专利名称：：沥青混合料可碾压时间的测试装置及其测试方法
技术领域：
：本发明涉及一种测试装置，具体涉及一种测量浙青混合料在的可碾压时间的装置及其测试方法。
背景技术：
：浙青混合料的可碾压时间指的是浙青混合料从拌和温度到终止碾压温度经历的时间，能否对浙青混合料充分碾压是确保浙青路面质量的关键，而这必须有足够的碾压时间才能完成。此外，在不同时间铺筑的同种浙青混合料可碾压时间差异显著，作为一种感温性材料，浙青混合料的温度变化受诸如气温、风速以及混合料类型等因素的影响显著。因此，针对施工季节特点与混合料组成特性，确定可碾压时间对确保现场浙青路面使用质量至关重要。然而，目前并没有在模拟施工现场大气温度、风速等外界环境因素条件下进行浙青混合料碾压时间的测试装置，研究一种浙青混合料可碾压时间的测试装置是非常有必要的。
发明内容本发明的目的在于，提供一种测量浙青混合料可碾压时间的装置，该装置能够较准确地模拟自然条件，得到浙青混合料的温度变化情况，利用实验数据，模拟出浙青混合料的降温规律，得到浙青混合料由拌和温度降到终止碾压温度所需的时间，从而得出在各种不同条件下的浙青混合料的可碾压时间，也即各种不同条件下的路面结构的可碾压时间。为了实现上述任务，本发明采用如下技术解决方案一种浙青混合料可碾压时间的测试装置，该测试装置包括盛料筒、插捣装置、温度传感器、数据采集系统和环境箱；所述盛料筒为圆筒架，该圆筒架由8根竖条和底板组成，该盛料筒内壁装有格网；所述插捣装置包括压板，该压板的一面有扶手，压板的另一面有均勻分布的捣棒；所述环境箱底部有载物台和风扇，所述载物台上有固定架和风速记录仪，所述固定架包括相互平行的上底面和下底面，上底面和下底面之间有支柱，上底面中间为圆形空心，该圆形空心的直径等于所述盛料筒的外径；所述风速记录仪紧靠固定架设置，所述风扇面向所述固定架和风速记录仪；环境箱的内部顶面装有热辐射光源；所述温度传感器用于采集环境箱的模拟温度以及浙青混合料的温度，该温度传感器与数据采集系统相连接。所述插捣装置上有9根均勻分布的捣棒。所述压板的形状为圆形。所述热辐射光源是碘钨灯或紫外线灯。所述上底面和下底面均为正方形。上述浙青混合料可碾压时间的测试装置用于浙青混合料可碾压时间的测试方法，其特征在于，包括如下步骤A、准备阶段a、环境箱准备根据待评价地区的天气预报确定待评价地区某一天的温度和风速，并将其设定为环境箱的模拟温度和模拟风速；检验热辐射光源的电源电压和热辐射强度的稳定性；环境箱内温度控制将温度传感器连接到数据采集系统，打开辐射光源对环境箱内部加热至数据采集系统显示模拟温度时，停止加热；环境箱内风速控制打开风扇，调节风扇的档位及其与固定架的距离至风速记录仪上显示的读数为模拟风速；环境箱准备完毕备用；b、试件准备按照《公路浙青路面施工技术规范》设计级配，配制浙青混合料；准备两个烘箱和一个拌和锅，将配制的浙青混合料放入第一个烘箱升温至163°C，保温5小时备用；将第二个烘箱升温至浙青混合料的拌合温度，将拌和锅、插捣装置放入第二个烘箱保温备用；B、测试阶段1)在盛料筒外侧固定保温层；2)将浙青混合料放入拌和锅拌和均勻，并测试浙青混合料至拌合温度时停止拌和；3)将拌合好的浙青混合料倒入盛料筒，用插捣装置对混合料进行5次插捣，插捣深度随次数增加递减，直至插捣密实；4)在盛料筒的圆形横截面上的相邻夹角为45度的8条半径上分别插入一个温度传感器，使相邻传感器之间的平面夹角为45度；插入的高度为盛料筒高度的一半，并使温度传感器与圆心的距离分别为Ocm、lcm、…、7cm；然后将所述温度传感器连接到数据采集系统上；将盛料筒放入第二个烘箱保温至浙青混合料的拌和温度；5)从第二个烘箱取出装有混合料的盛料筒，立刻将盛料筒放置在已模拟好外界条件的环境箱中，放入时取下盛料筒外的保温层，将盛料筒放入固定架，此时浙