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专利名称：一种沥青混合料老化性能测试装置及测试方法
技术领域：
本发明是一种浙青混合料老化性能测试装置及方法，能够用于测试浙青混合料老化后的性能变化，尤其是浙青混合料老化后的脆化硬化情况。本发明属于公路浙青路面测试领域。
背景技术：
近十余年来，我国公路建设迅速发展，到2010年底，全国公路通车里程已达到 398. 4万公里，浙青路面占据了 80%以上比例，其中高速公路通车里程超过7. 4万公里位居世界第二，浙青路面更是占据了 90%以上的比例，而其中SBS等改性浙青又在高等级公路中大量使用。从我国实际情形看，大部分浙青路面在运营后，短的2 3年，长的5 6年就进入大面积维修和改造期。因此，我国目前在高速公路飞速建设的同时，已经进入了一个持续的大规模养护维修期。浙青路面的养护维修必然会产生大量的废旧浙青混合料，如果能够对废旧浙青混合料进行再生利用，不仅将节约大量自然资源，同时可以有效的节约工程成本和社会成本。 因此，随着环保意识的增强和石油资源的紧张，再生利用已成为浙青路面养护工程的重要发展方向。在对废旧浙青混合料进行再生利用时，首先要评价旧浙青混合料和旧浙青的老化情况。浙青的老化主要表现在两个方面，即浙青出现硬化和脆化，从浙青指标上看浙青硬化表现为针入度降低、软化点及粘度提高，浙青脆化表现为延度降低；从混合料角度看浙青硬化脆化表现为强度提高，高温稳定性提高，抗裂性降低，疲劳性能降低。目前，我国对旧浙青混合料和浙青老化程度的评价时采用“抽提回收”方法，即首先用三氯乙烯将废旧浙青混合料中的浙青溶解到三氯乙烯中，形成“三氯乙烯+旧浙青”的回收液；然后再通过回收试验将三氯乙烯从回收液中蒸馏出来，从而获得回收浙青。通过评价回收浙青的性能(针入度、 软化点、延度、粘度)来反映废旧浙青混合料中浙青的老化程度，进而间接的反应废旧浙青混合料的性能老化程度。大量的研究表明，现有的抽提回收试验在评价普通浙青混合料和浙青老化程度上，存在着各种各样的问题；在评价改性浙青混合料时这些问题更为突出，这里综述之。(1)目前，规范中所规定的抽提溶剂为三氯乙烯，当废旧浙青混合料为基质浙青胶结材料时，三氯乙烯可以在较短的时间内将其完全溶解，即将废旧浙青混合料中的浙青抽提干净。当废旧浙青混合料为改性浙青胶结料时，若要将其中的改性浙青完全溶解，则需要较长时间，如三氯乙烯在溶解SBS改性剂含量为5%的老化改性浙青时，需要IOh以上，才能将其基本溶解(存在一些杂质或未能溶解的改性剂)。一般情况下，抽提试验不可能进行如此长的时间，因此，会造成所抽提出的浙青多为包裹在混合料上的外层浙青，从而使最终获得的浙青与废旧浙青混合料中的浙青性能产生一定的差别。(2)在抽提过程中，很难做到将矿粉与溶液完全分开，即使经过高速离心或24h静置沉淀，也会有部分矿粉存在于抽提溶液中。抽提溶液经过蒸馏之后，矿粉会残留在回收浙
4青中。有研究资料表明，当浙青中含有矿粉时，无论是基质浙青还是改性浙青其性质将会产生较大变化，即残留矿粉会对回收浙青的性质产生较大影响。(3)在回收过程中，如要将三氯乙烯回收干净，则需要在150°C以上持续加热较长时间，这又会使浙青进一步老化；如果回收时间不够，而使三氯乙烯残留在浙青中，则会使回收浙青的延展性大幅提高。并且SBS改性浙青在经由溶剂溶解之后，改性浙青的原有结构(如星型结构、线性结构)被破坏掉。该结构是由于SBS改性浙青制作过程中SBS改性剂经过高速剪切，发生溶胀而形成，而回收的SBS改性浙青结构与原有结构存在巨大差异， 这将对旧浙青的评价产生一定的影响。总之，目前评价浙青混凝土老化程度的测试方法存在着以上几个方面的不足，而优秀的测试方法需要满足以下几个方面
