一种用于评价沥青与集料粘附性的装置及方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本发明属于公路工程沥青与沥青混合料试验装置技术领域，具体涉及一种用于评价沥青与集料粘附性的装置及方法。
【【背景技术】】
[0002]随着中国交通事业的迅速发展，公路总里程获得了前所未有的增长，但是公路早期破坏严重，特别是沥青路面早期水损害，这种现象主要是由于沥青与集料之间的粘附性不足引起的。目前，很多研究表明，集料表面纹理及粗糙程度对沥青混合料的路用性能具有极为显著的影响，因此，研究并开发评价集料表面粗糙程度对沥青与集料粘附性的设备很关键。
[0003]目前实施的《公路工程沥青与沥青混合料试验规程》(JTJ052—2000)中对沥青与集料粘附性的试验方法，对于最大粒径大于13.2mm的集料应用水煮法，对最大粒径小于或等于13.2mm的集料应用水浸法进行试验。当同一种料源集料最大粒径既有大于又有小于13.2mm的集料时，取大于13.2mm水煮法试验为标准。
[0004]国外也有很多评价沥青与集料粘附性的装置与方法，如法国的冲击剥落试验，美国的SHRP净吸附试验，欧洲的标准试验等。这些试验都能较好的评价沥青与集料之间的粘附性，但是这些试验方法更多考虑沥青对沥青与集料粘附性的影响，都未考虑集料表面粗糙程度对沥青与集料粘附性的影响。
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【发明内容】
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[0005]本发明所要解决的问题是现有试验装置与方法未能考虑集料表面粗糙程度对沥青与集料表面粘附性的影响，提供一种原理简单、操作方便、测试准确、自动化程度高的评价集料表面粗糙程度对沥青与集料表面粘附性影响的装置。
[0006]—种用于评价沥青与集料粘附性的装置，包括主动轴18，所述的主动轴18上连接有驱动装置，该驱动装置驱动主动轴18沿主动轴18的轴转动;主动轴18的径向上固定设置有用于安装集料试件的第一夹具17，第一夹具17与主动轴18之间设置有剪应力传感器3，剪应力传感器3用于测量第一夹具17与主动轴18之间的剪应力;在所述第一夹具17夹口的正对位置设置有用于安装集料试件的第二夹具22，第二夹具22的夹口与第一夹具17的夹口正对设置;所述的第二夹具22上连接有拉伸装置，所述的拉伸装置用于驱动第二夹具22远离或靠近第一夹具17，第二夹具22与所述的拉伸装置之间设置有拉应力传感器10，所述的拉应力传感器10用于测量第二夹具22与拉伸装置之间的拉应力。
[0007]所述的主动轴18上设置有若干个第一夹具17，所述的若干个第一夹具17对称设置在主动轴18上。
[0008]所述的主动轴18与第一夹具17之间设置有被动轴20，所述的被动轴20固定设置在主动轴18上，所述的第一夹具17固定设置在被动轴20上，所述的剪应力传感器3设置在第一夹具17与被动轴20之间。
[0009]所述的拉伸装置包括齿轮5、齿轮箱8和液压系统，所述的齿轮5上设置有驱动齿轮5旋转的手柄6，手柄6的位置固定;所述的液压系统包括液压缸9和，所述的液压缸9活塞杆的自由端与所述的第二夹具22连接，所述的拉应力传感器10设置在液压缸9活塞杆的自由端与第二夹具22之间;所述的齿轮箱8上固定设置有齿条7，所述的齿轮5与齿条7啮合，齿轮箱8上连接有齿轮箱固定罩4，齿轮箱固定罩4用于固定齿轮箱8的位置;所述的液压缸9固定安装在所述的齿轮箱8上。
