專利名稱：：瀝青混合料和易性指數(shù)測試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種用于鋪路的瀝青混合料的和易性指數(shù)測試儀。技術(shù)背景目前，公路建設(shè)多采用瀝青混合料直接鋪設(shè)在基層上，然后由專用的壓路機(jī)械進(jìn)行壓實(shí)而成路面。瀝青混合料一般由粗細(xì)不等的集料、填料和瀝青液以一定比例配料并在加熱至一定溫度下攪拌混合而成。瀝青混合料的和易性是表征其攤鋪及碾壓性能的基本特征，直接關(guān)系到瀝青路面的平整度與壓實(shí)度等重要質(zhì)量指標(biāo)。瀝青混合料的和易性與其拌和及壓實(shí)溫度有關(guān)，因此，需要通過對(duì)瀝青混合料和易性的測試，確定其拌和及壓實(shí)溫度。到目前為止，對(duì)于瀝青混合料和易性好壞并沒有量化指標(biāo)，大多通過測定瀝青混合料的密度、空隙率大小來間接評(píng)價(jià)，這種方法并不能完全反映瀝青混合料和易性的真實(shí)情況，更不能確定瀝青混合料的最佳拌和及壓實(shí)溫度。目前，鋪路工程中瀝青混合料的的最佳拌和及壓實(shí)溫度通常簡單地利用瀝青的粘溫曲線來確定，即由粘溫曲線中瀝青的最佳粘度值所對(duì)應(yīng)的溫度值確定為瀝青混合料的的最佳拌和及壓實(shí)溫度。然而，因?yàn)闉r青混合料的和易性是瀝青種類、集料種類、級(jí)配類型和溫度等眾多因素共同作用的結(jié)果，瀝青粘度值僅是瀝青混合料和易性的影響因素之一，對(duì)于空隙率相同的不同類瀝青混合料，事實(shí)上其和易性并不相同，因此，僅通過瀝青粘溫曲線確定瀝青混合料拌和溫度和用空隙率大小來間接評(píng)價(jià)瀝青混合料的和易性好壞具有不合理性。本發(fā)明就是基于目前現(xiàn)狀開展的。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種瀝青混合料和易性指數(shù)測試儀器，通過對(duì)瀝青混合料攪拌時(shí)攪拌主軸扭矩的測試，以扭矩的倒數(shù)值為瀝青混合料的和易性指數(shù)，以便通過和易性指數(shù)這一量化值確定瀝青混合料適宜拌和及攤鋪溫度。本瀝青混合料和易性指數(shù)測試儀包含機(jī)架、變速電動(dòng)機(jī)、數(shù)字顯示屏、扭矩傳感器和試樣桶，試樣桶內(nèi)設(shè)有由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的攪拌器，攪拌器設(shè)有攪拌葉片，所說的變速電動(dòng)機(jī)通過減速器與攪拌器的主軸相連，所說的扭矩傳感器安裝在攪拌器的主軸或減速器輸出軸上，試樣桶的壁部設(shè)有加熱腔和溫度傳感器，攪拌葉片上裝有溫度傳感器。電機(jī)與減速器之間設(shè)有聯(lián)軸器。攪拌器主軸與減速器之間設(shè)有聯(lián)軸器。所說的攪拌器設(shè)有軸向等距離及徑向等弧度間隔的上、中、下三個(gè)攪拌葉片，其中上葉片的葉面與主軸旋轉(zhuǎn)方向的切線成130-140°夾角方向安裝，這樣可以強(qiáng)制試樣桶上部瀝青混合料向下運(yùn)動(dòng)。中葉片的葉面與主軸旋轉(zhuǎn)方向的切線成垂直方向安裝，且葉面向旋轉(zhuǎn)方向彎曲而成徑向彎弧，目的是避免瀝青混合料產(chǎn)生離析，防止大顆粒骨料向試樣桶邊緣移動(dòng)，保證大顆粒骨料與其它骨料均勻并連續(xù)地拌和。下葉片的葉面與主軸旋轉(zhuǎn)方向的切線成40-50°夾角方向安裝，這樣可以攪起試樣桶底部的瀝青混合料，達(dá)到瀝青混合料充分拌和的目的。三個(gè)攪拌葉片采用各不同的仰角，可避免各葉片攪拌時(shí)在瀝青混合料中形成剪切面，造成攪拌不均勻而不能真實(shí)反映瀝青混合料的和易性的情況。用本儀器測試時(shí)，向試樣桶內(nèi)投入瀝青混合料樣品，并通過加熱腔內(nèi)油浴加熱,使混合料升溫；啟動(dòng)電機(jī)，帶動(dòng)攪拌器旋轉(zhuǎn)，攪拌器對(duì)瀝青混合料攪拌時(shí)產(chǎn)生扭矩，扭矩的大小表征了瀝青混合料和易性的好壞，本發(fā)明將扭矩值的倒數(shù)定義為和易性指數(shù)，扭矩越大，和易性指數(shù)越小，則表示瀝青混合料的和易性越差。