a，在进行废旧浙青混合料老化程度评价的时候，能够避免浙青混合料中老化浙青的性质发生变化。力，能够避免老化浙青的结构发成变化，适用于改性浙青。C，浙青老化后主要表现出变硬变脆的性质，该方法要能够准确的评价出废旧浙青混合料中老化浙青的性质变化，减小试验误差，避免其受矿粉，抽提溶剂等的影响。d,试验方法较简单，设备要求不高，操作过程容易，便于现场取芯测试，利于试验方法推广。

发明内容
技术问题本发明要解决的技术问题是提供一种浙青混合料老化性能测试装置及测试方法，可以避免测试过程中由于浙青结构变化及其它因素导致的浙青性能变化而造成的浙青混合料老化性能评价不准确问题，同时适用于使用了不同类型浙青的浙青混合料老化性能评价，可以更加准确地评价浙青混合料的老化程度，简单方便地反映老化浙青的硬化脆化对老化浙青混合料使用性能的影响，从而可以准确判断浙青及浙青混合料的老化程度和老化后的使用性能。技术方案为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是
一种浙青混合料老化性能测试装置，其特征在于包括加载装置、承载装置以及数据采集装置，所述的加载装置包括动力装置、加载压头以及测试底座，所述的加载压头连接在所述的动力装置上；所述的承载装置包括第一模具、第二模具以及第三模具，所述的第一模具的下端设置在所述的测试底座的圆孔内，第一模具的上端设置在所述的第二模具的下端， 所述的第二模具的上端为圆形凸台，所述的第三模具为空心的圆柱形，第三模具的下端套在所述的凸台上，所述的加载压头设置在所述的第三模具的上端；所述的数据采集装置包括设置在所述的第三模具内的位移传感器以及加载力数据采集单元。本发明测试方法的步骤如下
步骤1 测试用浙青混合料试件为圆柱形，高度40士2. 0mm，直径为IOOmm士2. 0mm，对于同一种浙青混合料，每组试验的平行试件不少于3个；
步骤2 将浙青混合料试件置于规定温度的恒温空气浴中4h以上，直至浙青混合料试件内部温度达到要求的试验温度士0. 5°C为止，保温时试件应放在支起的平板玻璃或表面平整的木板或金属板上，试件之间的距离应不小于IOmm ；步骤3 试验前30min，将加载试验机打开，打开温控系统，使其环境温度箱达到要求的试验温度；
步骤4:第一模具放入加载试验机的底座中的圆孔内，并对中，将第二模具放在测试底座上并使第一模具露出部分插入第二模具的凹槽内以便整套模具对中；将第三模具置于第二模具上部，使第三模具套在第二模具上部的突起处，将凡士林或其他润滑剂均勻涂抹于双层橡胶薄膜的两层之间，将橡胶薄膜置于第三模具上并保证边缘对齐；
步骤5 将位移传感器置于第三模具中，使数据线通过第三模具侧壁的圆孔将传感器与数据采集系统相连，要求位移传感器测量变形精度至少为0. 1mm，量程大于预估的试件变形量，一般量程IOmm能够满足试验要求，如果试验加载装置具有自动测量竖向变形的功能，此步骤省略；
步骤6:将浙青混合料试件从恒温空气浴中取出，立即安放在已经放有双层橡胶薄膜的第三模具上，并保证边缘对齐，将加载压头置于试件上表面中心处，加载压头与试件之间放置双层橡胶薄膜，双层橡胶薄膜中间均勻涂抹凡士林或其他润滑剂，试验过程中如双层橡胶薄膜之间出现粘联情况，则应继续涂抹润滑油使其保持润滑；
