[发明专利]一种结构沥青层临界厚度的确定方法及装置

说明书

本发明涉及沥青混合料参数测定技术领域，特别涉及一种结构沥青层临界厚度的确定方法及装置；本发明提供了一种结构沥青层临界厚度的确定方法并提供了相应的实施设备设计，具有结构简单，方便使用的特点，此种方法可以精准控制剪切过程的温度，可以检测不同温度、厚度下的结构沥青，获得相关参数用于指导工程实施。

技术领域：

本发明涉及沥青混合料参数测定技术领域，特别涉及一种结构沥青层临界厚度的确定方法及装置。

背景技术：

沥青混合料是一种复合材料，主要由沥青、粗骨料、细骨料、矿粉等组成，由于沥青混合料的实际组成、配比、结构区别会导致沥青混合料力学性质的重大差别，因此对其组成、配比、结构与力学性能的相关性研究对实际工程应用有重要的指导性作用。

在沥青混合料中，沥青与矿料交互作用后，沥青在矿料表面形成一层扩散溶剂膜，此膜的厚度以内的沥青称为结构沥青，黏度较高，具有较强的黏结力，此膜以外的沥青称为自由沥青，其未与矿料发生交互作用。由于结构沥青厚度较薄，一直难以被检测，所以检测结构沥青的最优厚度，区分自由沥青和结构沥青的分界厚度一直是研究者关注的热点问题。

发明内容：

鉴于此，有必要设计一种结构沥青层临界厚度的确定方法，并为其配装相应的装置设计，实现对结构沥青层临界厚度的测量。

一种结构沥青层临界厚度的确定方法，其特征在于，包括步骤如下：

S1.对两块基材石片进行同规格处理，其中包含分步骤：S1-1.将两块基材石片打磨为相同尺寸，并使其测试接触面光滑平整，S1-2.将打磨后的基材石片置于沸水中煮15分钟，去除石片表面的灰尘和打磨粉末，S1-3.在烘箱中烘干基材石片；

S2.在基材石片测试接触面间放置环状垫片，在垫片内区域滴加测试沥青，挤压使沥青铺满垫片内区域，后清除溢出的沥青；

S3.将两块基材石片在扣合状态下分别固定在上下端夹具中，测出沥青实际厚度；

S4.调整测试区温度为测量温度参数；

S5.对两块基材石片进行定速差动剪切，同时对剪力进行测量，当剪力减小至5N时停止；

S6.多次测量后，根据测试区温度分组，对沥青实际厚度、最大剪力数据制图并处理数据，获得各温度组下的沥青临界厚度数据；

上述S3至S5在用于结构沥青层临界厚度的测试装置中实施，用于结构沥青临界厚度的测试装置包括测试基材、恒温箱、剪力测试装置、高清摄像头和数据采集处理装置；

其中，测试基材由两块基材石片和夹在基材石片测试接触面之间的垫片组成，基材石片为长方体，尺寸规格相同，垫片为方环形，夹持在测试接触面边缘；

剪力测试装置安装在恒温箱上，剪力测试装置由夹具、动作机构和测力传感器组成，夹具用于夹持固定测试基材，夹具有两个，一个固定安装在恒温箱内，另一个与动作机构动力连接并由动作机构带动对测试基材施加剪力，测力传感器用于测量动作机构的受力，夹具与测试基材设置在恒温箱内，恒温箱内还设置有温度传感器；

高清摄像头设置在夹具一侧，使其全程定距拍摄测试基材接缝处，数据采集处理装置与高清摄像头、测力传感器、温度传感器信号连接。

优选的，恒温箱箱壁设置有真空保温夹层，减少外部温变对恒温箱内温度的干扰。

进一步的，恒温箱内温度传感器包括第一温度传感器和第二温度传感器，其中第一温度传感器设置在夹具上用于测量基材石片温度，第二温度传感器设置在恒温箱内壁上用于测量恒温箱内环境温度。在步骤S4中，需确认第一温度传感器和第二温度传感器读数均吻合测试温度参数，且至少第一温度传感器读数在一定时间范围内无波动，以提高温度定位准确性。