粗集料切面的等效直径，计算等效直径与水平方向的逆时针偏角，计算得到所述切割面内所有的粗集料的切面的等效直径的偏角的均值；
(3)计算所述沥青贯入式混合料试件的空隙平均宽度，所述沥青贯入式混合料试件的空隙平均宽度符合关系式(1)；
关系式(1)为
(4)用玻璃棒封堵竖直固定的石制漏斗的漏斗口，将不少于150ml加热的沥青倒入竖直固定的石制漏斗中，所述石制漏斗为不具有管状部分的倒圆锥形的石制漏斗，迅速移去玻璃棒使漏斗口开启，并同时开始计时，记录1s、3s、5s、10s时流入烧杯的沥青体积，同时记录沥青凝固在漏斗中流不动时的时间及体积，得到贯入时间-贯入体积的相应关系，拟合计算得到所述沥青的贯入流动速率；
其中，所述石制漏斗的原料的岩性与步骤(1)中混合料试件中的粗集料的岩性相同；
所述石制漏斗的侧壁与竖直中心线之间的倾角与步骤(2)中得到的等效直径的偏角的均值相等；
所述石制漏斗的底部漏斗口的孔径与步骤(3)中的空隙平均宽度相等；
(5)所述沥青的贯入流动速率≧11.97ml/cm3时所述沥青符合施工要求。
如图1所示，为本发明实施例的测量路面用沥青贯入流动速率的装置示意图，所述装置包括所述装置包括石制漏斗3和具刻度烧杯6，所述石制漏斗竖直固定，所述石制漏斗为不具有管状部分的倒圆锥形的石制漏斗；
所述具刻度烧杯置于所述漏斗口的下方；
所述装置还包括铁架台1、夹具2和玻璃棒4，所述夹具一端固定于铁架台，夹具的另一端呈y型分叉，y型分叉分别连接两个上下并列的铁圈5，所述两个铁圈的中心的连线竖直，所述两个铁圈中的上面的铁圈的圆周直径介于所述石制漏斗三分之二高度处直径与所述石制漏斗四分之三高度处直径之间，所述两个铁圈中的下面的铁圈的大小调节至卡紧置于铁圈上面的石制漏斗；
所述石制漏斗的侧壁与竖直中心线之间的倾角θ与混合料试件中粗集料的等效直径的偏角的均值相等；
所述石制漏斗的底部漏斗口的孔径d与混合料试件的空隙平均宽度相等；
石制漏斗底部的漏斗口用直径粗度大于石制漏斗口的孔径的玻璃棒4开启和闭合，所述玻璃板的长度比所述石制漏斗侧壁的长度长不少于5cm；
所述铁架台底板上面具有扁圆柱形的凹陷，凹陷的大小与所述烧杯的底部大小配合；
所述铁架太四个支脚脚底陷进并镶有橡胶片；
所述夹具的铁臂长15cm，所述石制漏斗的高度h为10-20cm。
实施例2
作为本发明实施例的一种测量路面用沥青贯入流动速率的方法，本实施例与实施例1的唯一区别为：步骤(3)中，计算所述沥青贯入式混合料试件的空隙平均宽度，所述沥青贯入式混合料试件的空隙平均宽度符合关系式(2)；
关系式(2)为
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
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