步骤7 开动加载试验机的动力装置，以一定的试件变形速率施加静荷载直至试件破坏，并利用数据采集系统记录随加载时间的轴向施加荷载P以及试件中心竖向变形D，并获取试件中心竖向变形(X轴)与施加荷载(Y轴)的数据曲线，要求数据采集精度为，时间精确到0. ls，竖向变形精确到0. Imm ；
步骤8 取测试结果中试件破坏时对应的最大荷载Pmax，反映浙青混合料的硬化程度， 试件完全破坏时对应的试件中心最大竖向变形Dmax，反映浙青混合料的脆化程度，试件整个加载变形曲线，试件中心竖向变形(X轴)与施加荷载(Y轴)所包围的面积，也即试件破坏所需的断裂能W，反映浙青混合料的综合老化程度。步骤1的试件制备时，当试件从路面钻芯获取时，在路面相邻区域钻取芯样至少3个，芯样直径为IOOmm士2. Omm,再将芯样切割，使其高度为40士2. Omm ；当试件由室内旋转压实试验成型获取时，成型试件高度一般为16(Tl70mm，先利用取芯机获取直径为 IOOmm士2. Omm的试样，再切割获取3个平行测试标准试件；试件切割成型时，切割面应垂直于浙青混合料试件的侧面，切割面最大坡度不超过1 %的试件为合格试件，否则需要利用磨光机打磨至符合要求，切割面最大坡度超过2%的试件不可用于试验。步骤2的恒温空气浴采用恒温烘箱，可调节温度范围应能满足试验要求，温控程度为士0.5°C，应当具有空气循环系统。步骤2和步骤3中本测试方法选取的试验温度为10°C，因为本测试方法中试件底部受力状态为三相拉应力，试件在10°c下进行试验时的破坏属于脆性破坏，便于分析试件的硬化和脆化特性。步骤4和步骤7中的加载试验机，本测试方法采用UTM25加载试验机，其他可施加荷载并测试变形的路面材料试验设备也可使用，但必须满足下列条件具有环境保温箱，控温准确度0. 5°C，温控范围最大值至少70°C ；加载压头，应为钢制材料，第三模具、第二模具、 第一模具以及动力装置可为钢制材料或铝合金材料；试验机宜具有侍服系统，在加载过程中可以控制加载力，保证在加载过程中试件变形以恒定速率增大，一般可控加载力范围为 OkN 50kN最小分度值为10N，同时试验者所需的最大荷载应满足不超过其量程的80%，且不小于量程的20% ；当试验机具有自动测定荷载及竖向变形的测量仪时，可以直接使用， 不必另外配备变形测量装置，但要求测量变形精度至少为0. 1mm，量程大于预估的试件变形量，一般量程IOmm已足够。步骤4和步骤6中的第一双层薄膜橡胶垫和第二双层薄膜橡胶垫为聚酯材料或类似材料，其厚度不可过大而影响竖向荷载测量精度，一般总厚度控制在2mm左右，两层橡胶垫之间涂抹凡士林或其他润滑剂，避免试件与第三模具之间产生横向力。步骤7的试件变形速率选取为5mm/s，大量试验表明，当变形速率选取为5mm/s时， 总的试验时间通常在30iT90S，试验时间范围合理，且不同试件的测试结果有良好的区分度，当变形速率超过5mm/s时，试件破坏过于迅速，很难获取良好的试验结果曲线且不同试件间区分度不好，当变形速率小于5mm/s时，试件破坏所需时间较长，时间成本较高。有益效果
