一种沥青混合料短期老化仿真模拟试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种沥青混合料短期老化仿真模拟试验装置，缸体内自上而下安装有第一盖罩、穿孔钢丝网篮、试验舱、放置平台、第二盖罩、疏流板、热空气送风机、基座，所述第一盖罩、第二盖罩，所述光纤传感器设置于试验舱体的上下两端，分别安装于所述第一盖罩和穿孔钢丝网篮之间、放置平台与第二盖罩之间，旋转轴垂直穿过所述第一盖罩、穿孔钢丝网篮、试验舱，所述旋转轴探入试验舱端焊接搅拌拌合涡轮，旋转电机的输出轴与所述旋转轴的另一端连接驱动旋转轴轴向转动，所述热空气送风机固定于基座上为所述试验舱内的沥青混合料提供热源。该试验装置适用于实验室或工程现场对沥青混合料材料抗老化性能的耐久性进行试验检测与评估。

A simulation test device for short-term aging of asphalt mixture

【技术实现步骤摘要】
一种沥青混合料短期老化仿真模拟试验装置
本技术专利涉及一种沥青混合料老化装置，尤其是涉及铺面沥青混合料短期老化作用下的高仿真度模拟试验装置。
技术介绍
铺面沥青混合料主要应用于道路、机场、港口等工程铺装，沥青材料在混合料的拌合、摊铺、碾压过程中以及在沥青路面的使用过程中均存在老化问题。沥青老化直接影响沥青路面的使用质量与寿命。不管是工程现场还是室内模拟试验过程中的沥青材料老化问题多年来一直倍受工程师的关注。沥青材料的老化行为分为两阶段，第一阶段为生产与施工过程中的短期热老化行为，第二阶段为路面使用过程中的长期综合老化行为。在铺筑过程中，由于高温加热，沥青材料成分的氧化与挥发同时产生。沥青混合料生产、成型过程中的短期老化行为主要受加热作用，而沥青铺面成型后的结构在服役过程中的长期老化主要受光（含紫外线）、氧、热等自然气候条件作用的主导，长期老化进程中，沥青材料的化学组成与成分发生改变，沥青材料的技术性能向不利的方向发生不可逆的老化行为。加热拌合过程中，沥青是在薄膜状态下受到加热，沥青混合料拌合后，沥青针入度降低到拌合前沥青针入度的80%~85%，拌合过程是沥青材料短期老化的最主要阶段。当前，评价沥青材料的老化行为的试验设备有两大类：第一类为模拟沥青材料的短期老化行为的试验设备；第二类为模拟沥青长期老化行为的实验设备。老化试验方法有沥青薄膜加热试验（TOFT）、沥青旋转加热试验（RTOFT），美国SHRP战略计划根据以往研究，提出了烘箱老化法、延时拌合法、微波加热法三种方法。沥青粘结料裹覆、骨料、矿粉、沥青混合料的性能直接反映。AASHTOM320关于沥青材料的老化：旋转薄膜烘箱试验(RTFOT,AASHTOT240)用于评价沥青材料短期老化；AASHTOM320表明RTFOT尽管可用于基质沥青，但对于模拟改性沥青的短期老化过程无法真实模拟，一些应用RTFOT方法模拟沥青短期老化的用户曾报道改性沥青薄膜在试验容器旋转玻璃瓶中并非处于流动状态，而违背了基本的试验假设（即沥青材料流动态暴露于持续的空气中）；用户也有报道，沥青粘结剂可以溢出来，且旋转玻璃瓶和硬化改性粘合剂的回收是困难的。美国NCHRP项目9-10认为，目前RTFOT试验无法真实模拟改性沥青材料在铺筑阶段的短期老化，需一种可同时用于评价基质沥青与改性沥青短期老化的试验装置。在沥青材料拌合与铺装过程中，沥青中较轻的分子可蒸发进入大气，本质上是蒸馏过程的延伸，其蒸发至大气中的油分主要来自制作改性沥青的粘合剂。必须提供足够的材料来描述沥青材料老化后的物理性质与特征。理想的沥青老化试验设备需在老化过程中产生足够的材料表征沥青材料的物理特性，足够的材料必须进过短期老化进程，以适应提出沥青试验规范。沥青材料短期老化试验设备应扩展至以沥青粘结料与集料生产状态而非单纯的沥青分离状态。
技术实现思路
为了解决现有技术中难以更真实地模拟沥青混合料在生产与施工环境中的老化作用的技术问题，本技术专利的目的是提供一种沥青混合料老化环境模拟试验装置，从材料的物理运动及老化作用因素接触等层面模拟短期老化，规避实验中存在的短期老化模拟试验符合性等问题，该试验装置适用于实验室或工程现场对沥青混合料材料抗老化性能的耐久性进行试验检测与评估。为了达到上述目的，本技术采用如下的技术方案予以解决：一种沥青混合料短期老化仿真模拟试验装置，包括缸体，所述缸体内自上而下安装有第一盖罩、穿孔钢丝网篮、试验舱、放置平台、第二盖罩、疏流板、热空气送风机、基座，其中，所述第一盖罩、第二盖罩制有若干排气口，所述光纤温度传感器设置于试验舱体的上下两端，分别安装于所述第一盖罩和穿孔钢丝网篮之间、放置平台与第二盖罩之间对沥青混合料温度的实时监控，旋转轴垂直穿过所述第一盖罩、穿孔钢丝网篮、试验舱，所述旋转轴探入试验舱端焊接搅拌拌合涡轮，旋转电机的输出轴与所述旋转轴的另一端连接驱动旋转轴轴向转动，所述热空气送风机固定于基座上为所述试验舱内的沥青混合料提供热源，并动态调节热空气的流速与热量。