[发明专利]一种沥青梁抗低温开裂性能的试验方法和试验装置

说明书

技术领域

本发明属于沥青性能试验技术领域，具体涉及一种沥青梁抗低温开裂性能的试验方法和试验装置。

背景技术

我国《公路工程沥青及沥青混合料试验规程JTGE-20-2011》中针对沥青的抗低温开裂性能评价指标主要为低温延度，并且没有给出沥青在低温区间内的温度敏感性指标，仅通过针入度指数PI来预测沥青的感温性。但是，实际工程经验表明针入度指数PI并不能科学地评价沥青在低温区间的温度敏感性。美国SHRP计划研制出的低温弯曲梁流变仪能够测试沥青的低温性能(即抗低温开裂性能)，为分析沥青在低温区间的性质变化提供了一个有效的方法，其以流变学为基础，能够直接充分地反映温度、时间对于沥青低温流变性质的影响。但是，美国SHRP低温弯曲梁流变仪造价很高，目前并不适合在我国广泛推广使用。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种沥青梁抗低温开裂性能的试验方法。该试验方法通过测得表征沥青抗低温开裂性能的关键指标，即劲度模量和应变速率，弥补了现有规范中对沥青低温性能评价不充分的缺陷，丰富了沥青的低温性能评价指标。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种沥青梁抗低温开裂性能的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、将沥青梁试件降温至试验温度；

步骤二、将沥青梁试件放置在支架上，所述支架给沥青梁试件提供两点支撑；

步骤三、对沥青梁试件的跨中部位持续施加恒定的竖向荷载P；

步骤四、记录沥青梁试件屈服时跨中部位的挠度Δ；

步骤五、根据公式：计算沥青劲度模量S，单位为MPa，其中，竖向荷载P的单位为N；L为沥青梁试件的跨径，单位为mm；b为沥青梁试件的宽度，单位为mm；h为沥青梁试件的高度，单位为mm；挠度的单位为mm；

步骤六、根据公式：计算沥青应变速率m，其中，t为从开始加载到沥青梁试件屈服所用的时间，单位为s；

步骤七、通过沥青劲度模量S和沥青应变速率m综合评价沥青梁的抗低温开裂性能，沥青劲度模量S值越低说明沥青梁的抗低温开裂性能越好，沥青应变速率m值越高说明沥青梁的抗低温开裂性能越好。

上述的一种沥青梁抗低温开裂性能的试验方法，其特征在于：在进行步骤三之前，将用于对沥青梁试件的跨中部位施加恒定竖向荷载的加载压头与沥青梁试件紧密接触。

本发明还提供了一种沥青梁抗低温开裂性能的试验装置，该试验装置结构简单，能够有效地测得表征抗低温开裂性能的关键指标。

一种沥青梁抗低温开裂性能的试验装置，其特征在于：包括盛装有冷却液的试验槽，所述试验槽内设置有用于给沥青梁试件提供两点支撑的支架，所述试验槽的上方设置有用于向沥青梁试件持续施加恒定竖向荷载的加载装置，所述加载装置上设置有用于与沥青梁试件跨中部位相抵接的加载压头。

上述的试验装置，其特征在于：包括用于对试验槽内的冷却液进行循环制冷的制冷装置，所述制冷装置通过输出管与试验槽相连通，所述试验槽通过回流管与制冷装置相连通。

上述的试验装置，其特征在于：所述制冷装置为冷却液循环机。

上述的试验装置，其特征在于：所述支架包括底板、左支柱和右支柱，所述左支柱竖直设置在底板的左端，所述右支柱竖直设置在底板的右端。

上述的试验装置，其特征在于：所述左支柱的上端面和右支柱的上端面均开设有圆弧槽，所述圆弧槽内放置有用于与沥青梁试件相接触的圆柱体。

上述的试验装置，其特征在于：所述加载压头的下端为用于与沥青梁试件跨中部位相接触的圆弧形。

上述的试验装置，其特征在于：所述加载装置采用沥青针入度仪，所述加载压头安装在沥青针入度仪试针的下端。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明试验装置结构简单，设计新颖合理。

2、本发明试验装置支架左支柱的上端面和右支柱的上端面均开设有圆弧槽，所述圆弧槽内放置有用于与沥青梁试件相接触的圆柱体。这样能够在施加荷载时，沥青梁试件产生弯曲变形时，沥青梁试件与左支柱和右支柱上端的圆柱体产生相对滚动，避免沥青梁试件在弯曲变形时与左支柱和右支柱产生的摩擦阻力，影响沥青梁试件跨中部位的挠度值。

3、本发明试验装置通过对加载压头的特殊设计，确保在加载过程中，始终为三点加载的方式。即加载压头与沥青梁试件为线接触，且所述线接触部位处于加载压头的轴线方向。避免加载压头与沥青梁试件一开始为面接触，随着沥青梁试件的弯曲变形，出现两个线接触，破坏了三点加载的方式。