[发明专利]一种用于制备可控厚度的沥青薄膜的装置及其运行工艺

说明书

本发明公开了一种用于制备可控厚度的沥青薄膜的装置及其运行工艺，该装置包括温控箱、棘轮旋柄、微分旋钮、固定套管、伸缩压杆、集料板和空心底柱，棘轮旋柄和微分旋钮通过螺母套筒与固定套管竖向固接，固定套管与温控箱顶端固定，固定套筒下的伸缩压杆通过棘轮旋柄和微分旋钮在固定套管内竖向伸缩，集料板、滑动柱和支撑弹簧由上到下连接并内置于设有微分刻度的空心底柱内部，空心底柱与底座固接于温控箱底部。本发明的装置可按实验所需要求精确控制沥青薄膜厚度，操作工序简单便利，整个制膜过程可实现在恒温条件下进行，同时可避免集料表面纹理发生破坏产生碎集料粉末的问题，便于对沥青混合料中沥青膜厚度的性能特点和作用机理进行具体研究。

技术领域

本发明属于道路材料制备方法，具体涉及一种用于制备可控厚度的沥青薄膜的装置及其运行工艺。

背景技术

近年来，沥青道路凭借其自身特点逐渐取代水泥混凝土路面成为现代交通道路的主要结构形式。在沥青混合料中，为了使沥青混合料具备抗车辙、抗开裂、抗水害和抗疲劳等性能，集料表面必须被一定厚度的沥青膜包裹，而包裹在集料表面的沥青必须达到一定的厚度才能保证沥青混合料的耐久性，因此选择合适的沥青膜厚度是确定沥青最佳用量的实质。并且通常沥青路面开裂主要由沥青-集料界面相损伤引起，界面相失效通常表现为粘附失效和黏聚失效的联合效应。沥青在沥青混合料中是以薄膜的形式存在，贯穿整个结构层。可见，沥青-集料界面的力学性能是沥青混合料的整体性能的关键因素，沥青膜厚度与沥青-集料界面失效过程中粘附失效和黏聚失效两种机制有着紧密的联系，研究沥青膜厚度对沥青-集料界面相失效力学行为的影响机制，对沥青混合料的耐久性设计有着重要理论意义。

目前对于可控厚度的微米级沥青薄膜的制备技术还未形成一个合理有效的方法，现有技术中的方法大体可归为两类：(1)荷载挤压法：将经过高温处理后的沥青液滴置于上下集料试件中间，通过对上集料试件施加荷载挤压沥青来制备沥青薄膜，荷载越大，得到的沥青膜越薄。但此方法在薄膜成型的过程中需要大量繁琐的手工操作，因此不能在温控箱内进行，一般在室温下进行，由于高温沥青液滴在室温下温度快速降低，成型结束时其温度一般已经降至100℃以下，会严重降低沥青与集料之间的粘附力。并且通过施加荷载来控制沥青膜厚度的方法受温度的影响较大，在荷载一定时，温度越高制作的沥青膜越厚，由于室温难以控制，因此沥青膜厚度难以精确控制，不能满足对沥青混合料中沥青膜性能的试验研究。(2)喷涂法：将经过高温处理后的沥青液滴置于喷涂装置内，在集料板上经过多次喷涂提取较为合适的沥青薄膜进行试验，此方法虽然操作简便，但需要大量多次试验寻找经验，同时不能精确控制沥青膜的厚度，对所得沥青膜的厚度比较随机，不能模拟沥青混合料中沥青膜的真实存在状态，所以不适合于沥青薄膜的制备试验。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种用于制备可控厚度的沥青薄膜的装置及其运行工艺，可按实验所需要求精确控制沥青薄膜厚度，操作工序简单便利，整个制膜过程可实现在恒温条件下进行，同时可避免集料表面纹理发生破坏产生碎集料粉末的问题，便于对沥青混合料中沥青膜厚度的性能特点和作用机理进行具体研究。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种用于制备可控厚度的沥青薄膜的装置，包括温控箱、棘轮旋柄、微分旋钮、固定套管、伸缩压杆、集料板、滑动柱、支撑弹簧、空心底柱和底座；所述棘轮旋柄与所述微分旋钮相连，所述微分旋钮的下方设有微分筒，所述微分筒通过螺母套筒与所述固定套管竖向固接，所述固定套管固接于所述温控箱的箱体顶部；所述固定套管下方设有伸缩压杆，所述伸缩压杆位于所述温控箱的箱体内，所述螺母套筒与所述伸缩压杆相互连接组成可竖向移动的中心轴，固定套管下方的伸缩压杆通过棘轮旋柄和微分旋钮控制中心轴在固定套管内竖向伸缩；所述集料板、滑动柱和支撑弹簧由上到下依次连接，所述滑动柱和支撑弹簧设置于所述空心底柱的内部，所述滑动柱的顶端由空心底柱的顶部探出，所述支撑弹簧与空心底柱的底部固定连接，支撑滑动柱沿空心底柱的内壁竖向滑动；所述空心底柱的底面与底座相连，所述底座固接于所述温控箱的箱体内的底部。