專利名稱：瀝青與集料的低溫粘附性敲擊試驗(yàn)設(shè)備及其試驗(yàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種土木工程中材料性能試驗(yàn)設(shè)備及其試驗(yàn)方法，尤其是一種浙青與集料的低溫粘附性敲擊試驗(yàn)設(shè)備及其試驗(yàn)方法。
背景技術(shù)：
浙青的粘附性是指浙青與集料的粘附能力，粘附性的好壞直接關(guān)系到浙青路面的 防水損害能力和基面層層間粘結(jié)能力等下封層功能作用的發(fā)揮，而低溫粘附性則反映了浙 青的低溫使用性能，浙青低溫粘度越小，說(shuō)明該種浙青在低溫下容易流動(dòng)，低溫變形能力 強(qiáng)，抗開(kāi)裂性能強(qiáng)；反之，浙青低溫粘度越大，則說(shuō)明其低溫變形能力差，較易開(kāi)裂，因此用 低溫粘附性作為評(píng)價(jià)浙青與集料在低溫時(shí)的性能指標(biāo)是可行的。現(xiàn)有評(píng)價(jià)浙青與集料間 粘附性的試驗(yàn)方法中，水煮法、水浸法、光電比色法，攪動(dòng)水凈吸附法等均為評(píng)價(jià)中高溫狀 態(tài)下兩者之間的粘結(jié)性能，《公路工程浙青及浙青混合料試驗(yàn)規(guī)程》(JTJ052-2000)提出的 浙青與集料的低溫粘結(jié)性試驗(yàn)方法中，試驗(yàn)過(guò)程存在集料粒徑范圍過(guò)寬且其擺放經(jīng)驗(yàn)性過(guò) 強(qiáng)，鋼球下落時(shí)易出現(xiàn)偏心沖擊現(xiàn)象等缺陷而導(dǎo)致試驗(yàn)精度降低，不利于低溫粘附性控制 指標(biāo)的確定，并且沒(méi)有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的浙青與集料的低溫粘結(jié)性試驗(yàn)方法中，試驗(yàn)過(guò)程 存在集料粒徑范圍過(guò)寬且其擺放經(jīng)驗(yàn)性過(guò)強(qiáng)，鋼球下落時(shí)易出現(xiàn)偏心沖擊現(xiàn)象等缺陷而導(dǎo) 致試驗(yàn)精度降低，不利于低溫粘附性控制指標(biāo)的確定，并且現(xiàn)有技術(shù)中沒(méi)有提供相關(guān)的標(biāo) 準(zhǔn)試驗(yàn)設(shè)備的問(wèn)題，進(jìn)而提供了一種浙青與集料的低溫粘附性敲擊試驗(yàn)設(shè)備及其試驗(yàn)方 法。本發(fā)明的技術(shù)方案是本發(fā)明的試驗(yàn)設(shè)備包括鋼球支撐架、試件架體、碎石收集槽 和試件成型槽，所述碎石收集槽為上端敞口的槽體，碎石收集槽的一個(gè)側(cè)面上設(shè)有手柄，試 件架體為上端敞口的槽體，試件架體的一個(gè)側(cè)面的中下部設(shè)有開(kāi)口，碎石收集槽的主體穿 過(guò)開(kāi)口設(shè)置于試件架體內(nèi)，試件成型槽底面朝上置于試件架體上，所述鋼球支撐架上的通 孔、試件架體、碎石收集槽和試件成型槽的軸線重合；
本發(fā)明的試驗(yàn)方法如下
步驟一調(diào)整鋼球支撐架的水平支撐桿下端面至試件架體上端面的距離為500mm，穿 過(guò)水平支撐桿上的通孔懸掛圓錐體確定鋼球下落的具體位置，保證穿過(guò)通孔下落的鋼球嚴(yán) 格擊實(shí)在試件架體底面的中心；
步驟二 將碎石用標(biāo)準(zhǔn)篩過(guò)篩，從粒徑6mm 8mm的碎石中取出接近立方體形狀的碎石 100顆，用潔凈水洗凈后置于溫度為105°C 士 5°C的烘干箱中烘干，然后放在干燥器中得到 備用碎石；
步驟三將閉合邊框的凈尺寸為200mmX 200mm的試件成型槽置于溫度為105°C 士5°C 的烘干箱中預(yù)熱，取出烘干箱中的試件成型槽并放在混凝土振動(dòng)臺(tái)上，向試件成型槽中澆灌加熱后的浙青40g，使盛裝有浙青的試件成型槽在混凝土振動(dòng)臺(tái)上高頻振動(dòng)20s，保證浙 青自由流動(dòng)以形成均勻厚度的浙青膜，使試件成型槽內(nèi)浙青膜厚度為1mm，保持試件成型槽 靜止并于室溫中冷卻；
