[实用新型]沥青面层在多重环境梯度耦合下的室内模拟装置

说明书

本实用新型公开了一种沥青面层在多重环境梯度耦合下的室内模拟装置，包括温控箱和湿度箱；温控箱和湿度箱之间设有沥青面层材料试件，沥青面层材料试件的一端伸入所述温控箱，沥青面层材料试件的另一端伸入湿度箱；温控箱设有氧气进气口和氧气出气口，温控箱内部设置有紫外灯，紫外灯朝向沥青面层材料试件伸入温控箱的一端；湿度箱设有水汽出气口和水汽进气口；沥青面层材料试件的外表面套设循环冷却水装置，可实现在沥青面层材料试件中形成湿度梯度，温度梯度，氧气扩散梯度及紫外线辐射的多重环境梯度耦合作用。本实用新型通过对试验数据的分析，真实地揭示路面结构中沥青面层在多重环境梯度耦合下力学性能的演变规律。

技术领域

本实用新型涉及道路工程技术领域，具体涉及一种沥青面层在多重环境梯度耦合下的室内模拟装置。

背景技术

随着我国交通行业的迅速发展，截止2018年底，我国公路养护里程超过467万公里，占公路总里程97.9％，其中沥青路面占有较大比重，但沥青面层长期暴露在空气中，遭受高温，雨水、氧气及紫外线等环境因素的直接作用，在多种环境因素(湿、热、氧气、紫外辐射)耦合效应的作用下，将会导致沥青的化学组成发生变化，促使沥青的物理化学性质产生劣化，因此沥青路面容易产生早期损坏和功能性退化，使得道路基础设施的使用寿命达不到预期使用寿命。对于沥青面层受到多种环境因素作用(如热-氧耦合效应、湿-热耦合效应、湿-热-氧-紫外辐射效应等)下的装置已有相关的专利，如沥青材料在热-养耦合作用下的旋转薄膜烘箱、压力老化仪等试验装置，(湿、热、氧气、紫外辐射)多因素耦合作用的装置等。此外，对于沥青混合料老化程度及水损害程度的评价力学指标主要包括针入度、软化点等常规评价指标和疲劳性能的力学指标。而对于力学指标，一般采用动态模量的演化来衡量沥青混合料的老化程度及水损害程度，根据现有的研究，沥青混合料的疲劳性能大多选取动态模量作为评价指标，动态模量的计算基于正矢波荷载，而实际的车辆荷载作用在路面结构上表现为半正矢波的荷载形式，为了改进动态模量作为沥青老化及水损害指标存在的缺陷，本发明人通过引入特征弹性模量这一力学指标替代现阶段广泛使用的动态模量指标，通过将半正矢波的荷载形式分解为正矢波荷载部分和恒定荷载部分，再根据应力应变响应获得特征弹性模量，这具有重大的现实意义。因此，本实用新型针对这一评价沥青混合料老化及水损害的力学指标，提出一种能够模拟实际路面结构中沥青面层材料老化及水损害的试验装置及特征弹性模量表征方法。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的缺陷或不足，本实用新型的目的在于提供一种沥青面层在多重环境梯度耦合下的室内模拟装置。为研究沥青面层在多重环境梯度耦合下的评价指标，本实用新型将设计一套实现湿、热、氧气、紫外辐射耦合的试验装置及特征弹性模量表征方法，该室内试验模拟装置能够实现湿、热、氧气、紫外辐射共同作用，能够控制湿度梯度、温度梯度、氧气扩散和紫外辐射等路面环境因素，能够有效的模拟实际路面结构中沥青面层材料在多重环境梯度耦合下力学指标随面层结构深度变化的演变规律。

此外，通过对多重环境梯度作用后的沥青面层材料试件进行蠕变试验，并在试件的不同深度处(沥青面层材料试件顶部模拟沥青路面的上面层、中部模拟中面层及底部模拟下面层)设置直线位移传感器测定在蠕变荷载作用下该段的应变响应，获取湿-热-氧-紫外光照耦合下不同沥青面层厚度时的特征弹性模量，再获得不同路面结构处的特征弹性模量随沥青面层深度的演变曲线，从而揭示老化梯度和湿度梯度共存时力学性能的演变规律。

(一)多重环境梯度耦合作用下的室内模拟装置

一种沥青面层在多重环境梯度耦合下的室内模拟装置，包括温控箱和湿度箱；所述的温控箱和湿度箱之间设有沥青面层材料试件，所述的沥青面层材料试件的一端伸入所述温控箱，所述的沥青面层材料试件的另一端伸入所述湿度箱；

所述的温控箱设有氧气进气口和氧气出气口，所述的温控箱内部设置有紫外灯，所述的紫外灯朝向所述沥青面层材料试件伸入所述温控箱的一端；

所述湿度箱设有水汽出气口和水汽进气口；