一种沥青胶结料耦合老化试验装置及方法
专利汇可以提供一种沥青胶结料耦合老化试验装置及方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种 沥青 胶结料耦合老化试验装置，涉及沥青性能测试技术领域。其中的沥青胶结料耦合老化试验装置包括控制系统、多环境介质模拟系统和盛样系统。本发明公开了一种沥青胶结料耦合老化试验方法，通过控制系统选择老化模式、监测老化条件，控制多环境介质模拟箱内 超 声波 动 水 浴箱、电热式 加湿器 、多翼式离心 风 扇、紫外线模拟灯、电热丝和温湿度 控制器 协同运作，同时模拟自然界中 温度 、紫外线、 氧 气、动水、静水等环境因素对沥青胶结料老化行为的影响，使沥青胶结料室内老化模拟结果更符合实际沥青路面的服役状况。，下面是一种沥青胶结料耦合老化试验装置及方法专利的具体信息内容。
1.一种沥青胶结料耦合老化试验装置，其特征在于，包括控制系统、多环境介质模拟系统和盛样系统，试验装置为外形尺寸(深×宽×高)700mm×1120mm×1200mm的长方体箱体。
2.根据权利要求1所述的沥青胶结料耦合老化试验装置，其特征在于，所述控制系统包括显示器(1)和操作台(2)。显示器(1)为LED液晶显示器，设置值与实际值双数显示，操作台(2)中按钮采用防水防漏电按钮，包括电源按钮、短期老化模式按钮、长期老化模式按钮、紧急停止按钮和试验参数调节及选择按钮。
3.根据权利要求1所述的沥青胶结料耦合老化试验装置，其特征在于，所述多环境介质模拟系统包括多环境介质模拟箱(3)、超声波动水浴箱(4)、电热式加湿器(5)、多翼式离心风扇(6)、电热丝(7)、紫外线灯(8)和温湿度控制器(9)。多环境介质模拟箱(3)采用三层复合结构。外壁采用优质A3#冷钢板并覆盖环保漆；内壁采用不锈钢板，钣金折弯，氩弧焊接而成；中间采用玻璃纤维隔热夹层。内部工作室尺寸为(深×宽×高)500mm×750mm×950mm。
通过超声波动水浴箱(4)模拟动水冲刷老化条件；通过电热式加湿器(5)模拟静水湿润老化条件；通过电热丝(7)加热模拟高温老化条件；通过多翼式离心风扇(6)循环空气提供氧老化条件并且调节多环境介质模拟箱(3)内的温度和湿度条件；通过紫外线灯(8)全方位照射模拟紫外线老化条件；通过温湿度控制器(9)采集空气温度和湿度数据，并通过计算机程序自动控制电热式加湿器(5)、多翼式离心风扇(6)和电热丝(7)的运作。
4.根据权利要求1所述的沥青胶结料耦合老化试验装置，其特征在于，所述盛样系统包括电动机(10)、传动轴(11)和盛样台(12)。电动机(10)设置在多环境介质模拟箱(3)顶部，通过电动机(10)带动传动轴(11)和盛样台(12)进行旋转和升降。盛样台(12)为直径315mm的圆形多孔钢板，台上可固定八个直径53mm的上部开口模具。盛样台(12)旋转速率为5.5r/min，升降速率为15mm/s，升降幅度为距超声波动水浴箱(4)底部70mm-170mm，每次升降到顶端和底端各停顿10s。
5.根据权利要求2所述的沥青胶结料耦合老化试验装置，其特征在于，所述老化模式包括短期老化模式和长期老化模式。在选择短期老化模式时，通过电热丝(7)加热并保持空气温度至短期老化所设定温度水平，通过多翼式离心风扇(6)进行空气循环，盛样台(12)同时进行旋转。在选择长期老化模式时，先进行短期老化，然后电热丝(7)停止运转，降低多环境介质模拟箱(3)中空气温度至长期老化所设定温度水平；在超声波动水浴箱(4)中注水至
150mm刻度线并加热至长期老化所设定水温水平；电热式加湿器(5)进行运转，保持相对湿度达到设定湿度水平；按所选择波长进行紫外线灯(8)照射；盛样台(12)同时进行旋转和升降。
6.根据权利要求3所述的沥青胶结料耦合老化试验装置，其特征在于，所述超声波动水浴箱(4)位于多环境介质模拟箱(3)底部，包括超声波发生器(13)、超声波换能器(14)和恒温水浴箱(15)。超声波发生器(13)通过航空插头连接超声波换能器(14)，超声波换能器(14)紧贴在恒温水浴箱(15)的底面。超声波发生器(13)把市电转换成与超声波换能器(14)相匹配的高频交流电信号，驱动超声波换能器(14)工作。超声波换能器(14)把输入的电功率转换成超声波带动恒温水浴箱(15)内水体振动，超声波频率最高可达40kHz。恒温水浴箱(15)尺寸为(深×宽×高)400mm×400mm×200mm，最大可蓄水32L；内设加热丝(16)和温度感应器(17)，以控制水温达到设定水平。
7.根据权利要求3所述的沥青胶结料耦合老化试验装置，其特征在于：所述电热式加湿器(5)和多翼式离心风扇(6)均位于多环境介质模拟箱(3)底部，对称布置在超声波动水浴箱(4)左右侧，分别距左、右侧内壁各20mm。电热式加湿器(5)可调节相对湿度最大可达
