专利名称:沥青碎石封层沥青上泛高度定量检测方法及装置
专利类型:发明专利
专利申请号:CN202211201012.1
专利申请(专利权)人:广西北投交通养护科技集团有限公司
权利人地址:广西壮族自治区南宁市良庆区金龙路2号广西能源大厦16楼C.D座
专利发明(设计)人:刘豪斌,谢成,骆俊晖,罗资清,陈江财,任天锃,黄晓凤,危笛
专利摘要:本发明沥青碎石封层沥青上泛高度定量检测方法及装置,检测装置包括:支撑底座、试样放置装置、第一限位螺杆、第二限位螺杆、揉搓机构、升降机构;采用揉搓机构进行揉搓试验,能够模拟实际施工时胶轮揉搓作用,有效模拟沥青碎石封层与沥青混合料的粘结,提升试验的准确性;采用在两块车辙板之间设置隔槽,通过MATLAB程序直接测量试验后试件中沥青上泛高度,直接获得沥青上泛高度值;通过建立动稳定度DS与沥青洒布量、沥青上泛高度的公式能够从定量得出适宜的沥青洒布量,从而能够指导实际施工,能够克服采用经验控制沥青洒布量而产生的质量问题。
主权利要求:
1.一种沥青碎石封层沥青上泛高度定量检测方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)在试样碾压装置中,成型不同沥青洒布量的沥青碎石封层,记录沥青洒布量ai;
(2)采用脱色沥青成型两块同一级配与油石比的脱色沥青车辙板;
(3)将沥青碎石封层放在试样放置装置的底部,再在沥青碎石封层的上表面放上两块脱色沥青车辙板,同时在两块脱色沥青车辙板之间留出5cm隔槽;并将尺寸在5cm宽×30cm长×5cm厚且涂抹了隔离剂的试模塞入隔槽中;通过第一限位螺杆、第二限位螺杆固定住所述试样放置装置内的样品;
(4)通过升降机构调节所述揉搓机构的高度,启动搓揉机构进行线揉搓试验,往返碾压
24次后,将试模取出,冷却至室温,得到冷却的试模;
(5)在隔槽中放入冷却的试模,继续对脱色沥青车辙板进行线揉搓试验1h,将5cm宽×
30cm长×5cm厚的试模取出;
(6)将所述试样放置装置内的样品取出,固化6h后,脱模,将其中一块脱色沥青车辙板等量切割为n块;
(7)采用MATLAB程序识别出脱色沥青车辙板沥青的上泛高度均值 ,具体为:1)采用相机将切割后的车辙板块拍照;2)将图片导入MATLAB程序中,根据灰度变化公式,式中r,g,b分别为红、绿、蓝三种颜色的像素点面积,将彩色图片转换为灰度图片;识别出上泛沥青的高度hi,通过数理统计方法计算出上泛沥青高度的均值 ;
(8)将另一块脱色沥青车辙板进行标准车辙试验,记录动稳定度DS,则DS与沥青洒布量a之间的关系为:; ;
式中:DS—沥青混合料动稳定度,次/mm; —车辙试验后沥青上泛高度均值,mm;a—沥2
青洒布量,kg/m ;当DS不满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40—2004)时,可得出相应的沥青洒布量极限值;
其中,沥青碎石封层沥青上泛高度定量检测装置包括:支撑底座、试样放置装置、第一限位螺杆、第二限位螺杆、揉搓机构、升降机构;所述支撑底座的顶部设置有所述试样放置装置,所述试样放置装置顶面上设置有所述升降机构;所述升降机构与所述揉搓机构连接,用以调节所述揉搓机构的高度;所述揉搓机构设置在所述试样放置装置的上方,用以揉搓所述试样放置装置内的样品;
所述试样放置装置左右两侧的侧壁上分别设置有贯穿侧壁的通孔;所述第一限位螺杆、所述第二限位螺杆分别穿过左右两侧的通孔螺纹连接于所述试样放置装置的左右两侧,用以限定所述试样放置装置内样品的位置;
还包括驱动机构,所述驱动机构和搓揉机构连接传动,用于驱动搓揉机构旋转挤压所述试样放置装置内的样品。
2.根据权利要求1所述的沥青碎石封层沥青上泛高度定量检测方法,其特征在于,所述试样放置装置左右两侧的侧壁上分别设置有多个贯穿侧壁的通孔,每个通孔上均匹配设置有用以限定所述试样放置装置内样品位置的限位螺杆。
3.根据权利要求1所述的沥青碎石封层沥青上泛高度定量检测方法,其特征在于,所述试样放置装置底面尺寸为50cm×50cm,高度在10‑20cm。