步驟四在冷卻至室溫的試件成型槽上放置方格網(wǎng)架，透過(guò)方格網(wǎng)架上的鋼絲繩網(wǎng)格 均勻放置100顆備用碎石，碎石共10排，每排10顆，相鄰的兩顆備用碎石之間間距均勻，位 于邊緣的備用碎石同與其相鄰的試件成型槽的邊框的距離為L(zhǎng)，IOmm < L < 20mm,移開(kāi)方格 網(wǎng)架，得到盛裝試件的試件成型槽，將盛裝試件的試件成型槽放入溫度為60°C的烘干箱中 加熱5h，使碎石與浙青有良好的粘結(jié)，再將其放入-1 8°C的冰箱中冷卻12h以上；
步驟五從冰箱中取出盛裝試件的試件成型槽，試件成型槽的底面朝上架于試件架體 上，將鋼球置于鋼球支撐架的通孔的邊緣，使鋼球從邊緣自由落下并恰好跌落在試件成型 槽底面的中心；
步驟六觀察試件成型槽底面受鋼球沖擊振動(dòng)后試件中碎石被振落的情況，計(jì)算被振 落的碎石數(shù)量占碎石總數(shù)量的百分率，即碎石脫落率，
TZX = ^
T
其中，TLL-碎石脫落率；Sl-振落的碎石數(shù)量；T-碎石總數(shù)量。本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明的浙青與集料的低溫粘附性敲擊試驗(yàn)設(shè)備結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，試驗(yàn)精度高，其試驗(yàn)方法用于判定浙青與集料在低溫狀態(tài)下的粘結(jié)匹配 性，進(jìn)行不同浙青膠漿與不同種類集料在各種溫度下粘結(jié)性能的定性分析，指導(dǎo)寒冷地區(qū) 浙青與集料種類、原材料特性的選擇，減少低溫地區(qū)浙青路面松散、坑槽等現(xiàn)象的產(chǎn)生，延 長(zhǎng)浙青路面使用壽命，進(jìn)而提高浙青路面使用性能。


圖1是本發(fā)明的浙青與集料的低溫粘附性敲擊試驗(yàn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是方 格網(wǎng)架使用方法的示意圖；圖3是方格網(wǎng)架的俯視圖；圖4是試件成型槽的俯視圖；圖5是 碎石收集槽的俯視圖；圖6是試件架體的剖視圖。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一結(jié)合圖1至圖6說(shuō)明本實(shí)施方式的浙青與集料的低溫粘附性敲 擊試驗(yàn)設(shè)備，它包括鋼球支撐架1、試件架體2、碎石收集槽3和試件成型槽4，所述碎石收集 槽3為上端敞口的槽體，碎石收集槽3的一個(gè)側(cè)面上設(shè)有手柄3-1，試件架體2為上端敞口 的槽體，試件架體2的一個(gè)側(cè)面的中下部設(shè)有開(kāi)口 2-1，碎石收集槽3的主體穿過(guò)開(kāi)口 2-1 設(shè)置于試件架體2內(nèi)，試件成型槽4底面朝上置于試件架體2上，所述鋼球支撐架1上的通 孔1-1-1、試件架體2、碎石收集槽3和試件成型槽4的軸線重合。
具體實(shí)施方式
二 結(jié)合圖4說(shuō)明本實(shí)施方式的浙青與集料的低溫粘附性敲擊試驗(yàn) 設(shè)備，所述試件成型槽4為四周有閉合邊框4-2的槽體，試件成型槽4的底面延伸于邊框 4-2外構(gòu)成水平凸沿4-1，試件成型槽4倒置于試件架體2上時(shí)，閉合邊框4-2位于試件架 體2內(nèi)，水平凸沿4-1位于試件架體2側(cè)面的上端。本實(shí)施方式的其他組成與連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三結(jié)合圖1和圖4說(shuō)明本實(shí)施方式的浙青與集料的低溫粘附性敲 擊試驗(yàn)設(shè)備，所述試件成型槽4的閉合邊框4-2的高度為8mm。本實(shí)施方式的其他組成與連 接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一或二相同。