本发明提供的一种浙青混合料老化性能测试装置及方法是通过混合料性能试验，反映浙青混合料和其中的浙青老化后的性能变化情况。首先，本测试方法能够准确评价出浙青混合料的硬化、脆化程度，能够准确反映出浙青的老化性质。其次，本测试方法避免了抽屉回收过程中由于溶剂、矿粉、加热时间等因素的作用而导致的浙青性质变化，真实的反映了原有路面中老化浙青混合料和老化浙青的性质，并能适用于改性浙青。再次，老化浙青混合料试件的制备采用路面钻芯并切割，材料来源简便易行。最后，试验方法较简单，设备要求不高，操作过程容易，便于现场取芯测试，利于试验方法推广。


图1为本发明提供的一种浙青混合料老化性能测试方法的整体模具组合图。图2为未老化浙青混合料加载过程中的荷载与竖向变形曲线。图3为老化浙青混合料加载过程中的荷载与竖向变形曲线。图4为浙青混合料试件破坏时最大荷载Pmax随浙青老化时间的变化规律。图5为浙青混合料试件破坏变形Dmax随浙青老化时间的变化规律。图6为浙青混合料试件断裂能W随浙青老化时间的变化规律。其中加载压头1 ；试件2 ；第三模具3 ；第二模具4 ；第一模具5 ；动力装置6 ；位移传感器7 ；数据采集系统8 ；第一双层圆环形橡胶薄膜9 ；第二双层圆形橡胶薄膜10。
具体实施例方式本测试方法是通过比较老化浙青混合料试件和未老化浙青混合料试件脆性破坏时所需要的最大荷载，产生的最大竖向变形，总体消耗的断裂能，来反映老化浙青混合料和老化浙青的变硬、变脆以及综合老化程度。因此，本测试方法中反映浙青混合料老化性能的三个性能指标为最大荷载Pmax，最大竖向变形Dmax以及断裂能W。本测试方法的试验设计， 可以达到以下两个方面的目的
①通过评价从路面钻芯获得的浙青混合料试件的性质来反映路面中浙青及浙青混合料的老化性质，可以避免常规方法中因为抽提回收使老化浙青性质发生变化，可以避免因残留溶剂及矿粉导致评价结果不准确。②老化浙青混合料试件直接从路面钻芯得到，材料的来源方面容易且准确。测试方法简便易行，避免了抽提回收过程复杂且耗时的操作，对设备要求不高，便于推广。在试件的准备上
合理的试件尺寸应能够消除尺寸效应，根据大量研究结果，能够消除浙青混合料尺寸效应的最小试件尺寸是不小于浙青混合料公称最大粒径2 3倍的大小。根据目前最常用的浙青混合料级配类型AC13、AC20和AC25，故合理的试件高度范围为4(T60mm，又因为浙青路面上面层的厚度通常为40mm，故本测试方法选定的试件标准高度为40mm，这种情况下，测试用的标准试件既可以从现场路面中取芯获�。部梢酝ü夷谛故凳匝槌尚突袢�。 同时，本测试方法适用的浙青混合料的集料最大粒径应不大于26. 5mm。对于试件直径，常规的室内马歇尔成型试件直径为101. 6mm，常规的路面取芯直径为100mm，因此，本测试方法标准试件的直径选择为IOOmm士 2. 0mm。具体试件准备工作步骤为
I测试用浙青混合料标准试件2为圆柱形，高度40士2. Omm,直径为IOOmm士2. Omm,对于同一种浙青混合料，每组试验的平行试件不少于3个；
Φ当试件从路面钻芯获取时，在路面相邻区域钻取芯样至少3个，芯样直径为 IOOmm士2. Omm,再将芯样切割，使其高度为40士2. Omm ；当试件由室内旋转压实试验成型获取时，成型试件高度一般为16(Tl70mm，先利用取芯机获取直径为IOOmm士2. Omm的试样，再切割获取3个平行测试标准试件；
4试件切割成型时，切割面应垂直于浙青混合料试件的侧面，切割面最大坡度不超过 1 %的试件为合格试件，否则需要利用磨光机打磨至符合要求，切割面最大坡度超过2 %的试件不可用于试验。在测量仪具与材料方面
