不粘轮沥青不粘轮性能测试装置及测试方法与流程

本发明涉及道路工程测试技术领域，尤其涉及一种不粘轮沥青的不粘轮性能测试装置及测试方法。

背景技术：

为加强路面沥青层与沥青层、沥青层与水泥混凝土面板、沥青稳定碎石基层之间的粘结而撒布的粘层油，可以使结构层之间粘结成一个整体，减小路面损害和提高路面耐久性。然而在实际施工过程中，粘层材料撒布后粘轮现象严重，造成了轮迹带处粘结材料损失，降低了粘结效果，进而影响了路面的耐久性。为此，科研人员开发了不粘轮沥青来解决这一问题。中国专利cn109096988a及cn105907020a均提到了新型不粘轮热沥青粘层油及不粘轮改性乳化沥青，无论是粘层油，还是乳化沥青仅仅从表观效果来判断不粘轮沥青的不粘轮性能，缺乏精确科学的评价方法。

因此，采用定量科学的方法来评价不粘轮沥青，对不粘轮沥青材料的开发和推广应用是十分必要的。本发明提供了一种不粘轮沥青不粘轮性能测试装置及不粘轮性能测试方法，来对不粘轮沥青的不粘轮性能进行测试评价。

技术实现要素：

为了解决现有技术的不足，本发明提供一种不粘轮沥青不粘轮性能测试装置及测试方法，能够评价不粘轮沥青的不粘轮性能，测试方法快速，装置操作方便。

本发明解决技术问题所采用的技术方案为：

本发明首先公开了一种不粘轮沥青不粘轮性能试验装置，包括轮碾行走部分和固定框架部分，所述的轮碾行走部分包括行走轮、行走轨道、压力控制装置、行走控制装置和连接轴；

所述的行走控制装置设置在行走轨道上，且可沿行走轨道移动；所述的行走控制装置与压力控制装置固定相连；所述的压力控制装置通过连接轴与行走轮的中心轴相连，其中，行走轮可绕其中心轴转动；

所述的压力控制装置为液压伸缩装置或气压伸缩装置；其通过伸缩调节行走轮的高度位置以及调整行走轮对待测试件施加的压力载荷；

所述的固定框架部分包括底座、支撑框架、限位装置、试件固定装置

支撑框架固定设置在底座上，行走轨道设置在支撑框架的顶部，所述的限位装置有多个且均固定在底座上，限位装置上设置有试件固定装置；限位装置之间构成的区域用于放置待测试件，试件固定装置用于固定待测试件的位置。

作为本发明的优选方案，为了更好的模拟行走轮与沥青的作用关系，所述的行走轮为橡胶材料的实心轮胎，外径50-500mm，轮宽10-100mm。

作为本发明的优选方案，所述的压力控制装置控制行走轮荷载，荷载范围为5-1000n，荷载的大小可依据试验所需模拟的工况而选择。

作为本发明的优选方案，所述的行走控制装置控制行走轮的行走动作，行走距离小于行走轨道长度，且行走距离根据试验需求而定，如可以为10-500mm。行走控制装置以往返方式运动，往返速度为1-50次/min(1-25次往返/min)，具体的往返速度依据试验所需模拟的工况而选择。

作为本发明的优选方案，所述的行走轨道为齿条，所述的行走控制装置包含电机和电机驱动的齿轮，齿轮设置在齿条上。另外，还可采用丝杠滑块移动副来实现本发明的行走轨道和行走控制装置；将行走轨道设置为丝杠，将行走控制装置设置为待螺纹的滑块，通过丝杠的转动，使滑块产生行走的技术效果。

作为本发明的优选方案，所述的行走轨道长度依据试验需求选择，如可以为100-1000mm。行走轨道两端有限位锁，限位锁用于约束行走控制装置的行程，并可以限位锁作为触发装置，触发约束行走控制装置改变行进方向，扮演行程开关的作用。

作为本发明的优选方案，所述的限位装置有四个，四个限位装置位于正方形的四个角上；行走轨道设置在正方形区域的正上方；试件优选为正方形试件。

作为本发明的优选方案，所述的底座为铸铁材质，对整个装置起支撑固定作用，底座略大于支撑框架。

作为本发明的优选方案，本发明还可以包括压力控制器，压力控制器与压力控制装置相连用于获取当前压力荷载，并显示出来。

作为本发明的优选方案，本发明还可以包括行走控制器，行走控制器根据电机的转动速度和转动圈数获取行走轮的行走距离和行走速度，并显示出来。

作为本发明的优选方案，所述的试件固定装置上设有螺纹，限位装置上设有螺纹孔；试件固定装置与限位装置之间通过螺纹配合，试件固定装置通过螺纹旋进旋出固定不同尺寸的试件和调节与试件之间的松紧。