具體實(shí)施方式
四結(jié)合圖1說(shuō)明本實(shí)施方式的浙青與集料的低溫粘附性敲擊試驗(yàn) 設(shè)備，所述鋼球支撐架1由水平支撐桿1-1、垂直支撐桿1-2和底座1-3組成，水平支撐桿 1-1的一端垂直固定于垂直支撐桿1-2的頂端，水平支撐桿1-1的另一端開(kāi)有軸線垂直的通 孔1-1-1，垂直支撐桿1-2的底部固定于底座1-3上，經(jīng)過(guò)通孔1-1-1的準(zhǔn)確定位，可減少由 于鋼球擊實(shí)位置移動(dòng)導(dǎo)致的試驗(yàn)誤差。本實(shí)施方式的其他組成與連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一、二或三相同。
具體實(shí)施方式
五結(jié)合圖1說(shuō)明本實(shí)施方式的浙青與集料的低溫粘附性敲擊試驗(yàn) 設(shè)備，所述通孔1-1-1的上部為向上漸開(kāi)的喇叭形。喇叭形口的設(shè)置對(duì)鋼球的下落起緩沖 作用。本實(shí)施方式的其他組成與連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一、二、三或四相同。
具體實(shí)施方式
六結(jié)合圖3說(shuō)明本實(shí)施方式的浙青與集料的低溫粘附性敲擊試驗(yàn) 設(shè)備，它還包括方格網(wǎng)架5，所述方格網(wǎng)架5為閉合的矩形框架，方格網(wǎng)架5內(nèi)沿水平和垂 直的方向各均布有相交的9條鋼絲繩5-1，方格網(wǎng)架5設(shè)置在試件成型槽4的閉合邊框4-2 上。方格網(wǎng)架5用以確定每顆集料的位置，使每次試驗(yàn)每一個(gè)位置的集料所受的沖擊能量 保持一致，進(jìn)而提高試驗(yàn) 精度。本實(shí)施方式的其他組成與連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一至五 任一相同。
具體實(shí)施方式
七結(jié)合圖1說(shuō)明本實(shí)施方式的浙青與集料的低溫粘附性敲擊試驗(yàn) 方法如下
步驟一調(diào)整鋼球支撐架1的水平支撐桿1-1下端面至試件架體2上端面的距離為 500mm，穿過(guò)水平支撐桿1_1上的通孔1_1_1懸掛圓錐體確定鋼球下落的具體位置，保證穿 過(guò)通孔1-1-1下落的鋼球嚴(yán)格擊實(shí)在試件架體2底面的中心；
步驟二 將碎石用標(biāo)準(zhǔn)篩過(guò)篩，從粒徑6mm 8mm的碎石中取出接近立方體形狀的碎石 100顆，用潔凈水洗凈后置于溫度為105°C 士5°C的烘干箱中烘干，然后放在干燥器中得到 備用碎石；
步驟三將閉合邊框4-2的凈尺寸為200mmX200mm的試件成型槽4置于溫度為 105°C 士5°C的烘干箱中預(yù)熱，取出烘干箱中的試件成型槽4并放在混凝土振動(dòng)臺(tái)上，向試 件成型槽4中澆灌加熱后的浙青40g，將盛裝有浙青的試件成型槽4在混凝土振動(dòng)臺(tái)上高頻 振動(dòng)20s，使試件成型槽4內(nèi)浙青膜厚度為1mm，保持試件成型槽4靜止并于室溫中冷卻，振 動(dòng)臺(tái)的振動(dòng)保證浙青自由流動(dòng)以形成均勻厚度的浙青膜，提高試驗(yàn)條件的一致性；
步驟四在冷卻至室溫的試件成型槽4上放置方格網(wǎng)架5，透過(guò)方格網(wǎng)架5上的鋼絲繩 網(wǎng)格均勻放置100顆備用碎石，碎石共10排，每排10顆，相鄰的兩顆備用碎石之間間距均 勻，位于邊緣的備用碎石同與其相鄰的試件成型槽4的邊框的距離為L(zhǎng)，IOmm < L < 20mm, 移開(kāi)方格網(wǎng)架5，得到盛裝試件的試件成型槽4，將盛裝試件的試件成型槽4放入溫度為 60°C的烘干箱中加熱5h，使碎石與浙青有良好的粘結(jié)，再將其放入-18°C的冰箱中冷卻12h 以上；