青混合料的温度为拌合温度；6)每隔5分钟在数据采集系统上读取8个温度传感器测量到的温度数值，分别记为1\、T2……、T8，按公式1计算加权平均温度Τ，直至浙青混合料的加权平均温度小于浙青混合料的终止碾压温度；<image>imageseeoriginaldocumentpage5</image>其中，T为加权平均温度，ri、r2、……昇分别为第1，2，……8个传感器测得的温度;C、数据分析阶段以时间为横轴，以温度为竖轴，根据测试所得数据得到浙青混合料加权平均温度τ随时间变化的曲线，并据此曲线对浙青施工的性能进行评价，从图中得到浙青混合料从拌和温度降低到终止碾压温度所用的时间，即浙青混合料的可碾压时间。本发明的优点1)环境箱能够准确模拟和浙青路面施工的气温和风力条件，减小误差。2)能够测量混合料不同深度的温度，实时反映浙青混合料内部的温度变化情况。3)可以对测得的数据进行分析，直观反应混合料的温度变化情况，可计算出各种不同条件下的浙青混合料的可碾压时间。4)数据采集准确、方便。5)测试装置结构简单，使用及维修方便。图1是本发明的装置使用示意图。图2是插捣装置结构示意图。图3是插捣装置的俯视图。图4是温度传感器插入位置俯视图。图5是浙青混合料温度随时间变化的曲线图。下面结合附图对本发明的内容作进一步的解释说明。具体实施例方式如图1至图3所示，本发明的浙青混合料可碾压时间的测试装置，包括盛料筒1、插捣装置、温度传感器、数据采集系统4和环境箱5；盛料筒1为圆筒架，该圆筒架由8根竖条2和底板3组成，该盛料筒1内壁装有格网；格网对浙青混合料起到集中固定作用，且不影响浙青混合料在实验过程中与环境箱5的模拟环境充分接触；插捣装置包括圆形的压板13，该压板13的一面有扶手10，压板13的另一面9根有均勻分布的捣棒11；插捣装置用来将盛料筒1中的浙青混合料插捣密实；环境箱5底部有载物台6和风扇7，载物台6上有固定架12和风速记录仪8，固定架12包括正方形的相互平行的上底面14和下底面15，上底面14和下底面15之间有支柱16，支柱16采用钢筋；上底面14中间为圆形空心，该圆形空心的直径等于所述盛料筒1的外径；风速记录仪8紧靠固定架12设置，风扇7面向所述固定架12和风速记录仪8；环境箱5的内部顶面装有热辐射光源9，热辐射光源9采用碘钨灯或紫外线灯；温度传感器用于采集环境箱5的模拟温度以及浙青混合料的温度，该温度传感器与数据采集系统4相连接。本发明的浙青混合料可碾压时间的测试方法，包括如下步骤A、准备阶段a、环境箱准备根据待评价地区的天气预报得到待评价地区某一天的的温度和风速数值，并将其设定为环境箱5的模拟温度和模拟风速；检验热辐射光源9的电源电压和热辐射强度的稳定性；环境箱5内的温度通过辐射光源9和温度传感器控制将温度传感器连接到数据采集系统4，打开辐射光源9对环境箱内部加热至数据采集系统4显示模拟温度时，停止加热；环境箱5内的风速通过风扇7和风速记录仪8控制打开风扇7，调节风扇7的档位及与其与固定架12的距离至风速记录仪8上显示的读数为模拟风速；环境箱5准备完毕备用；b、试件准备按照《公路工程浙青与浙青混合料试验规程(JTGF40—2004)》设计级配，配制浙青混合料；准备两个烘箱和一个拌和锅，将配制的浙青混合料放入第一个烘箱升温至163°C，保温5小时备用；将第二个烘箱升温至浙青混合料的拌合温度，将拌和锅、插捣装置放入第二个烘箱保温备用，目的是减少温度损失。