[发明专利]一种沥青弯曲梁流变仪

说明书

本发明公开的一种沥青弯曲梁流变仪,包括主机、加载框架、工业电脑、低温循环制冷机及气管，所述加载框架设于所述主机上，所述加载框架上安装有激光位移传感器及支撑主轴，所述支撑主轴顶部安装有位移测量盘、底端安装有加载轴、所述位移测量盘与所述加载轴之间依次安装有荷载标定盘、空气轴承加载机构、传感器连接板及负荷传感器。本发明采用微机自动控制技术、高精度传感器技术、制冷技术及电气伺服技术，用弯曲梁流变方式测量沥青在极低温度下的劲度，主要用于评估沥青胶结料的低温断裂特性,测试结果包含低温蠕变劲度S(t)和蠕变劲度变化率m(t)指标,微机进行整个过程的全自动测试，几乎不需要操作人员干预，测量精度高，且仪器结构紧凑、式样美观。

技术领域

本发明涉及公路工程沥青测定技术领域，尤其涉及一种沥青弯曲梁流变仪。

背景技术

弯曲梁流变仪是根据现行ASTM，AASHTO和SHRP方法对沥青胶结料进行低温弯曲蠕变劲度的测试。用于评估沥青胶结料的低温断裂特性。测试结果包含低温蠕变劲度S(t)和蠕变劲度变化率m(t)指标。

众所周知，沥青道路面面铺装所采用的路面材料为沥青结合料，而沥青作为沥青结合料的主要组成部分，对沥青混合料的性能影响较大，根据相关研究认为，沥青混合料在低于10℃条件下，其性质主要取决于沥青的性质，所以对沥青的选择和评价的依据非常重要。这就涉及到沥青技术的规范和标准。传统规范是建立在针入度分级和粘度分级体系上的，工程实践和研究表明，传统规范存在以下缺陷：(1)没有低温试验方法和指标，(2)没有考虑沥青的长期老化(长期老化对沥青结合料的低温开裂和疲劳耐久性有非常大的影响)，(3)各测试指标属于试验性指标，与沥青的实际路用性能相关不大。从设计角度来看，好的技术指标和参数应能反映出沥青结合料的实际路用性能，同时能结合工程特点对设计有良好的指导作用。世界各国都制订了沥青技术要求和规范，并随着技术的进步和认识的深化而不断完善。

低温开裂是沥青路面的主要破坏形式之一，在寒冷地区更为突出。热拌沥青路面在寒冷季节经常会出现横向裂纹，这是由于温度聚降和温差的反复出现使沥青层产生温缩裂缝以及由于半刚性基层温缩开裂而产生的反射性裂纹。裂缝的出现严重影响了沥青路面的使用寿命，具有极大的危害性。沥青路面的低温裂缝与沥青的低温性能有关。为评价沥青结合料的低温性能，美国研究制订了SHRP计划，其中采用弯曲梁流变方法来测量沥青在极低温度下的劲度，并应用工程上梁的理论来测量沥青小梁试件在蠕变荷载作用下的劲度。SHPR研究认为，若沥青材料的劲度太大，则呈现脆性，沥青路面容易开裂破坏，而表征沥青劲度随时间的变化率m值越大，则意味着当温度下降使路面产生收缩时，结合料的响应如同降低了劲度的材料，从而到材料中的拉应力减小，低温开裂的可能性也随之减小。因此，为了限制路面发生开裂，SHRP性能规范限制60S时的劲度模量和m值分别不大于300MPa和0.30。

本发明就是在这样的背景下作出的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种沥青弯曲梁流变仪，有效解决上述技术问题。

为有效解决上述技术问题，本发明采取的技术方案如下：

一种沥青弯曲梁流变仪，包括主机、加载框架、工业电脑、低温循环制冷机及气管，所述加载框架设于所述主机上，所述工业电脑设于所述主机上，所述低温循环制冷机设于所述主机一侧，所述气管设于所述主机另一侧；所述加载框架上安装有激光位移传感器及支撑主轴，所述激光位移传感器位于所述支撑主轴上方，所述支撑主轴顶部安装有位移测量盘、底端安装有加载轴、所述位移测量盘与所述加载轴之间依次安装有荷载标定盘、空气轴承加载机构、传感器连接板及负荷传感器，所述空气轴承加载机构包括空气轴承外壳及设于所述空气轴承外壳内部的节流支撑气槽、导气槽及加载气腔，所述节流支撑气槽套设于所述支撑主轴上，所述导气槽包覆所述节流支撑气槽及所述支撑主轴，所述导气槽上安装有轴承进气口，所述加载气腔位于所述节流支撑气槽下方，所述加载气腔一侧安装有加载进气口，所述空气轴承外壳底部安装有加载气缸端盖，所述负荷传感器安装于所述传感器连接板上，所述支撑主轴底端与所述传感器连接板之间设有缓冲垫。