步驟五從冰箱中取出盛裝試件的試件成型槽4，試件成型槽4的底面朝上架于試件架 體2上，將鋼球置于鋼球支撐架1的通孔1-1-1的邊緣，使鋼球從邊緣自由落下并恰好跌落在試件成型槽4底面的中心；
步驟六觀察試件成型槽4底面受鋼球沖擊振動(dòng)后試件中碎石被振落的情況，計(jì)算被 振落的碎石數(shù)量占碎石總數(shù)量的百分率，即碎石脫落率，用低溫下的碎石脫落率作為浙青 與集料粘結(jié)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)，使不同溫度條件下，不同種類浙青與集料的粘結(jié)性能有良好的 區(qū)分度，不同溫度條件下不同種類浙青與集料的碎石脫落率的合格指標(biāo)見(jiàn)表一
其中，TLL-碎石脫落率；Sl-振落的碎石數(shù)量；T-碎石總數(shù)量；
表一
權(quán)利要求
一種瀝青與集料的低溫粘附性敲擊試驗(yàn)設(shè)備，其特征在于它包括鋼球支撐架(1)、試件架體(2)、碎石收集槽(3)和試件成型槽(4)，所述碎石收集槽(3)為上端敞口的槽體，碎石收集槽(3)的一個(gè)側(cè)面上設(shè)有手柄(3-1)，試件架體(2)為上端敞口的槽體，試件架體(2)的一個(gè)側(cè)面的中下部設(shè)有開(kāi)口(2-1)，碎石收集槽(3)的主體穿過(guò)開(kāi)口(2-1)設(shè)置于試件架體(2)內(nèi)，試件成型槽(4)底面朝上置于試件架體(2)上，所述鋼球支撐架(1)上的通孔(1-1-1)、試件架體(2)、碎石收集槽(3)和試件成型槽(4)的軸線重合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浙青與集料的低溫粘附性敲擊試驗(yàn)設(shè)備，其特征在于所述 試件成型槽(4)為四周有閉合邊框(4-2)的槽體，試件成型槽(4)的底面延伸于邊框(4-2) 外構(gòu)成水平凸沿(4-1)，試件成型槽(4)倒置于試件架體(2)上時(shí)，閉合邊框(4-2)位于試件 架體(2)內(nèi)，水平凸沿(4-1)位于試件架體(2)側(cè)面的上端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的浙青與集料的低溫粘附性敲擊試驗(yàn)設(shè)備，其特征在于 所述試件成型槽(4)的閉合邊框(4-2)的高度為8mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的浙青與集料的低溫粘附性敲擊試驗(yàn)設(shè)備，其特征在于 所述鋼球支撐架(1)由水平支撐桿(1-1 )、垂直支撐桿(1-2)和底座(1-3)組成，水平支撐 桿(1-1)的一端垂直固定于垂直支撐桿(1-2)的頂端，水平支撐桿(1-1)的另一端開(kāi)有通孔 (1-1-1),垂直支撐桿(1-2)的底部固定于底座(1-3)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的浙青與集料的低溫粘附性敲擊試驗(yàn)設(shè)備，其特征在于所述 通孔(1-1-1)的上部為向上漸開(kāi)的喇叭形。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的浙青與集料的低溫粘附性敲擊試驗(yàn)設(shè)備，其特征在于 它還包括方格網(wǎng)架(5)，所述方格網(wǎng)架(5)為閉合的矩形框架，方格網(wǎng)架(5)內(nèi)沿水平和垂 直的方向各均布有相交的(9)條鋼絲繩(5-1)，方格網(wǎng)架(5)設(shè)置在試件成型槽(4)的閉合 邊框(4-2)上。