4.根据权利要求3所述的沥青碎石封层沥青上泛高度定量检测方法,其特征在于,所述试样放置装置的高度为:1块常用车辙板的厚度与1块沥青碎石封层厚度之和。
5.根据权利要求1所述的沥青碎石封层沥青上泛高度定量检测方法,其特征在于,所述搓揉机构包括揉搓头,所述揉搓头设置在靠近所述试样放置装置位置处,所述揉搓头上设置有横支杆以及用以支撑所述横支杆水平悬空放置的横支杆支架,所述横支杆上均匀分布有多个压辊,所述压辊与所述横支杆活动连接。
6.根据权利要求5所述的沥青碎石封层沥青上泛高度定量检测方法,其特征在于,所述驱动结构包括有电机、主动轮和销轴,所述销轴设置于所述横支杆的下端,所述主动轮与所述销轴啮合,所述电机驱动所述主动轮旋转,以带动所述横支杆旋转,从而带动压辊旋转。
7.根据权利要求5所述的沥青碎石封层沥青上泛高度定量检测方法,其特征在于,所述压辊设置有多组。
8.根据权利要求5所述的沥青碎石封层沥青上泛高度定量检测方法,其特征在于,所述压辊为轮胎。
9.根据权利要求1所述的沥青碎石封层沥青上泛高度定量检测方法,其特征在于,所述搓揉机构可以采用现有的揉搓装置,使用时将揉搓装置中的揉搓头改换成轮胎。 说明书 : 沥青碎石封层沥青上泛高度定量检测方法及装置技术领域[0001] 本发明涉及沥青上泛高度检测装置技术领域,具体涉及沥青碎石封层沥青上泛高度定量检测方法及装置。背景技术[0002] 沥青碎石封层是路面大中修中常用的施工工艺,采用人工或者专用车辆将沥青、粗集料撒布在基层或旧路面上,通过压路机及时碾压并开放交通行车碾压形成的1~3cm的薄结构层。然而,受制于天气及人工操作原因,导致实际沥青撒布量较高,在开放交通碾压后,在沥青碎石封层表面形成一层油膜;在摊铺沥青面层并开放交通后,在车辆荷载及温度的影响下,位于沥青碎石封层上部的油膜逐渐上泛,导致沥青混凝土下面层的油石比远超出设计油石比,导致路面抗车辙性能急剧下降,导致出现车辙结构型病害。因此,在进行沥青碎石封层施工时,若能够进行室内试验,检测沥青混凝土下面层的沥青上泛量,从而确定不同条件下实际沥青洒布量,能够解决沥青路面车辙病害问题,延长路面使用寿命。发明内容[0003] 针对现有技术的不足,本发明的目的是提供一种沥青碎石封层沥青上泛高度定量检测装置及检测方法,其能够进行室内试验,检测沥青混凝土下面层的沥青上泛量,从而确定不同条件下实际沥青洒布量,从而解决沥青路面车辙病害问题,延长路面使用寿命。[0004] 为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:[0005] 一种沥青碎石封层沥青上泛高度定量检测方法,包括以下步骤:[0006] (1)在试样碾压装置中,成型不同沥青洒布量的沥青碎石封层,记录沥青洒布量ai;[0007] (2)采用脱色沥青成型两块同一级配与油石比的脱色沥青车辙板;[0008] (3)将沥青碎石封层放在试样放置装置的底部,再在沥青碎石封层的上表面放上两块脱色沥青车辙板,同时在两块脱色沥青车辙板之间留出5cm隔槽;并将尺寸在5cm宽×30cm长×5cm厚且涂抹了隔离剂的试模塞入隔槽中;通过第一限位螺杆、第二限位螺杆固定住所述试样放置装置内的样品;[0009] (4)通过升降机构调节所述揉搓机构的高度,启动搓揉机构进行线揉搓试验,往返碾压24次后,将试模取出,冷却至室温,得到冷却的试模;[0010] (5)在隔槽中放入冷却的试模,继续对脱色沥青车辙板进行线揉搓试验1h,将5cm宽×30cm长×5cm厚的试模取出;[0011] (6)将所述试样放置装置内的样品取出,固化6h后,脱模,将其中一块脱色沥青车辙板等量切割为n块;[0012] (7)采用MATLAB程序识别出脱色沥青车辙板沥青的上泛高度均值[0013] (8)将另一块脱色沥青车辙板进行标准车辙试验,记录动稳定度DS,则DS与沥青洒布量a之间的关系为:[0014][0015][0016] 式中:DS—沥青混合料动稳定度,次/mm;—车辙试验后沥青上泛高度均值,mm;2a—沥青洒布量,kg/m;当DS不满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40—2004)时,可得出相应的沥青洒布量极限值。