[0010]所述的用于评价沥青与集料粘附性的装置还设置有底座1，所述的底座I上固定设置有箱体2，所述的主动轴18设置在底座I上，主动轴18与底座I的表面垂直设置，主动轴18设置在箱体2的中心位置。
[0011]所述的手柄6设置在所述的箱体2上，齿轮箱8和齿轮箱固定罩4设置在箱体2上，所述的齿轮箱固定罩4通过与箱体2固定来固定齿轮箱8的位置。
[0012]所述的第一夹具17与第二夹具22均选用U型夹具，且第一夹具17与第二夹具22的夹口处均设置有橡胶片21。
[0013]—种用于评价沥青与集料粘附性的方法，包括如下步骤:
[0014]步骤一:制作集料试件，将集料切割成试验用的试件，在集料试件的试验面刻槽；
[0015]步骤二:将步骤一制作好的集料试件进行水煮清洗，然后对试件进行干燥；
[0016]步骤三:在所述的第一夹具17的夹口与所述的第二夹具22的夹口位置分别安装上步骤二干燥后的集料试件；
[0017]步骤四:通过旋转齿轮5，调整齿轮箱8的位置，齿轮箱8带动液压缸9一起移动，液压缸9带动第二夹具22移动，通过第二夹具22的移动来调整第二夹具22夹口上安装的集料试件的位置，直至集料试件的试验面与第一夹具17夹口上安装的集料试件的试验面正对，再通过齿轮箱固定罩4将齿轮箱8固定，进而使第二夹具22夹口上安装的集料试件的试验面与第一夹具17夹口上安装的集料试件的试验面的位置相对固定；
[0018]步骤五，通过控制液压缸9的动作，使液压缸9的活塞杆伸出，进而使第二夹具22夹口上安装的集料试件的试验面与第一夹具17的夹口上安装的集料试件的试验面靠近并留有间隙，然后在该间隙中填充熔融态沥青，然后通过调整液压缸9使两个集料试件的试验面接触；
[0019]步骤六:待步骤五中填充的沥青冷却后，通过控制液压缸9或主动轴18动作，并分别通过拉应力传感器10测得的拉应力和剪应力传感器3测得的剪应力来评价评价沥青与集料粘附性。
[0020]所述的步骤六中，待步骤五中填充的沥青冷却后，控制主动轴18固定不动，即第一夹具17上安装的集料试件固定不动，通过控制液压缸9使液压缸9的活塞杆收缩，该活塞杆通过第二夹具22给第二夹具22上安装的集料试件施加轴向的拉应力，直至第二夹具22上安装的集料试件的试验面与第一夹具17上安装的集料试件的试验面之间填充的沥青膜破坏，停止液压缸9的动作，所述的拉应力传感器10测量沥青膜破坏前后集料试件试验面之间的拉应力。
[0021]所述的步骤六中，待步骤五中填充的沥青冷却后，控制液压缸9固定不动，即第二夹具22上安装的集料试件固定不动，通过控制主动轴18转动驱动第一夹具17同步转动，使第一夹具17给第一夹具17上安装的集料试件施加切线方向的力，直至第一夹具17上安装的集料试件的试验面与第二夹具22上安装的集料试件的试验面之间填充的沥青膜破坏，停止主动轴18转动，所述的剪应力传感器3测量沥青膜破坏前后集料试件试验面之间的剪应力。
[0022]本发明具有如下有益效果:
[0023]本发明通过在主动轴上设置第一夹具，在第一夹具与主动轴之间设置剪应力传感器，在试验时，剪应力传感器用来测量集料试件试验面之间填充的沥青膜在破坏前后集料试件试验面之间的剪应力;本发明通过设置拉伸装置和与拉伸装置相连的第二夹具，在拉伸装置与第二夹具之间设置拉应力传感器，在试验时，拉应力传感器用来测量集料试件试验面之间填充的沥青膜在破坏前后集料试件试验面之间的拉应力;通过上述测量的集料试件试验面之间填充的沥青膜在破坏时的剪应力和拉应力来综合分析集料表面粗糙程度对沥青与集料表面粘附性影响。
[0024]进一步的，本发明通过在主动轴上对称设置若干第一夹具，相应的设置出与第一夹具数量相对应的第二夹具能够同时测量多组实验数据用于分析，提高了实验的效率。
[0025]进一步的，本发