本发明专利技术提供了一种纤维与沥青粘附性能测试装置及方法。所述测试装置包括沥青灌入槽、试模底板、夹块、纤维嵌缝和紧固装置，沥青灌入槽是带有底板、且具有一面开口边壁的轴对称多边形缺口容器构件，与位于开口边壁端的夹块组成闭合槽，其开口边壁端的宽度变窄，被可拆卸地放置在试模底板上，该开口边壁位于容器构件轴中线的垂直面，纤维嵌缝为沥青灌入槽和夹块与测试装置轴中线交汇处的凹槽，贯穿于整个测试装置，其始末两侧分别设有螺栓。所述方法是通过把各种纤维裹成具有相似圆截面直径的纤维束，计算该纤维束在沥青软化点温度下拉伸出沥青前后的质量变化，以量化地测试纤维本身与沥青的粘附性能，使得该测试结果更为客观和具有可比较性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种材料试验装置及方法，尤其是一种含纤维材料的沥青胶浆中纤维粘附性能试验装置及方法，具体地说是一种纤维与沥青材料粘附性能测试装置及方法。
技术介绍
纤维沥青混合料被广泛应用在国内外工程中。该混合料利用纤维材料对沥青的加筋、增韧作用，以强化沥青混合料的高温稳定性能及抗疲劳性能。其抗高温变形及疲劳开裂性能的发挥与纤维本身的性能以及沥青的粘附性能强度密切相关。为了能够研究出性能更好的纤维沥青混合料，对纤维粘附性能的测试显得尤为重要。然而，现有的沥青混合料纤维品种繁多，不同纤维与沥青粘结性能差异较大，尚未有相应指标用于评价纤维与沥青粘附性能。目前，针对沥青混合料粗集料与沥青的粘附性能测试方法为《JTGE20-2011公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(下面简称“规程JTGE20-2011”)中的水浸法(T0616—1993)，然而，纤维属于一种外掺剂，不属于粗集料范畴。此外，该水浸法是在集料水煮后，通过观察集料表面的沥青膜裹覆情况估计沥青膜的剥落程度，因而只能用于定性分析，不能定量分析(宋艳茹和张玉贞，“沥青粘附性能评价方法综述”，《石油沥青》2005，第19卷第3期)。所以该方法不适用于纤维与沥青粘附性能的测试。此外，现有规程JTGE20-2011对纤维的性能指标只有吸油率等指标，并不能满足于纤维性能标准的要求。
技术实现思路
针对目前因缺少相关试验装置及方法来表征纤维与沥青材料粘附性能的技术问题，本专利技术设计了一种纤维与沥青材料粘附性能测试装置及方法。这对提高纤维工艺及高性能路面研究水平具有十分重要的意义。为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下:本专利技术提供了一种纤维与沥青材料粘附性能测试装置，其特征在于:所述测试装置包括沥青灌入槽、试模底板、夹块、纤维嵌缝和螺栓，所述沥青灌入槽是带有底板、且具有一面开口边壁的轴对称多边形缺口容器构件，并且与位于开口边壁端的夹块组成闭合槽，被可拆卸地放置在试模底板上，该开口边壁位于容器构件轴中线的垂直面，所述沥青灌入槽在其开口边壁端的宽度变窄，以防止沥青在受拉过程中出现整块被拖出的现象。纤维嵌缝为沥青灌入槽和夹块与测试装置轴中线交汇处的凹槽，并且沿着此轴中线贯穿于整个装置，在其始末两侧分别设有螺栓。夹块在本测试装置中主要用于保证与其接触的纤维端无沥青粘黏，并避免沥青在灌注时从沥青输入槽开口处淌出。可选地，夹块可以是金属夹块。在其侧面可见处还分别沿着纤维嵌缝的深度方向刻有刻度(单位:_)，用于确定纤维束处于沥青试件的埋入深度。可选地，所述沥青灌入槽的个数可以是一个或者多个。当沥青灌入槽的个数为偶数时，沥青灌入槽两两对称分布在夹块两侧。这种对称布置的结构可以便于在后面的测试步骤中，通过测试试件的对折来减少纤维束埋入沥青长度的不同以及纤维束的不均匀给试验结果带来的影响。可选地，纤维嵌缝的凹入深度为沥青灌入槽高度的一半，该纤维嵌缝宽度最好为2-3mm0本专利技术还提供了一种纤维与沥青材料粘附性能测试方法，其特征在于:主要包括试件的制备、装夹养护和拉伸试验，其中，I)试件的制备步骤包括:a)将需测试的纤维裹成圆截面纤维束，并将该纤维束烘干至恒重并称取其质量叫。该纤维束的圆截面直径尺寸最好为3mm±0.2mm，以保证本专利技术方法可适用于各种纤维(不同截面形状、不同抗拉强度的纤维)粘附性能的测试，且其测试结果之间具有可比较性山)将纤维束拉直并埋入标准沥青，此时，可以使用上述的纤维与沥青材料粘附性能测试装置，制成纤维与沥青粘附性能测试试件，其中，该纤维束位于测试试件中心轴；c)将该测试试件边缘处非拉伸端的纤维剪掉，称取所剪纤维的质量m2。