7.利用權(quán)利要求1所述的浙青與集料的低溫粘附性敲擊試驗(yàn)方法，其特征在于試驗(yàn)方 法如下步驟一調(diào)整鋼球支撐架(1)的水平支撐桿(1-1)下端面至試件架體(2)上端面的距離 為500mm，穿過(guò)水平支撐桿(1_1)上的通孔(1_1_1)懸掛圓錐體確定鋼球下落的具體位置， 保證穿過(guò)通孔(1-1-1)下落的鋼球嚴(yán)格擊實(shí)在試件架體(2)底面的中心；步驟二 將碎石用標(biāo)準(zhǔn)篩過(guò)篩，從粒徑6mm 8mm的碎石中取出接近立方體形狀的碎石 100顆，用潔凈水洗凈后置于溫度為105°C 士5°C的烘干箱中烘干，然后放在干燥器中得到 備用碎石；步驟三將閉合邊框(4-2)的凈尺寸為200mmX200mm的試件成型槽(4)置于溫度為 105°C 士5°C的烘干箱中預(yù)熱，取出烘干箱中的試件成型槽(4)并放在混凝土振動(dòng)臺(tái)上，向 試件成型槽(4)中澆灌加熱后的浙青40g，使盛裝有浙青的試件成型槽(4)在混凝土振動(dòng)臺(tái) 上高頻振動(dòng)20s，保證浙青自由流動(dòng)以形成均勻厚度的浙青膜，使試件成型槽(4)內(nèi)浙青膜 厚度為1mm，保持試件成型槽(4)靜止并于室溫中冷卻；步驟四在冷卻至室溫的試件成型槽(4)上放置方格網(wǎng)架(5)，透過(guò)方格網(wǎng)架(5)上的 鋼絲繩網(wǎng)格均勻放置100顆備用碎石，碎石共10排，每排10顆，相鄰的兩顆備用碎石之間 間距均勻，位于邊緣的備用碎石同與其相鄰的試件成型槽(4)的邊框的距離為L(zhǎng)，10mm < L < 20mm，移開(kāi)方格網(wǎng)架(5)，得到盛裝試件的試件成型槽(4)，將盛裝試件的試件成型槽(4)放入溫度為60°C的烘干箱中加熱5h，使碎石與浙青有良好的粘結(jié)，再將其放入_18°C的冰 箱中冷卻12h以上；步驟五從冰箱中取出盛裝試件的試件成型槽(4)，試件成型槽(4)的底面朝上架于試 件架體(2)上，將鋼球置于鋼球支撐架(1)的通孔(1-1-1)的邊緣，使鋼球從邊緣自由落下 并恰好跌落在試件成型槽(4)底面的中心；步驟六觀察試件成型槽(4)底面受鋼球沖擊振動(dòng)后試件中碎石被振落的情況，計(jì)算 被振落的碎石數(shù)量占碎石總數(shù)量的百分率，即碎石脫落率，用低溫下的碎石脫落率作為浙 青與集料粘結(jié)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)，其中，TLL-碎石脫落率；S1-振落的碎石數(shù)量；T-碎石總數(shù)量。
全文摘要
瀝青與集料的低溫粘附性敲擊試驗(yàn)設(shè)備及其試驗(yàn)方法，涉及一種土木工程中材料性能試驗(yàn)設(shè)備及其試驗(yàn)方法，尤其是一種瀝青與集料的低溫粘附性敲擊試驗(yàn)設(shè)備及其試驗(yàn)方法。本發(fā)明為了解決現(xiàn)有試驗(yàn)方法中集料粒徑范圍寬且擺放不合理，鋼球易偏心沖擊等缺陷且無(wú)相關(guān)試驗(yàn)設(shè)備的問(wèn)題。試驗(yàn)設(shè)備包括鋼球支撐架、試件架體、碎石收集槽和試件成型槽，碎石收集槽于試件架體底部抽拉，試件成型槽底面朝上置于試件架體上。試驗(yàn)方法一、水平桿距架體500mm；二、100顆碎石烘干；三、向預(yù)熱的成型槽內(nèi)注入熱瀝青，振動(dòng)后冷卻；四、在瀝青上擺碎石且加熱后冷卻；五、架設(shè)成型槽并落球；六、計(jì)算碎石脫落率。本發(fā)明尤其適用于大空隙排水瀝青路面的材料選擇。
文檔編號(hào)G01N11/00GK101865806SQ201010212230
公開(kāi)日2010年10月20日 申請(qǐng)日期2010年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月29日
發(fā)明者馮德成, 左文鋅, 易軍艷, 權(quán)磊, 胡偉超, 趙含, 趙銀, 馬宏巖 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)