①本测试方法使用的是UTM材料试验机，其他可施加荷载并测试变形的路面材料试验设备也可使用，但必须满足下列条件
(a)具有环境保温箱，控温准确度0. 5°C，温控范围最大值至少70°C ；
(b)加载压头1，应为钢制材料，第三模具3、第二模具4、第一 5以及动力装置6可为钢制材料或铝合金材料；
(c)动力装置6可以按一定的加载变形速率施加荷载，满足试验者所需的最大荷载应满足不超过其量程的80%，且不小于量程的20%的要求。试验机宜具有侍服系统，在加载过程中可以控制加载力，保证在加载过程中试件变形以恒定速率增大，一般可控加载力范围为OkN 50kN最小分度值为ION ；
(d)变形测量装置为竖向移传感器7，要求测量变形精度至少为0. 1mm，量程大于预估的试件变形量，一般量程IOmm能够满足试验要求。②数据采集处理显示系统8能自动采集荷载传感器和位移传感器的电测信号，在数据采集系统中存储或在X — Y记录仪上实时绘制施加荷载与竖向变形的关系曲线。当试验机具有自动测定荷载及竖向变形的测量仪时，可以直接使用，不必另外配备变形测量装置，但要求测量变形精度至少为0. 1mm，量程大于预估的试件变形量，一般量程IOmm已足够。③第一双层薄膜橡胶垫9、第二双层薄膜橡胶垫10，为聚酯材料或类似材料，其厚
8度不可过大影响而竖向荷载测量精度，一般总厚度控制在2mm左右。两层橡胶垫之间涂抹凡士林或其他润滑剂，避免试件2与第三模具3之间产生横向力。④恒温烘箱用于保温试件，可调节温度范围应能满足试验要求，温控程度为士0. 5°C，应当具有空气循环系统。在测试方法与步骤方面应满足如下条件 1、准备工作
①按要求制作试件，每组试验平行试件不少于3个，同时测量并记录试件的高度和直径，取平均值，并需要满足规定尺寸要求。②将浙青混合料试件2置于规定温度的恒温空气浴中4h以上，直至浙青混合料试件2内部温度达到要求的试验温度士0. 5°C为止。保温时浙青混合料试件2应放在支起的平板玻璃或表面平整的木板或金属板上，试件之间的距离应不小于10mm，空气浴应当有空气循环系统支持。③试验前30min，将试验机打开，打开温控系统，使其环境温度箱达到要求的试验温度。④将第三模具、第二模具以及第一模具按照顺序放于试验台上，并对中。将凡士林或其他润滑剂均勻涂抹于第一、第二双层橡胶薄膜的两层之间，将第一橡胶薄膜置于第三模具上并保证边缘对齐，将位移传感器置于第三模具内。2、测试步骤
①将浙青混合料试件从恒温空气浴中取出，立即安放在已经放有第一眼双层橡胶薄膜的第三模具上，将记载压头置于试件上表面中心处，在家压头与试件之间放置第二双层橡胶薄膜。试验过程中如双层橡胶薄膜之间出现粘联情况，则应继续涂抹润滑油使其保持润滑。②将竖向位移传感器与数据采集处理系统相连。如果试验加载装置具有自动测量竖向变形的功能，此步骤省略。"幵动动力装置，以一定的试件变形速率(一般为5mm/s)施加静荷载直至试件破坏。④利用数据采集系统记录荷载开始施加直至试件破坏的整个过程中，试件的竖向变形及施加荷载大�。袢∈虮湫�(X轴)与竖向变形(Y轴)曲线。要求数据采集精度为， 时间精确到0. ls，竖向变形精确到0. 1mm。3、试验原理
证明本测试方法获取的三个试验指标，试验过程中的最大荷载Pmax，最大竖向变形 Dmax，竖向变形D (X轴)与施加荷载P (Y轴)曲线包围曲线的积分——断裂能W，与浙青混合料老化程度的相关性
