[发明专利]一种基于压力容器的集料粘黏附性试验装置及试验方法

说明书

本发明公开了一种基于压力容器的集料粘黏附性试验装置及试验方法。它包括能够封闭的压力容器、具有控制系统的仪器壳体以及用于对压力容器进行加热的加热装置，压力容器内能够放置待测的裹覆沥青的集料，压力容器的旁侧设置有空气压力补偿装置，空气压力补偿装置与压力容器连接并能够通过控制系统的控制对压力容器内的压力进行补偿使水的加热温度不受试验环境大气压限制，进而根据不同沥青的软化点确定集料与沥青间黏附性试验所需的水温。其优点是：既满足了集料与传统道路石油沥青间黏附性的测定，也满足了与聚合物改性沥青、橡胶沥青、复合改性沥青等特种沥青间黏附性的测定，同时不受制于测定环境大气压力的限定。

技术领域

本发明涉及一种基于水的饱和蒸汽压的集料与沥青间黏附性试验装置，具体地说是一种基于压力容器的集料粘黏附性试验装置及试验方法，属于道路工程技术领域。

背景技术

近些年来，随着我国交通运输事业的不断发展，公路总里程数不断增加，质量等级也不断提高。但是公路路面的早期破坏，特别是在温度、雨水、交通荷载等因素的反复作用下沥青路面出现松散、剥落和坑槽等早期水损坏，不仅降低沥青路面的使用寿命，还使公路提前进入大规模的养护维修期，增加路面的养护成本，逐渐引起公路界的普遍重视。

导致沥青路面水损害的主要原因是水浸入沥青混合料的集料与沥青膜之间而产生两方面的破坏作用：减少沥青对矿料的粘附力；破坏沥青混合料相互之间的粘结力；因此，通过真实有效的方法评价集料与沥青之间的黏附性，采取相应技术手段来改善集料表面沥青膜抵抗受水侵蚀造成剥落的能力，是提高沥青路面使用寿命的重要途径。

目前水煮法是现行规程评价粗集料与沥青间黏附性的标准方法，其基本步骤为：①取13.2-19mm的集料5颗，用水清洗干净，再用细线系牢，在105℃±5℃的烘箱中加温1h；②逐个提起加热后的集料颗粒，浸入预先加热的沥青（130℃-150℃）中45s后，轻轻拿出，使集料表面完全被沥青膜均匀裹覆，然后将裹覆沥青膜的集料在试样架上悬挂冷却15min；③待集料颗粒冷却后，逐个用线提起，浸入盛有微沸水的大烧杯中央，调整加热炉使烧杯中的水保持微沸状态，但不允许有沸开的泡沫；④浸煮3min后，将集料从水中取出，适当冷却，然后放入盛有常温水的烧杯中，目测集料颗粒表面沥青膜的剥离程度，按剥离程度大小来评判集料与沥青间的黏附性。

经理论分析，结合水煮法测定集料与沥青间黏附性的表述，可知影响水煮法测定集料与沥青间黏附性的关键因素有：①集料表面的酸碱性，由于沥青酸酐的存在，沥青现酸性，因此，集料表面碱性越强，与沥青间黏附性越好，反之与沥青间黏附性越差；②集料表面微观粗糙程度，集料表面微观孔隙越大，与沥青间相互滑动阻力越大，黏附性越好，反之集料表面越光滑，黏附性越差；③沥青粘度大小，沥青粘度越大，沥青与集料表面间的黏附功和附着力就越大，抵御水的剥离能力就越强，黏附性就越好；④沥青分子间的内聚力，沥青分子之间内聚力越大，沥青膜抵抗水撕裂的能力就越强，水不易浸入沥青与集料间的结合面；⑤微沸状态的水温和泡沫大小，由于沥青属于感温性材料，温度越高，沥青粘度越低，同时，水泡越大，水的冲刷动能就越大，因此，微沸时水温越高、气泡越大，沥青就越容易从集料表面脱落；⑥微沸时间长短，微沸时间越长，水的浸蚀作用就越明显。纵观以上影响水煮法测定集料与沥青间黏附性的关键因素，在材料确定的前提下，集料表面酸碱性及粗糙程度、沥青粘度及沥青分子间的内聚力固定不变，所以能够影响水煮法真实性的因素是微沸时水温、泡沫大小和微沸时间，其中，微沸时的泡沫大小和微沸时间试验规程有了严格限定，只能遵从，因此，微沸状态的判定和水温是反应水煮法测定集料与沥青间黏附性真实性的核心。