B、测试阶段1)在盛料筒1外侧固定保温层，保温层保证测试前浙青混合料的热量不散失；2)将浙青混合料放入拌和锅拌和均勻，并测试，使得浙青混合料至拌合温度时停止拌和；3)将拌合好的浙青混合料倒入盛料筒1，用插捣装置对混合料进行5次插捣，插捣深度随次数增加递减，直至插捣密实；4)如图4所示，盛料筒1的圆形横截面半径为8cm，在盛料筒1的圆形横截面上的相邻夹角为45度的8条半径上分别插入一个插入式温度传感器，使相邻传感器之间的平面夹角为45度；插入的高度为盛料筒1高度的一半，并使8个温度传感器与圆心的距离分别为OcmUcm,…、7cm，然后将所述8个温度传感器连接到数据采集系统4上；将盛料筒1放入第二个烘箱保温至浙青混合料的拌和温度；不同的温度传感器距圆心距离不同，可事先用胶布或红笔标明距离；5)从第二个烘箱取出装有混合料的盛料筒1，立刻将盛料筒1放入已准备的环境箱5中，放入时取下盛料筒1外的保温层，将盛料筒1放入固定架12，此时浙青混合料的温度为拌和温度；6)每隔5分钟在数据采集系统4上读取8个温度传感器测量到的温度数值，分别记为T1,T2……、T8,按公式1计算加权平均温度T，直至浙青混合料的加权平均温度T小于浙青混合料的终I丨碾爪溫度；<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>其中，τ为加权平均温度，T1、Γ2、……r8分别为8个传感器测得的温度；C、数据分析阶段以时间为横轴，以温度为竖轴，根据测试所得数据得到浙青混合料加权平均温度T随时间变化的曲线，并据此曲线对浙青施工的性能进行评价，从图中得到浙青混合料从拌和温度降低到终止碾压温度所用的时间，即为浙青混合料的可碾压时间；测试试验的结果及分析按《公路工程浙青与浙青混合料试验规程(JTGF40—2004)》设计级配，采用90号浙青，其拌合温度为140-160度，而碾压终了温度60-75度左右(压路机不同而碾压终了温度范围随之变化)。在本实施例中，为实验方便，将该浙青混合料的拌合温度定为150°C，其终止碾压温度定为75°C。按照本发明的测试方法，从1200开始测试8个插入式温度传感器在时刻t的加权平均温度T(单位°C)，至1300测得加权平均温度T为71.8750C，小于终止碾压温度，此时停止测试，测试结果如表1表1浙青混合料在各测量时刻的温度<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>如图5所示，以时间为横轴，以温度为竖轴，根据表1所示的测试数据得到浙青混合料加权平均温度T随时间变化的曲线，并据此曲线对浙青施工的性能进行评价。从图5中可得到浙青混合料从拌和温度降低到终止碾压温度所用的时间，即浙青混合料的可碾压时间为56分钟。权利要求一种沥青混合料可碾压时间的测试装置，其特征在于，该测试装置包括盛料筒(1)、插捣装置、温度传感器、数据采集系统(4)和环境箱(5)；所述盛料筒(1)为圆筒架，该圆筒架由8根竖条(2)和底板(3)组成，该盛料筒(1)内壁装有格网；所述插捣装置包括压板(13)，该压板(13)的一面有扶手(10)，压板(13)的另一面有均匀分布的捣棒(11)；所述环境箱(5)底部有载物台(6)和风扇(7)，所述载物台(6)上有固定架(12)和风速记录仪(8)，所述固定架(12)包括相互平行的上底面(14)和下底面(15)，上底面(14)和下底面(15)之间有支柱(16)，上底面(14)中间为圆形空心，该圆形空心的直径等于所述盛料筒(1)的外径；所述风速记录仪(8)紧靠固定架(12)设置，所述风扇(7)面向所述固定架(12)和风速记录仪(8)；环境箱(5)的内部顶面装有热辐射光源(9)；所述温度传感器用于采集环境箱(5)的模拟温度以及沥青混合料的温度，该温度传感器与数据采集系统(4)相连接。2.如权利要求1所述的浙青混合料可碾压时间的测试装置，其特征在于，所述插捣装置上有9根均勻分布的捣棒(11)。3.如权利要求1所述的浙青混合料可碾压时间的测试装置，其特征在于，所述压板(13)的形状为圆形。4.如权利要求1所述的浙青混合料可碾压时间的测试装置，其特征在于，所述热辐射光源(9)是碘钨灯或紫外线灯。5.