浙青是一种随时间而老化硬化的典型的粘弹性材料，无论是液态浙青还是固态浙青， 从力学行为上看，都是一种粘弹性体，既有弹性体的力学性质，又有粘性体的力学性质，其粘弹性力学性能是由其弹性性质和粘性性质组合而成。从物理学原理看，对于同一材料，弹性与粘性往往是对立的，所以，弹性模量越高材料越脆；从材料学原理看，当浙青老化时，其弹性成分(浙青质和树脂)增加，柔性成分(芳香分和饱和分)减少，表现为弹性模量增大，韧性降低，进而导致浙青脆化硬化。浙青混合料的粘弹性主要来源于其中的浙青材料，其老化硬化主要是源于其中的浙青的老化硬化。因此，在设计老化混合料评价指标及方法时应能充分反映出材料的硬化及脆化情况。本发明提供的一种浙青混合料老化性能测试方法的基本原理是，对浙青混合料试件按固定变形速率施加静荷载，浙青混合料试件底部受力状态为三相拉应力，当试验温度为10°C时，浙青混合料试件的破坏为脆性破坏；在这种破坏模式下浙青混合料及浙青老化程度越严重，硬化程度就越高，表现为浙青混合料试件破坏时的所需荷载越大；浙青混合料及浙青老化程度越严重，脆化程度就越高，表现为浙青混合料试件的竖向变形越小；浙青混合料及浙青老化程度越严重，表现为混合料试件的断裂能越小。因此，对比老化浙青混合料试件和未老化试件破坏时的最大荷载Pmax可以反映老化浙青混合料的硬化程度；对比老化浙青混合料试件和未老化试件破坏时的最大竖向变形Dmax可以反映老化浙青混合料的脆化程度；通过对试验过程中实时采集的竖向变形D (X轴)与施加荷载P (Y轴)曲线进行积分，计算该曲线所包裹的面积，获取试件的断裂能W，对比老化浙青混合料试件和未老化试件的断裂能W可以综合反映老化浙青混合料的总体老化程度。下面以具体的实施例来进行试验原理说明。取原样未老化浙青，对未老化浙青进行RTFOT老化试验获取短期老化浙青，进一步对短期老化浙青分别进行证，1011，1证以及20h PAV老化试验，获取不同老化程度的老化浙青。为进行对比分析，分别采用未老化浙青，PAV证老化浙青，PAV IOh老化浙青，PAV 1 老化浙青以及PAV 20h老化浙青制作不同老化程度的浙青混合料，分别标记为，0，P5， ΡΙΟ, P15 和 P20。图2和图3是加载过程中典型的施加荷载P与试件竖向变形D关系曲线。其中图 3是以未老化浙青制作的未老化浙青混合料试件的试验曲线，图3是以PAV老化20h的老化浙青制作的老化程度最大的老化浙青混合料试件的试验曲线。从图中曲线可以看出，随着施加荷载的增大试件中心竖向变形不断增大，荷载达到峰值后随着变形的增加迅速下降， 说明混合料开始出现破坏，承载能力迅速下降，随着变形的进一步增加，荷载下降至0表明混合料完全破坏，说明测试方法能够良好的反应浙青混合料试件的承载能力与变形能力， 具有良好的实用性；从图2可以看出，未老化浙青混合料试件在荷载达到最大值后，材料出现破坏时曲线尾部缓慢下降，表明其还能抵抗一定的外力，具有一定的变形能力，表现出明显的粘弹性性质，而图3的老化浙青混合料试件，当荷载达到最大值后，材料出现破坏时曲线尾部迅速下降，试件的强度很快降低为0，亟需变形量也较�。硐殖霾牧先托缘幕旧ナВ得鞑馐苑椒芄涣己玫那治蠢匣闱嗷旌狭鲜约驼闱嗷旌狭鲜约哂辛己玫氖视眯�。图4是试验获取的0，P5，ΡΙΟ, P15和P20五种不同老化程度的浙青混合料试件的破坏荷载Pmax的对比，可以看出，随着浙青混合料试件老化程度的增加，破坏荷载也在不断的增加，破坏荷载与浙青的老化时间具有非常良好的线性关系，说明破坏荷载能够良好的反应浙青混合料和浙青的老化带来的硬化程度。