所述的纤维束纵向与沥青接触长度不少于20_，以确保下面拉伸试验结果的稳定性。2)装夹养护步骤包括将测试试件放入沥青软化点温度环境中养护至无气泡状态，并在此温度环境下将其拉伸端的纤维固定在拉伸部件(如:拉杆、拉钩、牵引结构等)上，其沥青部分固定在纤维束下端，确保纤维束处于竖直状态，并保持纤维束与沥青无相对位移。此步骤以及下面拉伸试验(步骤3))中所设定的温度环境，是为了减少测试过程中因沥青本身粘滞性所带来的干扰，3)拉伸试验步骤包括:在沥青软化点的温度环境中，将拉伸部件保持匀速竖直拉伸，待纤维束全部从沥青部分拉出后停止试验。去除纤维束末端未包裹纤维的沥青，并在纤维束冷却后称量其质量m3。在此步骤中，拉伸的速度最好保持在l-2cm/min，以充分保证沥青自身在受拉过程中发生应力松弛现象，从而减少沥青弹性恢复现象对测试结果的干扰。4)将1?+!?-!?= mn算出纤维束所粘附上的沥青质量。该试验可以做3组平行试样，最终的结果取平均值获得各种纤维的粘附性能。本专利技术所达到了如下的有益效果:1.本专利技术提供了一种纤维与沥青材料粘附性能测试方法，该方法通过计算在纤维束在沥青软化点温度下拉伸出沥青前后的质量变化，能够量化地测试纤维本身与沥青的粘附性能，使得该测试结果更为客观。2.在使用该方法进行测试的过程中，各种具有不同截面形状、不同抗拉强度的纤维被裹成具有相似圆截面直径的纤维束，使得其测试结果之间具有可比较性。此外，标准沥青及其软化点温度的确定，以及拉伸速度的设定，均可以将沥青粘滞性、沥青应力松弛现象对测试结果的影响降到最小，能够更真实的测试纤维本身与沥青的粘附性能，使得测试结果更为准确。3.本专利技术还提供了一种纤维与沥青材料粘附性能测试装置，该装置虽然只是众多制备该测试试件的方案之一，但是该装置结构简单，便于制作与操作。总而言之，本专利技术为测定纤维与沥青材料的粘附性能，研究纤维长度、埋入深度、沥青品种，以及试验温度对纤维与沥青粘附性能影响的变化规律提供了必要的试验方法和装置，具有操作简便、科学、测试结果准确的优点。【附图说明】图1是本专利技术中制备纤维与沥青材料粘附性能测试试件的装置结构示意图(实施例I) O图2是本专利技术中制备纤维与沥青材料粘附性能测试试件的装置结构横向示意图(实施例1)。图3为本专利技术中制备纤维与沥青材料粘附性能测试试件的装置测试方法操作示意图。图4为本专利技术中制备纤维与沥青材料粘附性能测试试件的装置中(金属)夹块的正面图。图5是本专利技术中制备纤维与沥青材料粘附性能测试试件的装置结构示意图(实施例2) ο图6是本专利技术中制备纤维与沥青材料粘附性能测试试件的装置结构横向示意图(实施例2) ο图中，附图标记名称如下:1.沥青灌入槽；2.试模底板；3.金属夹块；4.纤维嵌缝；5.螺栓；6.纤维束；7.拉杆；8.对折后的测试试件；9.刻度(mm) ;10.沥青部分。【具体实施方式】为了阐明本专利技术的技术方案及技术目的，下面结合附图及【具体实施方式】对本专利技术做进一步的介绍。实施例1本实施例1中采用的纤维沥青粘附性能测试装置包括沥青灌入槽1、试模底板2、金属夹块3、纤维嵌缝4和螺栓5 (见图1)，两个长度为6cm的沥青灌入槽I是带有底板、且具有一面开口边壁的轴对称八边形缺口容器构件，并且与位于开口边壁端的金属夹块3组成闭合槽，该开口边壁位于容器构件轴中线的垂直面，该沥青灌入槽I在其开口边壁端的宽度变窄，两个沥青灌入槽I可拆卸地放置在试模底板2上，且左右对称分布在金属夹块3两侧，此三者总长度为19cm左右。纤维嵌缝4为此三者与测试装置轴中线交汇处的凹槽，其深度本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种纤维与沥青粘附性能测试装置，其特征在于：包括沥青灌入槽、试模底板、夹块、纤维嵌缝和螺栓，所述沥青灌入槽的个数不少于一个，是带有底板、且具有一面开口边壁的轴对称多边形缺口容器构件，并且与位于开口边壁端的夹块组成闭合槽，被可拆卸地放置在试模底板上，该开口边壁位于容器构件轴中线的垂直面，所述沥青灌入槽在其开口边壁端的宽度变窄，纤维嵌缝为沥青灌入槽和夹块与测试装置轴中线交汇处的凹槽，并且沿着此轴中线贯穿于整个装置，在其始末两侧分别设有螺栓。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：肖鹏，江杰，丁燕，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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