95％。多翼式离心风扇(6)采用耐高温长轴马达驱动，迫使空气迅速循环，从而使温度和湿度均匀分布，风量最大可达5.70m3/min。电热丝(7)位于多环境介质模拟箱(3)右侧内壁，可加热多环境介质模拟箱(3)内空气最高至220℃。通过温湿度控制器(9)内的温度和湿度传感器分别进行多环境介质模拟箱(3)内空气温度和湿度数据采集；通过Jess语言编辑程序，设定逻辑关系，对采集到的空气温度和湿度数据与设定的控制目标进行比较判断；根据判断结果通过温湿度控制器(9)中的输出继电器实现对电热式加湿器(5)、多翼式离心风扇(6)和电热丝(7)的自动化控制，从而保证多环境介质模拟箱(3)内部的空气温度和湿度始终保持在设定目标允许误差范围内。
8.根据权利要求3所述的沥青胶结料耦合老化试验装置，其特征在于，所述紫外线灯(8)包括两根100W的UVA-340灯管和两根100W的UVB-313灯管，灯管采用耐高温的纳米防雾玻璃保护外壳。共四根不同波长的紫外线灯管布置在多环境介质模拟箱(3)顶部内壁上，灯管平行等距布置，相邻灯管中心间距110mm，以保证紫外线照射均匀。不同波长灯管相互交错，可通过控制系统选择。
9.一种沥青胶结料耦合老化试验方法，其特征在于，基于权利要求1所述的一种沥青胶结料耦合老化试验装置，包括以下步骤：
步骤1、根据沥青种类确定短期老化温度；根据地区气象资料，包括温度、年平均降雨量、空气相对湿度和紫外线强度，确定试验所需的长期老化温度、超声波频率、相对湿度、紫外线波长。
步骤2、按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》《JTG E20-2011》T 0602-2011试验方法制备八个沥青试样，每个试样为3.2mm均匀厚度的沥青薄膜，质量为50g±0.5g。
步骤3、分别按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》《JTG E20-2011》T 0604-
2011、T 0606-2011和T 0605-2011测定沥青胶结料老化试验前的针入度、软化点和延度。
步骤4、将全部模具固定到盛样台(12)上，在操作台(2)设定短期老化温度、长期老化温度、超声波频率、相对湿度、紫外线灯波长。点击短期老化模式按钮，启动温湿度控制器(9)，电热丝(7)开始加热并保持空气温度至短期老化温度水平。多翼式离心风扇(6)进行空气循环，盛样台(12)同时进行5.5r/min的旋转运动，沥青试样持续老化85min。短期老化完成后，盛样台(12)停止转动。间隔取出八个模具中的四个，刮入一洁净的容器内混匀。
步骤5、在超声波动水浴箱(4)中注水至150mm刻度线。点击长期老化模式按钮，电热丝(7)、多翼式离心风扇(6)和恒温水浴箱(15)开始调节并保持空气和水温至长期老化温度水平，电热式加湿器(5)调节并保持空气至相对湿度水平，紫外线灯(8)进行照射。盛样台(12)同时进行5.5r/min的旋转和15mm/s的升降，沥青试样持续老化到设定时间。长期老化完成后，所有装置停止工作。取出剩余四个模具，将试样刮入一洁净的容器内混匀。
步骤6、分别按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》《JTG E20-2011》T 0604-
2011、T 0606-2011和T 0605-2011依次测定沥青胶结料短期和长期老化试验后的针入度、软化点和延度。按下式计算短期老化和长期老化后沥青胶结料的残留针入度比、残留软化点比和残留延度比。
KP——沥青胶结料老化试验后残留物针入度比(％)；
P1——沥青胶结料老化试验前原试样的针入度(0.1mm)；
P2——沥青胶结料老化试验后残留物的针入度(0.1mm)。
KT——沥青胶结料老化试验后残留物软化点比(％)；
T1——沥青胶结料老化试验前原试样的软化点(℃)；
T2——沥青胶结料老化试验后残留物的软化点(℃)。
KD——沥青胶结料老化试验后残留物延度比(％)；
D1——沥青胶结料老化试验前原试样的延度(cm)；
D2——沥青胶结料老化试验后残留物的延度(cm)。
一种沥青胶结料耦合老化试验装置及方法
技术领域
背景技术
发明内容
70mm-170mm，每次升降到顶端和底端各停顿10s。
盛样台(12)同时进行旋转和升降。
具体实施方式
15mm/s的升降，老化持续72h后自动停止。长期老化完成后，设备停止工作。打开多环境介质模拟箱(3)箱门，取出剩余四个模具，并迅速将试样刮入一洁净的容器内混匀，以备测定长期老化试验后的针入度、软化点和延度。
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