图5是试验获取的0，P5，ΡΙΟ, P15和P20五种不同老化程度的浙青混合料试件的破坏变形Dmax的对比，可以看出，随着浙青混合料试件老化程度的增加，破坏变形也在不断的减�。苹当湫斡胝闱嗟睦匣奔渚哂蟹浅Ａ己玫南咝怨叵担得髌苹当湫沃副昴芄涣己玫姆从φ闱嗷旌狭虾驼闱嗟睦匣吹拇嗷潭�。图6是试验获取的0，P5，ΡΙΟ, P15和P20五种不同老化程度的浙青混合料试件的断裂能W的对比，可以看出，随着浙青混合料试件老化程度的增加，断裂能也在不断的减�。狭涯苡胝闱嗟睦匣奔渚哂蟹浅Ａ己玫南咝怨叵担得鞫狭涯苤副闣能够良好的反应浙青混合料和浙青的综合老化程度。综上所述，本测试方法及其选用的三个性能指标能够良好的反应浙青混合料的老化性能，具有良好的适用性与实用性。
权利要求
1.一种浙青混合料老化性能测试装置，其特征在于包括加载装置、承载装置以及数据采集装置，所述的加载装置包括动力装置、加载压头以及测试底座，所述的加载压头连接在所述的动力装置上；所述的承载装置包括第一模具、第二模具以及第三模具，所述的第一模具的下端设置在所述的测试底座的圆孔内，第一模具的上端设置在所述的第二模具的下端，所述的第二模具的上端为圆形凸台，所述的第三模具为空心的圆柱形，第三模具的下端套在所述的凸台上，所述的加载压头设置在所述的第三模具的上端；所述的数据采集装置包括设置在所述的第三模具内的位移传感器以及加载力数据采集单元。
2.采用权利要求1所述的浙青混合料老化性能测试仪测试浙青混合料老化性能的方法，其特征在于包括如下步骤步骤1 测试用浙青混合料试件(2)为圆柱形，高度40士2. 0mm，直径为IOOmm士2. Omm, 对于同一种浙青混合料，每组试验的平行试件不少于3个；步骤2 将浙青混合料试件( 置于规定温度的恒温空气浴中4h以上，直至浙青混合料试件O)内部温度达到要求的试验温度士0.5°C为止，保温时试件应放在支起的平板玻璃或表面平整的木板或金属板上，试件之间的距离应不小于IOmm ；步骤3 试验前30min，将加载试验机打开，打开温控系统，使其环境温度箱达到要求的试验温度；步骤4:第一模具(5)放入加载试验机的底座中的圆孔内，并对中，将第二模具(4)放在测试底座上并使第一模具( 露出部分插入第二模具的凹槽内以便整套模具对中， 将第三模具C3)置于第二模具(4)上部，使第三模具C3)套在第二模具(4)上部的突台处， 将凡士林或其他润滑剂均勻涂抹于第一双层橡胶薄膜(9)的两层之间，将第一双层橡胶薄膜(9)置于第三模具(3)上并保证边缘对齐；步骤5 将位移传感器(7)置于第三模具(3)中，使数据线通过第三模具C3)侧壁的圆孔将传感器(7)与数据采集系统(8)相连，如果试验加载装置具有自动测量竖向变形的功能，此步骤省略；步骤6 将浙青混合料试件( 从恒温空气浴中取出，立即安放在已经放有第一双层橡胶薄膜(9)的第三模具C3)上，并保证边缘对齐，将加载压头(1)置于试件( 上表面中心处，加压头(1)与试件( 之间放置第二双层橡胶薄膜(10)，第二双层橡胶薄膜中间均勻涂抹凡士林或其他润滑剂，试验过程中如第二双层橡胶薄膜之间出现粘联情况，则应继续涂抹润滑油使其保持润滑；步骤7 开动加载试验机的动力装置(6)，以一定的试件变形速率施加静荷载直至试件破坏，并利用数据采集系统(8)记录随加载时间的轴向施加荷载P以及试件O)中心竖向变形D，并获取试件中心竖向变形与施加荷载的数据曲线，要求数据采集精度为，时间精确到0. ls，竖向变形精确到0. Imm ；步骤8 取测试结果中试件破坏时对应的最大荷载Pmax，反映浙青混合料的硬化程度， 试件完全破坏时对应的试件中心最大竖向变形Dmax，反映浙青混合料的脆化程度，试件整个加载变形曲线，试件中心竖向变形与施加荷载所包围的面积，也即试件破坏所需的断裂能W，反映浙青混合料的综合老化程度。
