大孔隙沥青混合料孔隙变化规律试验测试装置

摘要

本发明涉及一种大孔隙沥青混合料孔隙变化规律试验测试装置，包括试件放置槽、轮胎、水平支架、倒顺开关、轮胎移动装置、轮胎施压装置和纵向截面呈矩形的工作箱；试件放置槽固定设置在工作箱底部；水平支架水平设置在工作箱顶部；待测试件置于试件放置槽中；轮胎设置在待测试件顶部；轮胎移动装置设置在水平支架上并与轮胎相连；轮胎移动装置带动轮胎在待测试件顶部水平移动；倒顺开关是两个；两个倒顺开关对称设置在工作箱的侧壁上且与轮胎移动装置的运行轨迹处于同一轴线上；轮胎施压装置与轮胎相连并通过轮胎向待测试件施加压力。本发明可反映待测试件在轮载作用下的孔隙率的变化和可进一步分析不同孔隙沥青混合料的抗堵塞能力。

说明书

技术领域

本发明属于路面材料性能测试技术领域，涉及一种大孔隙沥青混合料孔隙变化规律试验测试装置。

背景技术

大孔隙沥青混合料具有防水、防滑和降低交通噪音等功能，大孔隙沥青混合料在日本应用很广泛，但是由于大孔隙沥青混合料孔隙特别大，一方面，在轮载荷不断的反复作用，路面进一步压实，孔隙率会有一定的降低，另一方面，灰尘不断对孔隙填充，被汽车压实堵塞而很难清除从而影响其应用性和耐久性。因此，开展大孔隙沥青混合料孔隙衰变规律以及孔隙抗堵塞能力方面的研究对于大孔隙沥青混合料在中国多雨地区或者隧道中的广泛应用提供理论依据。

目前，对于大孔隙沥青混合料孔隙衰变规律的研究基于理论分析和理论模型的建立，还没有比较对孔隙率变化规律的测试装置及室内试验方法，基于以上原因，发明了大孔隙沥青混合料孔隙衰变规律试验测试装置，对大孔隙沥青混合料性能的研究提供一定的参考。

发明内容

基于目前没有大孔隙沥青混合料孔隙衰变规律的试验测试装置，本发明提供一种可反映待测试件在轮载作用下的孔隙率的变化以及可进一步分析不同孔隙沥青混合料的抗堵塞能力的大孔隙沥青混合料孔隙变化规律试验测试装置。

为实现上述目的，本发明采取如下技术方案：

一种大孔隙沥青混合料孔隙变化规律试验测试装置，其特征在于：所述大孔隙沥青混合料孔隙变化规律试验测试装置包括试件放置槽、轮胎、水平支架、倒顺开关、轮胎移动装置、轮胎施压装置以及纵向截面呈矩形的工作箱；所述试件放置槽固定设置在工作箱底部；所述水平支架水平设置在工作箱顶部；待测试件置于试件放置槽中；所述轮胎设置在待测试件顶部；所述轮胎移动装置设置在水平支架上并与轮胎相连；所述轮胎移动装置带动轮胎在待测试件顶部水平移动；所述倒顺开关是两个；两个倒顺开关对称设置在工作箱的侧壁上；所述两个倒顺开关与轮胎移动装置的运行轨迹处于同一轴线上；所述轮胎施压装置与轮胎相连并通过轮胎向待测试件施加压力。

作为优选，本发明所采用的轮胎移动装置包括电机、减速器、齿轮、滑槽以及齿轮齿条；所述电机固定设置在工作箱底部；所述滑槽设置在水平支架上；所述齿轮齿条设置在滑槽上；所述电机通过减速器带动齿轮转动；所述齿轮与齿轮齿条相啮合；所述齿轮通过齿轮齿条带动滑槽在水平支架上自如滑动；所述两个倒顺开关与滑槽的运行轨迹处于同一轴线上；所述滑槽在水平支架上滑动时触发倒顺开关；所述滑槽与轮胎相连并带动轮胎在待测试件顶部水平移动。

作为优选，本发明所采用的轮胎施压装置包括竖向滑槽、支撑架、油缸以及液压泵；所述竖向滑槽固定设置在滑槽上并与滑槽同步移动；所述支撑架设置在竖向滑槽中并在竖向滑槽自如竖向滑动；所述轮胎设置在支撑架底部；所述液压泵与油缸相连；所述液压泵与支撑架相连并通过支撑架以及轮胎向待测试件施加压力。

