[发明专利]沥青混合料憎冰性能的测试装置及方法

说明书

本发明公开了一种沥青混合料憎冰性能的测试装置，包括由上至下设置的顶部设有注水管的顶盖、中空的套筒和顶部开口的圆盘，套筒还配备有一个凹形底座，套筒的内侧壁设置有螺纹，套筒外侧壁的上段与下段均设置有螺纹，圆盘内自上而下设置有大圆口和小圆口，大圆口和小圆口的内壁上均设置有螺纹，所述套筒外侧壁上段的螺纹与顶盖内侧壁上设置的螺纹相匹配，所述套筒外侧壁下段的螺纹分别与凹形底座内侧壁上设置的螺纹和圆盘内上段大圆口内壁上的螺纹相匹配；本发明克服了已有方法因冰与混合料界面损伤、拉拔区域不可控等引起的粘结强度测试不准确的缺陷，解决了已有方法不适用于开级配和半开级配沥青混合料的问题。

技术领域

本发明属于沥青路面功能评价技术领域，特别涉及一种沥青混合料憎冰性能的测试装置及方法。

背景技术

融雪化冰已成为局部地区沥青路面新功能。随着公路建设的快速发展，公路属性已从全天候畅通、高速、耐久等方面，提高到环保、节能、安全等更高等级，这就要求公路路面在满足车辆通行的基本要求下，还需具备多种新型功能，比如：具有降解汽车尾气功能的新型路面；具有快速排水、降噪、抗滑功能的新型路面；具有交通诱导功能的彩色路面；具有融雪化冰功能的新型沥青路面等等。其中，沥青路面的融雪化冰功能，因我国幅员辽阔，许多地区冬季雨雪冰冻频发，给汽车行驶安全带来了极大危害，已经成为近年研究热点。

测试沥青混合料憎冰性是沥青路面融雪化冰功能研究的重要方面。衡量沥青材料是否具有融雪化冰功能，一方面是通过铺设试验路，实际检测在冰雪天气下沥青路面的融雪化冰效果；另一方面是在实验室内测试沥青混合料与冰之间粘结强度，当冰与沥青材料之间粘结强度较差时，认为沥青混合料具有较好的憎水憎冰性。其中，实验室内测试沥青材料憎冰性，成本低，周期短，应用相对广泛。

沥青混合料憎冰性的已有测试方法存在各种缺陷。目前，测试混合料憎冰性的方法主要有两大类，第一类是沥青混合料与冰复合试件的拉拔试验，第二类是复合试件的破冰试验。拉拔试验的过程是：成型沥青混合料的马歇尔试件，不脱模时，在试件的上表面放上拉拔预埋件，并注水，放入冰箱待水冰冻后取出脱模，得到下部分为沥青混合料、上部分为冰、冰内有预埋件的复合试件，以一定的速度拉动预埋件，得到冰与沥青混合料之间的粘结强度。破冰试验的过程是：无需预埋拉拔头，成型冰与沥青混合料的复合试件，并对冰施加局部压缩荷载，测试冰的破坏强度，当强度较大时，说明沥青混合料对冰底部有约束作用，沥青混合料与冰之间粘结良好，沥青混合料具有较好的憎冰性，反之亦然。

上述两个试验尽管能在一定程度上评价混合料的憎冰性，但其缺陷不容忽视，表现为：（1）冰冻后，需要脱模才能获得冰与沥青混合料的复合试件，脱模过程中容易出现冰与模具的摩擦、冰与脱模器的摩擦，往往导致冰与沥青混合料分离，如图1所示，沥青混合料试件3与其上冰块2出现分离，导致拉拔预埋件1无法准确测得冰与混合料之间的粘结强度。事实上，即使冰与混合料没有分离，仍然是一个完整的复合试件，也可能在脱模过程中出现层间损伤，影响拉拔力和破冰力测试的准确性。（2）拉拔试验中，拉拔预埋件结束后，有时拉拔出的冰较多，有时较少，不可控制，如图2所示，预埋件1埋入分离的冰块2处形成一个拉拔的区域4，此时测出的拉拔力不仅包括了冰与混合料之间的粘结力，还包括了预埋件上部冰对预埋件的抵抗力，所以拉拔试验并不能获得冰与混合料之间纯粹的粘结强度。（3）多孔沥青混合料因连通孔隙丰富能渗水，无法实现在不脱模时对其上部注水和冰冻的过程，即上述复合试件的成型只适用于密级配、低空隙率的沥青混合料，不适用于半开级配和开级配多孔沥青混合料。（4）破冰试验中，当沥青混合料构造深度较大，而冰与混合料粘结较弱时，混合料对冰的较强约束作用，会掩盖冰与混合料之间较弱的粘结力。因此，沥青混合料与冰层间粘结效果的现有测试装置和方法存在缺陷，不适宜评价混合料的憎冰性。

发明内容

本发明提供一种沥青混合料憎冰性能的测试装置及方法，以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：