3.如权利要求2所述的一种老化浙青性能测试方法，其特征在于，所述步骤1的试件制备时，当试件从路面钻芯获取时，在路面相邻区域钻取芯样至少3个，芯样直径为IOOmm士2. 0mm，再将芯样切割，使其高度为40士2. Omm ；当试件由室内旋转压实试验成型获取时，成型试件高度为16(Tl70mm，先利用取芯机获取直径为IOOmm士2. Omm的试样，再切割获取3个平行测试标准试件；试件切割成型时，切割面应垂直于浙青混合料试件的侧面，切割面坡度不超过2%，测试试件坡度不超过1%，切割面坡度大于测试试件坡度要求的试件打磨至测试试件坡度要求。
4.如权利要求3所述的一种老化浙青性能测试方法，其特征在于，所述步骤2的恒温空气浴采用恒温烘箱，温度控制精度为士0. 5°C，在恒温烘箱内具有空气循环系统。
5.如权利要求2所述的一种老化浙青性能测试方法，其特征在于，所述步骤2和步骤3 中的试验温度为10°c。
6.如权利要求2所述的一种老化浙青性能测试方法，其特征在于，所述步骤4和步骤 7中的加载试验机具有环境保温箱，控温准确度0. 5°C，温控范围最大值至少70°C ；钢制材料的加载压头(1)，第一模具、第二模具、第三模具以及动力装置(6)为钢制材料或铝合金材料；试验机具有侍服系统，在加载过程中可以控制加载力，可控加载力范围为OkN 50kN，最小分度值为10N，同时试验者所需的最大荷载不超过其量程的80%，且不小于量程的 20%。
7.如权利要求2所述的一种老化浙青性能测试方法，其特征在于，所述的测试机为 UTM25加载试验机。
8.如权利要求2所述的一种老化浙青性能测试方法，其特征在于，所述步骤4和步骤6 中的第一双层薄膜橡胶垫(9)和第二双层薄膜橡胶垫(10)为聚酯材料，其厚度为2mm士0. 5 mm，两层橡胶垫之间涂抹凡士林或其他润滑剂，避免试件( 与第三模具( 之间产生横向力。
9.如权利要求2所述的一种老化浙青性能测试方法，其特征在于，所述步骤7的试件变形速率为5mm/s。
全文摘要
本发明公开了一种沥青混合料老化性能测试装置及测试方法，其中测试装置包括加载装置、承载装置以及数据采集装置，加载装置包括动力装置、加载压头以及测试底座，承载装置包括第一模具、第二模具以及第三模具，第一模具的下端设置在所述的测试底座的圆孔内，第一模具的上端设置在所述的第二模具的下端，所述的第二模具的上端为圆形凸台，第三模具为空心的圆柱形，第三模具的下端套在所述的凸台上，加载压头设置在所述的第三模具的上端；所述的数据采集装置包括设置在所述的第三模具内的位移传感器以及加载力数据采集单元。本发明提供的测试方法及试验指标可以有效而准确地评价老化沥青混合料的硬化和脆化特性以及沥青混合料的综合老化程度。
文档编号G01N3/08GK102507315SQ20111031124
公开日2012年6月20日 申请日期2011年10月14日 优先权日2011年10月14日
发明者王真, 赵永利, 马涛 申请人:东南大学