本发明还公开了一种基于所述装置的不粘轮沥青不粘轮性能测试方法，具体为一种通过测试粘轮损失率评价性能的方法，按照以下步骤进行操作：

1)将不粘轮沥青按照撒布量要求均匀的撒布在表面平整的沥青混凝土或者水泥混凝土表面，作为试件备用，试件为正方形，长度为d，表面平整；单位面积撒布量记作m0；

2)将试件固定在限位装置之间，由试件固定装置对试件进行紧固；称量行走轮质量，记作m1，行走轮宽度为l，将行走轮安装到连接轴上；压力控制装置伸长使行走轮与试件接触，并加压至指定的测试荷载；

3)启动行走控制装置，行走控制装置以测试所需的行车速度沿行走轨道往返行走；待试验结束后，压力控制装置收缩使行走轮抬起，卸下行走轮，称量行走轮质量，记作m2；

4)计算粘轮损失率并以粘轮损失率评价不粘轮沥青不粘轮性能，粘轮损失率sl数值越大，表面不粘轮性能越差。

本发明还公开了一种基于所述装置的不粘轮沥青不粘轮性能测试方法，具体为一种通过测试面积黏附率评价性能的方法，按照以下步骤进行操作：

1)将不粘轮沥青按照撒布量要求均匀的撒布在表面平整的沥青混凝土或者水泥混凝土表面，作为试件备用，试件为正方形，表面平整；

2)将试件固定在限位装置之间，由试件固定装置对试件进行紧固；称量行走轮质量，记作m1，行走轮宽度为l，将行走轮安装到连接轴上；将方格纸铺到试件上，方格纸长度为d，长度不小于试件长度的一半，方格纸每个方格长度为d0；压力控制装置伸长使行走轮与试件接触，并加压至指定的测试荷载；

3)启动行走控制装置，行走控制装置以测试所需的行车速度沿行走轨道往返行走；待试验结束后，抬起行走轮，取下方格纸，记录行走轮行走区域内黏附沥青的方格数n1；

4)计算面积黏附率并面积黏附率评价不粘轮沥青不粘轮性能，面积黏附率sv数值越大，表面不粘轮性能越差。

优选的，所述的不粘轮性能测试面积法，其特征在于所述的方格纸材质是纸、塑料、橡胶类、金属类等的薄片。

本发明的不粘轮沥青不粘轮性能测试装置能真实模拟车轮在不粘轮沥青表面的作用过程；通过限位装置将试件牢牢固定，避免试件在测试过程中移位导致测试数据不准确。

本发明通过压力控制装置施加载荷，且在测试过程中，可根据需要设定不同的载荷大小。由于通行车辆的重量及荷载不同，例如空载车辆和满载车辆之间的荷载有非常大的差别；这就使得路面所承受的载荷情况是是完全不同的，本发明的装置可以灵活的调整载荷，能模拟测试不同载荷情况的试验条件。

同样的，车辆静止和行驶时也有车速的差别；本发明的行走控制装置可以调整所需的行走轮速度，能灵活的模拟和测试所需的情况。

本发明公开的不粘轮性能测试方法测试过程简便，可以快速获得与评价不粘轮性能相关的参数指标。相比于现有技术中仅靠现场观察或者将测试轮子上粘附的沥青再取下测试的方法，本发明方法更为高效和准确。通过本发明所得到的的指标可以直观和准确的评价不粘轮性能。其中粘轮损失率sl和面积黏附率sv数值越大，表示不粘轮性能越差。

附图说明

图1本发明装置的主视图；

图2本发明装置的俯视图。

具体实施方式

为了更进一步阐述本发明预定发明目的所采取的技术手段及功效，对依据本发明提出的不粘轮沥青的不粘轮性能测试装置及不粘轮性能测试方法其具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。

如图1和2所示，在本发明的一个具体实施例中，不粘轮沥青不粘轮性能试验装置，包括轮碾行走部分和固定框架部分，所述的轮碾行走部分包括行走轮7、行走轨道3、压力控制装置5、行走控制装置4和连接轴6；

所述的行走控制装置4设置在行走轨道3上，且可沿行走轨道3移动；所述的行走控制装置4与压力控制装置5固定相连；所述的压力控制装置5通过连接轴6与行走轮7的中心轴相连，其中，行走轮7可绕其中心轴转动；

所述的压力控制装置5为液压伸缩装置或气压伸缩装置；其通过伸缩调节行走轮7的高度位置以及调整行走轮7对待测试件施加的压力载荷；

所述的固定框架部分包括底座2、支撑框架1、限位装置10、试件固定装置11；支撑框架1固定设置在底座2上，行走轨道3设置在支撑框架1的顶部，所述的限位装置10有多个且均固定在底座2上，限位装置10上设置有试件固定装置11；限位装置10之间构成的区域用于放置待测试件，试件固定装置11用于固定待测试件的位置。