作为优选，本发明所采用的轮胎施压装置通过轮胎向待测试件施加的压力不大于0.7Mpa。

作为优选，本发明所采用的大孔隙沥青混合料孔隙变化规律试验测试装置还包括设置在试件放置槽底部用于推送待测试件的千斤顶。

作为优选，本发明所采用的待测试件是一组或多组。

作为优选，本发明所采用的待测试件是3组。

本发明的优点是：

本发明涉及一种大孔隙沥青混合料孔隙衰变规律试验测试装置，包括试件放置槽、轮胎、齿轮齿条、齿轮、倒顺开关、电机、支撑结构、动力装置。电机上连接减速器和齿轮，齿轮与固定在支架滑槽上的齿轮齿条啮合，电机的动力传递到齿轮上，齿轮带动固定在滑槽上的齿轮齿条水平方向运动，当滑槽的一端接触到倒顺开关后，电机带动齿轮向相反的方向运动，与齿轮上啮合的齿轮齿条也改变运动方向，齿轮齿条下方固定有支撑结构和轮胎胎压的施压装置，轮胎下方是多组试件放置槽。本发明的测试装置可以对试件放置槽中的试件施加轮胎载荷，利用小型渗水仪测试经过载荷作用试件的渗水系数，通过渗水系数的变化来定量的描述大孔隙沥青混合料在轮胎反复作用下孔隙衰变规律，也可以通过铺砂的方法在试件表面铺上一定质量的细砂，利用毛刷将表面砂清除干净，通过试件的质量变化率来反映试件在轮载作用下的孔隙率的变化，并可进一步分析不同孔隙沥青混合料的抗堵塞能力。

附图说明

图1是本本发明所提供的大孔隙沥青混合料孔隙衰变规律试验测试装置的结构示意图；

图2是本发明所采用的试件放置槽的俯视结构示意图；

图中标记说明如下：

1-试件放置槽；2-电机；3-减速器；4-齿轮；5-轮胎；6-支撑架；7-油缸；8-液压泵；9-齿轮齿条；10-滑槽；11-支架；12-倒顺开关；13-待测试件；14-竖向滑槽；15-千斤顶。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步详细说明，不详之处见发明内容部分，但是本发明不仅限于下述的实施方式。

参见图1以及图2，本发明提供了一种大孔隙沥青混合料孔隙变化规律试验测试装置，大孔隙沥青混合料孔隙变化规律试验测试装置包括试件放置槽1、轮胎5、水平支架11、倒顺开关12、轮胎移动装置、轮胎施压装置以及纵向截面呈矩形的工作箱；试件放置槽1固定设置在工作箱底部；水平支架11水平设置在工作箱顶部；待测试件13置于试件放置槽1中；轮胎5设置在待测试件13顶部；轮胎移动装置设置在水平支架11上并与轮胎5相连；轮胎移动装置带动轮胎5在待测试件13顶部水平移动；倒顺开关12是两个；两个倒顺开关12对称设置在工作箱的侧壁上；两个倒顺开关12与轮胎移动装置的运行轨迹处于同一轴线上；轮胎施压装置与轮胎5相连并通过轮胎5向待测试件13施加压力。

其中，轮胎移动装置包括电机2、减速器3、齿轮4、滑槽10以及齿轮齿条9；电机2固定设置在工作箱底部；滑槽10设置在水平支架11上；齿轮齿条9设置在滑槽10上；电机2通过减速器3带动齿轮4转动；齿轮4与齿轮齿条9相啮合；齿轮4通过齿轮齿条9带动滑槽10在水平支架11上自如滑动；两个倒顺开关12与滑槽10的运行轨迹处于同一轴线上；滑槽10在水平支架11上滑动时触发倒顺开关12；滑槽10与轮胎5相连并带动轮胎5在待测试件13顶部水平移动。电机2上连接减速器3和齿轮4，齿轮4与固定在水平支架11滑槽10上的齿轮齿条9相啮合，电机2的动力传递到齿轮4上，齿轮4带动固定在滑槽10上的齿轮齿条9水平方向运动，齿轮齿条9固定在滑槽10上，滑槽10是固定在水平支架11上，可以在水平支架11上自由滑动。当滑槽10的一端接触到倒顺开关12后，电机2带动齿轮4向相反的方向运动，与齿轮4上啮合的齿轮齿条9也改变运动方向，齿轮齿条9下方固定有支撑结构和轮胎5胎压的施压装置，轮胎5下方是多组试件放置槽1。利用小型渗水仪测试经过载荷作用试件的渗水系数，通过渗水系数的变化来定量的描述大孔隙沥青混合料在轮胎5反复作用下孔隙衰变规律，也可以通过铺砂的方法在试件表面铺上一定质量的细砂，利用毛刷将试件表面的细砂清除干净，通过试件的质量变化来描述试件在轮载作用下的孔隙率的变化，并可进一步分析不同孔隙沥青混合料的抗堵塞能力。