扭矩傳感器將采集的扭矩信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并通過數(shù)據(jù)采集顯示系統(tǒng)將和易性指數(shù)(扭矩的倒數(shù)值)顯示在屏幕上，同時(shí)也通過溫度傳感器顯示此時(shí)的桶內(nèi)瀝青混合料的溫度。因此，本儀器可直接進(jìn)行瀝青混合料和易性測定，分析瀝青種類、集料種類、級(jí)配類型及溫度等因素對(duì)瀝青混合料和易性的影響。根據(jù)本儀器測得的和易性指數(shù)值來確定瀝青混合料最佳拌和及壓實(shí)溫度，可克服常規(guī)的間接評(píng)價(jià)方法的不足。圖1是瀝青混合料的和易性指數(shù)測試儀的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2表示試樣桶的A向剖面圖。圖3表示三個(gè)攪拌葉片在攪拌器主軸上的徑向分布示意圖。圖4-圖6分別表示圖3的B向、C向和D向的視圖。圖1-圖6中各部件標(biāo)號(hào)為l一機(jī)架，2—顯示屏，3—變速電機(jī)，4、4'一聯(lián)軸器，5一減速器，6—扭矩傳感器，7—試樣桶把手，8—攪拌器主軸，9一試樣桶定位耳板，9-1一螺孔，10"i式樣桶，ll一加熱腔，12—上葉片，13—中葉片，14一下葉片，15—溫度傳感器。具體實(shí)例方式下面通過附圖進(jìn)一步說明本測試儀的實(shí)施例結(jié)構(gòu)。圖1實(shí)施例中，機(jī)架1為承載力不小于5KN的剛性金屬構(gòu)架。顯示屏2、變速電動(dòng)機(jī)3、減速器5和試樣桶10都以該機(jī)架1為工作平臺(tái)。攪拌器的上葉片12、中葉片13和下葉片14內(nèi)均設(shè)有溫度傳感器15，各葉片之間的縱向間距為3厘米。變速電動(dòng)機(jī)3設(shè)置有兩檔轉(zhuǎn)速，分別為10轉(zhuǎn)/分鐘、15轉(zhuǎn)/分鐘；減速器5的輸出軸上裝有扭矩傳感器8;減速器5與變速電動(dòng)機(jī)3及與攪拌器主軸8之間分別以聯(lián)軸器4和4'相連。如圖2，試樣桶10設(shè)有一對(duì)用于提攜的把手7和一對(duì)便于在機(jī)架1安裝定位的耳板9，通過耳板9上的螺孔9-1用螺栓與機(jī)架1連接定位。試樣桶10含有油浴加熱腔11，壁部裝有溫度傳感器。試樣桶10通過加熱腔11的油浴加熱，熱容積大，加熱效率高，加熱均勻。傳感器測試溫度，根據(jù)試驗(yàn)要求進(jìn)行溫度升降并顯示溫度值。桶內(nèi)瀝青混合料的溫度通過攪拌葉上的溫度傳感器15進(jìn)行實(shí)時(shí)測試與采集，數(shù)據(jù)采集頻率為每秒50次。圖3表示，攪拌器的三個(gè)葉片12、13、14在攪拌器主軸8上徑向等弧度分布；圖4表示，上葉片12與攪拌器主軸8旋轉(zhuǎn)方向的切線成135°夾角；圖5表示中葉片13與攪拌器主軸6旋轉(zhuǎn)方向的切線成90。夾角，其葉面有一向旋轉(zhuǎn)方向彎曲的弧度；圖6表示下葉片14與攪拌器主軸8旋轉(zhuǎn)方向的切線成45。夾角。上葉片長17厘米，寬2.5厘米，中葉片長19厘米，寬2厘米，下葉片長17厘米，寬2.5厘米。扭矩傳感器6是外購的套裝式件，通過扭矩聯(lián)軸器直接安裝在減速器輸出軸上，扭矩測量量程在2080牛，米，精度達(dá)土O.l牛'米。下面提供用本測試儀對(duì)瀝青混合料進(jìn)行和易性指數(shù)測試實(shí)施例。實(shí)施例中被測試的AC13(油石比為5%)和AC20(油石比為4.3%)兩種瀝青混合料的原材料都為70#基質(zhì)瀝青和石灰?guī)r集料。實(shí)試?yán)齦AC13瀝青混合料不同轉(zhuǎn)速及不同溫度條件下的和易性指數(shù)測試測試儀轉(zhuǎn)速分別為10轉(zhuǎn)/分鐘和15轉(zhuǎn)/分鐘的條件下，AC13瀝青混合料的不同溫度與和易性指數(shù)的變化關(guān)系分別見表1(1)和表l(2)。表1(1)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表l(2)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表l(1)和表l(2)測試結(jié)果表明，攪拌器在10轉(zhuǎn)/分鐘和15轉(zhuǎn)/分鐘兩檔轉(zhuǎn)速下，隨著溫度升高，瀝青混合料和易性指數(shù)增加，瀝青混合料和易性增強(qiáng)。