在本实施例中，所述的行走轮7为橡胶材料的实心轮胎，外径500mm，轮宽50mm。由于路面上行驶的汽车车轮根据车辆类型不同有大小差别如轿车车轮与卡车车轮大小不同，行走轮7的外径和轮宽的选择以能较真实的模拟当前测试路面的主要通行车辆的车轮尺寸为准。

本实施例中，所述的行走轨道3为齿条，所述的行走控制装置4包含电机和电机驱动的齿轮，齿轮设置在齿条上。所述的行走轨道3长度为800mm，两端有限位锁。

本实施例中，所述的限位装置10有四个，四个限位装置10位于正方形的四个角上；行走轨道3设置在正方形区域的正上方。

本实施例中，所述的底座2为铸铁材质，对整个装置起支撑固定作用，底座2略大于支撑框架1。

本实施例中，装置还可以包括压力控制器8，压力控制器8与压力控制装置5相连用于获取当前压力荷载，并显示出来。装置还可以包括行走控制器9，行走控制器9根据电机的转动速度和转动圈数获取行走轮的行走距离和行走速度，并显示出来。

本实施例中，所述的试件固定装置11上设有螺纹，限位装置10上设有螺纹孔；试件固定装置11与，限位装置10之间通过螺纹配合，试件固定装置11通过螺纹旋进旋出固定不同尺寸的试件和调节与试件之间的松紧。

利用本发明的装置，可以开展不粘轮性能测试，依据测试所获取的评价不同，可以分为质量法和面积法。

不粘轮沥青的不粘轮性能测试质量法，按照以下步骤进行操作：

1)将不粘轮沥青按照撒布量要求均匀的撒布在表面平整的沥青混凝土或者水泥混凝土表面，作为试件备用，试件为正方形，长度为d，表面平整；单位面积撒布量记作m0；

2)将试件固定在限位装置10之间，由试件固定装置11对试件进行紧固；称量行走轮质量，记作m1，行走轮宽度为l，将行走轮安装到连接轴上；压力控制装置5伸长使行走轮7与试件接触，并加压至指定的测试荷载；

3)启动行走控制装置4，行走控制装置4以测试所需的行车速度沿行走轨道3往返行走；待试验结束后，压力控制装置5收缩使行走轮7抬起，卸下行走轮，称量行走轮质量，记作m2；

4)计算粘轮损失率并以粘轮损失率评价不粘轮沥青不粘轮性能，粘轮损失率sl数值越大，表面不粘轮性能越差。

对于本发明，除待测试件之间可以进行相互比较评价性能外，还可以以行业内公认的不粘轮沥青及其对应的性能评价结果对本发明的测试方法进行标定，以获得测试标准，例如申请人通过试验不同的样品，最终确定粘轮损失率大于35％的不粘轮沥青的不粘轮性能为实际评价不合格的产品，即以35％作为本发明的评价阈值。获得测试标准后，即可利用本发明的装置和方法对任意不粘轮沥青进行性能能测试。测试结果可取多次，计算多次试验的平均值，记为最终的试验结果；粘轮损失率不大于35％的不粘轮沥青的不粘轮性能为合格。

不粘轮沥青的不粘轮性能测试面积法，按照以下步骤进行操作：

1)将不粘轮沥青按照撒布量要求均匀的撒布在表面平整的沥青混凝土或者水泥混凝土表面，作为试件备用，试件为正方形，表面平整；

2)将试件固定在限位装置10之间，由试件固定装置11对试件进行紧固；称量行走轮质量，记作m1，行走轮宽度为l，将行走轮安装到连接轴上；将方格纸铺到试件上，方格纸长度为d，长度不小于试件长度的一半，方格纸每个方格长度为d0；压力控制装置5伸长使行走轮7与试件接触，并加压至指定的测试荷载；

3)启动行走控制装置4，行走控制装置4以测试所需的行车速度沿行走轨道3往返行走；待试验结束后，抬起行走轮7，取下方格纸，记录行走轮行走区域内黏附沥青的方格数n1；

4)计算面积黏附率并以面积黏附率评价不粘轮沥青不粘轮性能，面积黏附率sv数值越大，表面不粘轮性能越差。

同样，以行业内公认的不粘轮沥青及其对应的性能评价结果(如业内认为不合格或认为合格)对本发明的测试方法进行标定，以获得测试标准，申请人通过试验不同的样品，最终确定面积黏附率大于35％的不粘轮沥青的不粘轮性能为实际评价不合格的产品(业内公认性能合格的不粘轮沥青的面积黏附率sv均小于35％)，即以35％作为本发明面积黏附率的评价阈值。获得测试标准后，即可利用本发明的装置和方法对任意不粘轮沥青进行性能能测试。测试结果可取多次，计算多次试验的平均值，记为最终的试验结果；面积黏附率不大于35％的不粘轮沥青的不粘轮性能为合格。