轮胎施压装置包括竖向滑槽14、支撑架6、油缸7以及液压泵8；竖向滑槽14固定设置在滑槽10上并与滑槽10同步移动；支撑架6设置在竖向滑槽14中并在竖向滑槽14自如竖向滑动；轮胎5设置在支撑架6底部；液压泵8与油缸7相连；液压泵8与支撑架6相连并通过支撑架6以及轮胎5向待测试件13施加压力。

轮胎施压装置通过轮胎5向待测试件13施加的压力不大于0.7Mpa。

大孔隙沥青混合料孔隙变化规律试验测试装置还包括设置在试件放置槽1底部用于推送待测试件13的千斤顶15。试件放置槽1的底部圆盘固定一个千斤顶15，用来脱模。轮胎5下方设置有试件放置槽1的内径为150mm，可以同时放置3组旋转压实沥青混合料试件。

待测试件11是一组或多组，优选是3组。

一种大孔隙沥青混合料孔隙衰变规律测试方法，试件放置槽1中待测试件13在轮载作用下，利用小型渗水仪在待测试件13表面上进行渗水试验，同时进行三组平行试验，通过渗水系数的大小分析待测试件13在轮载反复作用下，试件的孔隙率变化规律。也可以进行铺砂法试验，铺砂完成后，将待测试件13表面的细砂清除，称取旋转压实试件的质量变化，通过试件质量的变化，定性的分析孔隙大小与孔隙抗堵塞能力的关系。细砂采用标准砂，也可以采用粒径更小的细纱作为标的。

实施例1：

旋转压实成型沥青混合料试件一组(3个试件)，将待测试件13放置在试件放置槽中1，调节放置动力装置的支撑架6，使其在竖向滑槽14中滑动，固定在支撑架6中的轮胎与待测试件13的表面相接触，开动支撑架6上的动力装置，动力装置包括油缸7和液压泵8，使轮胎上的压力达到0.7Mpa为止，电机2连接减速器3，减速器3的一端固定齿轮4，齿轮4与齿轮齿条9啮合，开动电机2，电机2带动齿轮4转动，转动的齿轮4带动齿轮齿条水平方向沿着滑槽10运动，滑槽10接触到倒顺开关12后，电机2的输出轴带动齿轮4沿相反的方向转动，固定在滑槽10上的齿轮齿条9一起沿相反方向运动，当滑槽10碰到另一侧的倒顺开关12后，重复上述的步骤，从而固定在滑动槽10上的支撑架6以及放置在支撑架6上的动力装置，包括油缸7和液压泵8，连同固定在支撑架6下方的轮胎5在待测试件13上方反复做水平运动，模拟路面车辆载荷的反复作用。在设定的作用周期完成以后，在待测试件13的表面上安装渗水仪，进行渗水试验，三个试验结果的均值作为试验值，通过轮胎的不同周期作用与渗水系数的关系研究车辆载荷作用下，大孔隙沥青混合料的孔隙率衰变规律。试验完成后，利用千斤顶15将待测试件13从底部从试件放置槽1中推出来。

实施例2：

旋转压实成型沥青混合料试件一组(3个试件)，将待测试件13放置在试件放置槽中1，调节放置动力装置的支撑架6，使其在竖向滑槽14中滑动，固定在支撑架6中的轮胎与待测试件13的表面相接触，开动支撑架6上的动力装置，动力装置包括油缸7和液压泵8，使轮胎上的压力达到0.7Mpa为止，电机2连接减速器3，减速器3的一端固定齿轮4，齿轮4与齿轮齿条9啮合，开动电机2，电机2带动齿轮4转动，转动的齿轮4带动齿轮齿条水平方向沿着滑槽10运动，滑槽10接触到倒顺开关12后，电机2的输出轴带动齿轮4沿相反的方向转动，固定在滑槽10上的齿轮齿条9一起沿相反方向运动，当滑槽10碰到另一侧的倒顺开关12后，重复上述的步骤，从而固定在滑动槽10上的支撑架6以及放置在支撑架6上的动力装置，包括油缸7和液压泵8，连同固定在支撑架6下方的轮胎5在待测试件13上方反复做水平运动，模拟路面车辆载荷的反复作用。在设定的作用周期完成以后，在待测试件13的表面上摊铺一定质量细砂，摊铺直径为100mm的圆，然后用直径为150mm，质量为5kg的铁块在其上压5min，然后用毛刷将其表面的细砂刷掉，称取试件的质量变化率。质量变化大，代表细砂或者灰尘进入到孔隙中的质量多。试验完成后，利用千斤顶15将待测试件13从底部从试件放置槽1中推出来。

本发明可以研究不同级配大孔隙率沥青混合料的孔隙衰变规律，可以为大孔隙沥青混合料抗堵塞能力的最优合理级配和孔隙率的设计提供参考。