如权利要求1所述的浙青混合料可碾压时间的测试装置，其特征在于，所述上底面(14)和下底面(15)均为正方形。6.权利要求1所述的浙青混合料可碾压时间的测试装置的测试方法，其特征在于，包括如下步骤A、准备阶段a、环境箱准备根据待评价地区的天气预报确定待评价地区某一天的温度和风速，并将其设定为环境箱(5)的模拟温度和模拟风速；检验热辐射光源(9)的电源电压和热辐射强度的稳定性；环境箱(5)内温度控制将温度传感器连接到数据采集系统(4)，打开辐射光源(9)对环境箱内部加热至数据采集系统(4)显示模拟温度时，停止加热；环境箱(5)内风速控制打开风扇(7)，调节风扇(7)的档位及其与固定架(12)的距离至风速记录仪(8)上显示的读数为模拟风速；环境箱(5)准备完毕备用；b、试件准备按照《公路浙青路面施工技术规范》设计级配，配制浙青混合料；准备两个烘箱和一个拌和锅，将配制的浙青混合料放入第一个烘箱升温至163°C，保温5小时备用；将第二个烘箱升温至浙青混合料的拌合温度，将拌和锅、插捣装置放入第二个烘箱保温备用；B、测试阶段1)在盛料筒(1)外侧固定保温层；2)将浙青混合料放入拌和锅拌和均勻，并测试浙青混合料至拌合温度时停止拌和；3)将拌合好的浙青混合料倒入盛料筒(1)，用插捣装置对混合料进行5次插捣，插捣深度随次数增加递减，直至插捣密实；4)在盛料筒(1)的圆形横截面上的相邻夹角为45度的8条半径上分别插入一个温度传感器，使相邻传感器之间的平面夹角为45度；插入的高度为盛料筒(1)高度的一半，然后将所述温度传感器连接到数据采集系统(4)上；将盛料筒(1)放入第二个烘箱保温至浙青混合料的拌和温度；5)从第二个烘箱取出装有混合料的盛料筒(1)，立刻将盛料筒(1)放置在已模拟好外界条件的环境箱(5)中，放入时取下盛料筒(1)外的保温层，将盛料筒(1)放入固定架(12)，此时浙青混合料的温度为拌合温度；6)每隔5分钟在数据采集系统(4)上读取8个温度传感器测量到的温度数值，分别记为1\、T2……、T8,按公式1计算加权平均温度T，直至浙青混合料的加权平均温度小于浙青混合料的终止碾压温度；<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>其中，T为加权平均温度，T1、Γ3、……巧分别为第1，2，3、……、8个传感器测得的温度；C、数据分析阶段以时间为横轴，以温度为竖轴，根据测试所得数据得到浙青混合料加权平均温度T随时间变化的曲线，并据此曲线对浙青施工的性能进行评价，从图中得到浙青混合料从拌和温度降低到终止碾压温度所用的时间，即浙青混合料的可碾压时间。7、如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的温度传感器分别与盛料筒(1)横截面的圆心距离分别为Ocm、lcm、...、7cm。全文摘要本发明公开了一种沥青混合料可碾压时间的测试装置，该测试装置包括盛料筒、插捣装置、温度传感器、数据采集系统和环境箱；盛料筒为圆筒架，其内壁装有格网；插捣装置包括压板，压板的一面有扶手，另一面有捣棒；环境箱底部有载物台和风扇，载物台上有固定架和风速记录仪，固定架包括上底面和下底面，上底面和下底面之间通过钢筋连接，上底面中间为圆形空心，该圆形空心的直径等于所述盛料筒的外径；风速记录仪紧靠固定架设置，风扇面向所述固定架和风速记录仪；环境箱的内部顶面装有热辐射光源；温度传感器与数据采集系统相连接。本发明的测试装置的测试方法包括准备阶段、测试阶段、分析测试数据阶段。本发明测量、维修简单。文档编号G01N25/20GK101825591SQ201010185448公开日2010年9月8日申请日期2010年5月28日优先权日2010年5月28日发明者李炜光,王恕超,田世亮,韩之栋申请人:长安大学