[发明专利]一种用于测试路用胶结料粘结力的摆式冲击仪及测试方法

说明书

本发明公开了一种用于测试路用胶结料粘结力的摆式冲击仪，包括控制台、伺服电机摆锤提升装置、摆锤、冲击头、滑动轨道、虎钳、冲击峰值传感器、温控装置，所述控制台通过电路与冲击峰值传感器、温控装置、伺服电机摆锤提升装置相连接，用于设定摆锤的旋转角度、显示冲击吸收功和冲击韧性、记录冲击能与时间的关系曲线。本发明还公开了一种用于测试路用胶结料粘结力的摆式冲击仪的测试方法。本发明是对胶结料在抵抗车轮荷载冲击性能方面进行检测的仪器，能连续大量地做材料进行冲击试验。可准确检测出不同路面胶结料在不同温度环境下、不同动荷载作用下的冲击能及冲击力，记录冲击能与时间的关系曲线，操作简便、安全可靠，工作效率高。

技术领域

本发明涉及一种用于测试路用胶结料粘结力的摆式冲击仪及测试方法，属于材料试验领域。

背景技术

20 世纪80 年代至今，随着经济快速发展，我国高速公路建设事业取得迅速发展。截至 2016 年，我国高速公路总里程已达到 125373 公里，居世界首位。然而，由于重交通作用和超载现象频发，沥青路面的使用功能快速下降，且衰减严重，如抗滑性能、平整度性能、噪音性能等，严重影响车辆行驶的安全性和舒适性。我国公路已经开始有原来的建设为主的发展阶段步入建养并重的发展阶段，随着道路养护时代的来临，路面预防性养护技术如雨后春笋般在全国范围内涌现。在路面养护维修工程中，以薄层罩面技术为代表的路面预防性养护技术已得到广泛应用，例如雾封层、稀浆封层、微表处和薄层罩面等技术已广泛应用于路面养护和维修工程。但雾封层、稀浆封层和微表处等薄层养护技术效果参差不齐，脱粒、脱皮和松散等早期损坏时有发生。

用于路面薄层养护的胶结料（如沥青）选择主要依赖于经验，因此无法有效控制预防性养护措施的设计使用寿命和设计可靠度。结构性病害较为少见，主要集中于脱粒、脱皮和泛油等早期损坏时有发生，严重影响了路面预防性养护的投资效益。然而，由于现有的以薄层罩面技术为代表的路面预防性养护技术和指标并不成熟。到目前为止，在世界范围内还没有一个基于路面表面性能的胶结料选择和评价指标体系和方法。

现有的针入度分级体系、黏度分级体系，PG分级强调了沥青的路用性能，即在规范中全面考虑了高温、低温、疲劳、抗老化、施工安全性和可操作性，并无针对脱皮、脱粒病害。对于雾封层、微表处及超薄罩面类的薄层罩面，基于路用性能的胶结料指标体系无明确针对性的指导意义，采用其进行沥青标准选择时，导致薄层罩面的质量参差不齐，脱皮、脱粒等非结构性病害层出不穷。

对于薄层罩面类养护技术而言，由于其病害的表现形式主要体现于脱粒、脱皮、松散等，因此基于路用性能（高温稳定性、低温抗裂性、疲劳抗裂性）的胶结料指标体系不太适用于薄层罩面结构。薄层罩面结构的损坏并非结构性损坏，而是表面性能衰减，其脱粒、脱皮、松散、坑槽等病害原因主要是薄层罩面的水稳定性和抗剥落性能不足与沥青与集料的黏附性能密切相关。因此基于表面性能的胶结料指标应开展沥青与集料的黏附性能研究。

沥青与集料的黏附性能是薄层罩面技术沥青指标选定中较为关键的影响因素，黏附性能的好坏与薄层罩面的水稳定性和抗剥落性能紧密相关，并直接影响到薄层罩面的服役性能与使用寿命。不少学者研究发现，沥青与集料之间存在一定的配伍性，即沥青与集料之间的黏附是具有选择性的，因此在进行原材料设计时应注重优选沥青－集料黏附性及水稳定性较好的组合。然而，目前《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20-2011）中推行的评价沥青与集料黏附性的水煮法，其操作虽简单方便、试验耗时短，但主观性过强，试验结果仅能做定性评价，因此需要一种能够准确量化胶结料与集料黏附性能的试验方法。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术指标的缺陷和不足，提供一种简单适用、操作可靠的路用胶结料粘结力摆式冲击仪和方法。该方法可准确模拟不同温度环境下、不同路用集料类型以及不同车辆轴载和时速下，车轮对路面施加的刹车冲击力，测试不同路用胶结料粘结力。

本发明的目的可通过以下技术予以实现：