[发明专利]沥青混合料抗剥落性能测试装置及评价方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种沥青类材料物理力学性能的测试装置及评价方法，尤其涉及一种沥青类材料抗剥落能力的测试装置及评价方法。

背景技术

汽车在沥青路面上行驶时除对路面产生竖向荷载作用外，还会产生水平方向的作用力。路表的沥青混合料在这个水平方向作用力的作用下会产生沥青胶浆的磨蚀、骨料的剥落，影响沥青路面表面的粗糙度、平整度，进而影响行车安全和沥青路面耐久性。

当沥青结合料的粘结性能较差、或骨料周围的沥青结合料少（如大孔隙的透水性沥青混合料、或施工离析引起粗集料相对较多的区域）、或沥青结合料在日照和雨水的作用下老化后，路表面沥青混凝土的抗剥落能力会进一步降低。

因此，为便于在设计沥青混合料时从抗剥落的角度对沥青结合料的选用、级配的优化予以指导，很有必要开发一套试验设备来测试、评价沥青混合料的抗剥落性能。目前，国内外尚未见类似用于测试沥青混合料剥落性能的相关设备及评价方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、组装方便、成本低、且使用效果好的沥青混合料抗剥落性能测试装置，还提供一种操作简单易行、评价结果直观、准确、可靠的评价沥青混合料抗剥落性能的方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为一种沥青混合料抗剥落性能测试装置，所述测试装置包括底座平台、立柱、可升降平台和钢丝刷，立柱设于底座平台上，可升降平台安装于立柱上，所述可升降平台上装设有电机及与电机相连的减速器，减速器通过联轴器与位于可升降平台下方的钢丝刷相连，钢丝刷上密布的钢丝正对底座平台上设置的试件置放槽。

上述的沥青混合料抗剥落性能测试装置，所述可升降平台上优选安装有可记录钢丝刷与待测试件表面刮擦时间的计时器。

上述的沥青混合料抗剥落性能测试装置，所述底座平台上优选安装有包覆所述钢丝刷和所述试件置放槽的温控箱，所述温控箱上装设有温控器。通过设定不同的试验温度来研究沥青混合料的抗剥落性能随温度的变化规律。

上述的沥青混合料抗剥落性能测试装置，所述钢丝刷的连接柄上优选套设有环形配重块。通过配置不同重量的环形配重块来模拟不同载重量的汽车轮胎对路表的磨蚀和剥离作用。

上述的沥青混合料抗剥落性能测试装置，所述钢丝刷的底座优选为圆形，该圆形的底座上布设有钢丝，钢丝沿底座中心向底座周围呈发散型圆圈布置。

本发明的上述测试装置中，通过电机带动钢丝刷对试件表面的旋转刮擦来模拟轮胎对路表沥青胶浆的磨蚀和对骨料颗粒的剥离作用。

汽车在沥青路面上行驶时，轮胎除对路表有竖向压力外，还会对路表产生水平方向的作用力，该水平力的大小与汽车的载重量成正比。正是由于该水平力的作用，轮胎对路表的沥青混凝土会产生磨损、剥离作用，引起沥青混合料的磨蚀、剥落和掉粒等破坏。本发明的钢丝刷在试件表面旋转时，钢丝对试件表面产生的作用力与轮胎对路表的作用相仿，既有竖向压力，还有水平摩擦力，可以很好地模拟不同载重量的汽车轮胎对路表的磨蚀、剥离作用。此外，本发明之所以选用钢丝刷而不是采用类似钢片、钢块或刀片等形式，这是因为实际的路表从细观角度看是具有凹凸不平的纹理构造，且轮胎表面也具有凹凸的花纹，所以轮胎与路表的接触并不是连续的，而是间断的多点接触；而且当采用整体式的钢片（钢块或刀片）时，旋转后的钢片对试件产生的作用将是对试件整体式的切削，试验结果反映的主要是骨料的抗剪强度，骨料的硬度越大、抗剪强度越高，抗切削的能力越强，这样并不能很好地体现出沥青结合料对骨料的粘结作用。据此，我们经过反复的试验、设计和不断修改技术方案，最终确定采用钢丝刷的方案，这不仅结构简单，易于实现，而且能够更好地、客观真实地模拟轮胎荷载对沥青混合料的作用，使测试结果更加准确、可靠。

作为一个总的技术构思，本发明还提供一种利用上述测试装置测试评价沥青混合料抗剥落性能的方法，包括以下步骤：

（1）先将待测试的沥青混合料试件进行干燥至恒重，称其质量记为m₀，然后将干燥后的试件置于所述测试装置的试件置放槽中，并通过限位条将待测的试件固定；

（2）开启温控器使温控箱内的温度达到设定的试验温度，继续恒温加热，使试件内部温度达到试验温度；

（3）将钢丝刷放在试件表面，根据需要选取环形配重块，并套装在所述钢丝刷的连接柄上；

（4）降低所述可升降平台的高度，使所述联轴器将减速器与钢丝刷的连接柄连接起来；

（5）启动电机，通过减速器、联轴器带动钢丝刷在试件表面旋转，并开始计时；