當(dāng)溫度超過135'C后，繼續(xù)升高瀝青混合料溫度，瀝青混合料和易性指數(shù)增加幅度很小，幾乎不變，由此可確定該瀝青混合料最佳壓實(shí)溫度為B5。C,并以135'C對(duì)應(yīng)的和易性指數(shù)作為瀝青混合料和易性施工控制指標(biāo)。實(shí)試?yán)?AC13和AC20兩種瀝青混合料均采用15轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌轉(zhuǎn)速，分別測試其不同溫度下的和易性指數(shù)。AC13瀝青混合料的測試結(jié)果如表2(1)，AC20瀝青混合料的測試結(jié)果如表2(2)。表2(1)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表2(1)和表2(2)試驗(yàn)結(jié)果表明，在相同溫度下，集料越粗，混合料和易性指數(shù)越小，可壓實(shí)性越差。對(duì)于AC13瀝青混合料，當(dāng)溫度高于135"C后和易性指數(shù)變化很小，可將135t!作為AC13瀝青混合料的最佳壓實(shí)溫度。對(duì)于AC20瀝青混合料，當(dāng)溫度高于14(TC后和易性指數(shù)變化很小，可將14(TC作為AC20瀝青混合料的最佳壓實(shí)溫度。因此在施工過程中，為保證施工質(zhì)量，應(yīng)提高粗集料瀝青混合料壓實(shí)溫度，該結(jié)論與實(shí)際情況吻合。權(quán)利要求1.瀝青混合料的和易性指數(shù)測試儀，其特征是包含機(jī)架、變速電動(dòng)機(jī)、數(shù)字顯示屏、扭矩傳感器和試樣桶，試樣桶內(nèi)設(shè)有由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的攪拌器，攪拌器設(shè)有攪拌葉片，所說的變速電動(dòng)機(jī)通過減速器與攪拌器的主軸相連，所說的扭矩傳感器安裝在攪拌器的主軸或減速器輸出軸上，試樣桶的壁部設(shè)有加熱腔和溫度傳感器，攪拌葉片上裝有溫度傳感器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瀝青混合料的和易性指數(shù)測試儀，其特征是所說的攪拌器設(shè)有軸向等距離及徑向等弧度間隔的上、中、下三個(gè)攪拌葉片，其中上葉片的葉面與主軸旋轉(zhuǎn)方向的切線成130-140°夾角方向安裝，中葉片的葉面與主軸旋轉(zhuǎn)方向的切線成垂直方向安裝，下葉片的葉面與主軸旋轉(zhuǎn)方向的切線成40-50°夾角方向安裝。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的瀝青混合料的和易性指數(shù)測試儀，其特征是電機(jī)與減速器之間設(shè)有聯(lián)軸器。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的瀝青混合料的和易性指數(shù)測試儀，其特征是攪拌器主軸與減速器之間設(shè)有聯(lián)軸器。全文摘要本發(fā)明涉及一種瀝青混合料和易性指數(shù)測試儀，包含機(jī)架、變速電動(dòng)機(jī)、數(shù)字顯示屏、扭矩傳感器和試樣桶，試樣桶內(nèi)設(shè)有由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的攪拌器，攪拌器設(shè)有攪拌葉片，變速電動(dòng)機(jī)通過減速器與攪拌器的主軸相連，扭矩傳感器安裝在攪拌器的主軸上或減速器輸出軸上，試樣桶的壁部設(shè)有加熱腔和溫度傳感器，攪拌葉片上裝有溫度傳感器。本測試儀以瀝青混合料攪拌時(shí)產(chǎn)生的扭矩的倒數(shù)值為瀝青混合料的和易性指數(shù)。瀝青混合料在試樣桶內(nèi)被加熱攪拌，通過數(shù)據(jù)采集顯示系統(tǒng)將和易性指數(shù)及溫度數(shù)據(jù)顯示在顯示屏上，以便通過和易性指數(shù)這一量化值確定瀝青混合料最佳拌和及壓實(shí)溫度。文檔編號(hào)G01N33/42GK101251529SQ20081002007公開日2008年8月27日申請(qǐng)日期2008年3月28日優(yōu)先權(quán)日2008年3月28日發(fā)明者侯曙光申請(qǐng)人:南京工業(yè)大學(xué)