[发明专利]一种沥青低温环裂冻断圆盘结构和沥青低温环裂试验仪

说明书

技术领域

本发明涉及沥青性能评价技术领域，尤其涉及一种沥青环裂冻断圆盘结构和沥青低温环裂试验仪。

背景技术

沥青路面的开裂是国内外道路界普遍关注的问题，其危害在于使水分沿裂隙浸入路面结构内部，从而使路面基层和路基发软，路面结构承载力下降，在行车荷载作用下产生唧泥、冲刷，界面层出现局部脱空，最终导致路面发生网裂与坑槽，严重地影响车辆的行驶质量，大大地降低了路面的使用寿命。

沥青路面的裂缝包括荷载裂缝与非荷载裂缝。由荷载产生的裂缝在我国一些超载严重的高等级公路行车道经常遇见，现多以控制疲劳破坏为核心内容。而另一类裂缝，即非荷载型的低温收缩裂缝和半刚性基层所引起的反射裂缝却普遍存在，已引起了相当的关注，众所周知，这两种裂缝与沥青及沥青混合料的抗裂性能密切相关。近年来，国内外开展了较多的研究工作，其中，很多研究主要以沥青面层低温开裂为主要研究目标。

自20世纪60年代加拿大率先对沥青面层的低温缩裂进行系统调查研究以来，路面抗裂与材料低温性能指标一直是国际道路学界的重要研究内容，近20年来在研究与应用领域更是取得了突破性的进展。已取得共识的是：控制沥青与沥青混合料的低温性能，建立相关低温性能指标与容许值，是沥青面层低温开裂设计的关键措施。而沥青路面的低温抗裂性能主要取决于沥青结合料的低温拉伸特性，沥青结合料的性能起着特别重要的作用，相关文献表明，其贡献率达到90％，因此对沥青面层低温开裂的研究应以沥青低温性能指标的控制为主。

通过对国内外沥青低温评价指标的分析，当前的常规低温指标在力学机理、试验结果区分度及与路面相关度等方面仍存在一定的不足，很多方面不尽合理；SHRP指标能较好的评价基质沥青的低温性能，而对改性沥青却不能作出很好的评价，并且SHRP指标采用蠕变特性来分级，认为蠕变性能可以替代破坏性能，但研究表明蠕变性能和破坏性能的相关性不是很好。在现阶段，当前现有的低温指标不能对沥青的低温性能作出比较明确的表征，很有必要提出一个更加简便直观的指标对沥青性能进行评价。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供了一种沥青环裂冻断圆盘结构和沥青低温环裂试验仪。

本发明所采取的技术方案是：

一种沥青环裂冻断圆盘结构，包括底座和不胀圆环，所述底座中间具有一环形槽，所述不胀圆环紧密套在所述环形槽的内环壁上，所述不胀圆环的外壁与所述环形槽之间形成一环形容置空间，所述环形容置空间用于放置沥青，所述底座在所述环形槽的外环壁上设有一突触，所述突触为水平设置于所述环形槽的外环壁上的圆柱体形突触。

在一些具体的实施方式中，所述圆柱体形突触的直径可根据公式(I)确定：

式中，S表示所述圆柱形突触的直径，h表示所述圆柱形突触的高度；R₁表示所述不胀圆环的外环半径；所述H表示所述沥青圆环的高度；d根据公式(II)确定：

式中，α_沥为沥青的线膨胀系数；α_NECR为不胀圆环的线膨胀系数；ΔT为降温幅度；R₁为所述不胀圆环的外环半径；R₂为所述沥青圆环的外环半径；式中，参数ε_A通过公式(III)确定：

ε_A＝(α_沥+M·α_集)·△T﹣M·ε_集 (III)

式中，ΔT为降温幅度；α_沥为沥青的线膨胀系数；M为集料与沥青一维的长度比；α_集为集料的线膨胀系数；ε_集为集料的应变。

在一些具体的实施方式中，所述圆柱体形突触的高度等于所述环形槽的外环半径与所述不胀圆环的外环半径之差。

在一些具体的实施方式中，所述底座的中间设有一圆形凹陷，所述圆形凹陷与所述环形槽同心，所述圆形凹陷的半径等于所述环形槽的内环壁半径，所述圆形凹陷的深度小于所述环形槽的深度。

在一些具体的实施方式中，所述不胀圆环和所述底座的线膨胀系数≤5×10^-6mm/mm/℃。

在一些具体的实施方式中，所述不胀圆环的材料为石英玻璃、因瓦合金、陶瓷和钢中的任一种。

在进一步优选的实施方式中，所述不胀圆环的材料为石英玻璃。

在一些具体的实施方式中，所述底座的材料为钢、铁、铝中的任一种。

在一些具体的实施方式中，所述环形槽的底部为水平的。