其中，所述疏流板对热空气送风机提供的热风进行疏流使得热量均匀，其厚度150mm，孔径为6mm，材料为抗高温的导流板是耐高温、耐磨多元素合金铸造成型，使用温度可达1800℃，抗拉强度≥450MPa；所述放置平台材质为热传导性良好的薄钢板；所述第一盖罩、第二盖罩为圆形均制有若干排气口，分别起到热气疏导和整流的作用，缸体为AISI316不锈钢制造的容器，其外径为600mm,内径为500mm，总高度1580mm；所述缸体内放置的试验材料沥青混合料可由圆盘旋转搅拌拌合涡轮旋转使混合料以30~40rpm的速率搅拌；所述光纤温度传感器用于沥青混合料温度的实时监控；穿孔钢丝网篮采用的材料为AISI316不锈钢制造的钢丝，保温和防止沥青混合料搅拌外溅。优选，所述旋转轴与穿孔钢丝网篮结合处安装密封胶环，用于防止试验舱内的沥青料溢出。优选，所述缸体外部用保温层包裹，并且所述保温层内壁为聚氨酯保温隔热材料。优选，所述搅拌拌合涡轮为立体旋转螺带形状，所述搅拌拌合涡轮与中心垂直旋转轴焊接成为整体，通过所述旋转轴驱动旋转。沥青混合料是由沥青、集料、填料等组合而成，沥青铺面材料在生产与摊铺、碾压过程中的短期老化行为是沥青与高温状态下的集料、填料共同作用下产生的，因此，为了更真实化在室内模拟沥青接触表面的物理与化学老化过程（反应），沥青混合料的老化试验与沥青老化试验（TOFT、RTOFT）相比可更好地反映沥青材料在工程现场的实际老化环境，借助该装置提供空气与高温模拟现场短期老化作用，实验室进行的沥青混合料短期老化试验与工程实际短期老化更为相似。本技术不仅可从物理运动学层面实现沥青混合料在拌合舱中搅拌制作时的短期老化模拟，而且可从沥青混合料制备工艺参数高仿真度精准化控制的层面实现沥青混合料在拌合舱中的短期老化模拟，其中，本技术装置的试验舱体可真实模拟工程实际中的拌和舱，中心垂直旋转轴带动螺旋形涡轮可模拟实际工程中沥青混合料在试验舱内旋转拌合的老化过程，同时，本试验装置可实现沥青混合料拌合温度、拌合时长等参数的精细控制，使得拌合温度、拌合时长等参数与沥青混合料的生产工艺参数（拌合温度、拌合时长等）相匹配。而且，本技术的沥青混合料短期老化高仿真度模拟试验装置可以进行在宽温度域（120℃~175℃）沥青混合料制备时温度状态动态调节和模拟，模拟方法与不同种类沥青混合料在工程实践中的真实短期老化过程高度切合，如：温拌沥青混合料短期老化温度为120℃~145℃，基质沥青混合料为145℃~165℃，改性沥青混合料为145℃~175℃。同时，本技术的装置可实现多时长试验环境下沥青混合料短期老化试验，装置匹配的试验时长可达30小时以上，具备仿真度高、试验环境条件模拟范围宽、动态调控等优点；本试验装置质量具备质量轻、体积小，便于携带和移动的优势。对于不同特性和种类的沥青混合料而言，本装置可针对其设定特定的试验匹本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种沥青混合料短期老化仿真模拟试验装置，包括缸体，其特征是所述缸体内自上而下安装有第一盖罩、穿孔钢丝网篮、试验舱、放置平台、第二盖罩、疏流板、热空气送风机、基座，/n其中，所述第一盖罩、第二盖罩制有若干排气口，/n光纤温度传感器设置于试验舱体的上下两端，分别安装于所述第一盖罩和穿孔钢丝网篮之间、放置平台与第二盖罩之间对沥青混合料温度的实时监控，/n旋转轴垂直穿过所述第一盖罩、穿孔钢丝网篮、试验舱，所述旋转轴探入试验舱端焊接搅拌拌合涡轮，旋转电机的输出轴与所述旋转轴的另一端连接驱动旋转轴轴向转动，/n所述热空气送风机固定于基座上为所述试验舱内的沥青混合料提供热源，并动态调节热空气的流速与热量。/n

【技术特征摘要】
1.一种沥青混合料短期老化仿真模拟试验装置，包括缸体，其特征是所述缸体内自上而下安装有第一盖罩、穿孔钢丝网篮、试验舱、放置平台、第二盖罩、疏流板、热空气送风机、基座，
其中，所述第一盖罩、第二盖罩制有若干排气口，
光纤温度传感器设置于试验舱体的上下两端，分别安装于所述第一盖罩和穿孔钢丝网篮之间、放置平台与第二盖罩之间对沥青混合料温度的实时监控，
旋转轴垂直穿过所述第一盖罩、穿孔钢丝网篮、试验舱，所述旋转轴探入试验舱端焊接搅拌拌合涡轮，旋转电机的输出轴与所述旋转轴的另一端连接驱动旋转轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：万海峰，
申请(专利权)人：烟台大学，
类型：新型
国别省市：山东;37