[0017] 本发明还提供了一种沥青碎石封层沥青上泛高度定量检测装置,检测装置包括:支撑底座、试样放置装置、第一限位螺杆、第二限位螺杆、揉搓机构、升降机构;所述支撑底座的顶部设置有所述试样放置装置,所述试样放置装置顶面上设置有所述升降机构;所述升降机构与所述揉搓机构连接,用以调节所述揉搓机构的高度;所述揉搓机构设置在所述试样放置装置的上方,用以揉搓所述试样放置装置内的样品;[0018] 所述试样放置装置左右两侧的侧壁上分别设置有贯穿侧壁的通孔;所述第一限位螺杆、所述第二限位螺杆分别穿过左右两侧的通孔螺纹连接于所述试样放置装置的左右两侧,用以限定所述试样放置装置内样品的位置;[0019] 还包括驱动机构,所述驱动机构和搓揉机构连接传动,用于驱动搓揉机构旋转挤压所述试样放置装置内的样品。[0020] 进一步地,所述试样放置装置左右两侧的侧壁上分别设置有多个贯穿侧壁的通孔,每个通孔上均匹配设置有用以限定所述试样放置装置内样品位置的限位螺杆。[0021] 进一步地,所述试样放置装置底面尺寸为50cm×50cm,高度在10‑20cm。[0022] 进一步地,所述试样放置装置的高度为:1块常用车辙板的厚度与1块沥青碎石封层厚度之和。[0023] 进一步地,所述搓揉机构包括揉搓头,所述揉搓头设置在靠近所述试样放置装置位置处,所述揉搓头上设置有横支杆以及用以支撑所述横支杆水平悬空放置的横支杆支架,所述横支杆上均匀分布有多个压辊,所述压辊与所述横支杆活动连接。[0024] 进一步地,所述驱动结构包括有电机、主动轮和销轴,所述销轴设置于所述横支杆的下端,所述主动轮与所述销轴啮合,所述电机驱动所述主动轮旋转,以带动所述横支杆旋转,从而带动压辊旋转。[0025] 进一步地,所述压辊设置有多组。[0026] 进一步地,所述压辊为轮胎。[0027] 进一步地,所述搓揉机构可以采用现有的揉搓装置,使用时将揉搓装置中的揉搓头改换成轮胎。[0028] 由于上述技术方案的运用,本发明与现有技术相比具有下列优点:其能够进行室内试验,检测沥青混凝土下面层的沥青上泛量,从而确定不同条件下实际沥青洒布量,从而解决沥青路面车辙病害问题,延长路面使用寿命;采用揉搓机构进行揉搓试验,能够模拟实际施工时胶轮揉搓作用,有效模拟沥青碎石封层与沥青混合料的粘结,提升试验的准确性;采用在两块车辙板之间设置隔槽,通过MATLAB程序直接测量试验后试件中沥青上泛高度,直接获得沥青上泛高度值;通过建立动稳定度DS与沥青洒布量、沥青上泛高度的公式能够从定量得出适宜的沥青洒布量,从而能够指导实际施工,能够克服采用经验控制沥青洒布量而产生的质量问题。附图说明[0029] 后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本申请的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解,这些附图未必是按比例绘制的。附图中:[0030] 图1为本发明装置的结构示意图。[0031] 图2为本发明工艺流程图。具体实施方式[0032] 下面的实施例可以帮助本领域的技术人员更全面地理解本发明,但不可以以任何方式限制本发明。[0033] 一种沥青碎石封层沥青上泛高度定量检测装置,检测装置包括:支撑底座5、试样放置装置6、第一限位螺杆8、第二限位螺杆7、揉搓机构4、升降机构9;所述支撑底座5的顶部设置有所述试样放置装置6,所述试样放置装置6顶面上设置有所述升降机构9;所述升降机构9与所述揉搓机构4连接,用以调节所述揉搓机构4的高度;所述揉搓机构4设置在所述试样放置装置6的上方,用以揉搓所述试样放置装置6内的样品;[0034] 所述试样放置装置6左右两侧的侧壁上分别设置有贯穿侧壁的通孔10;所述第一限位螺杆8、所述第二限位螺杆7分别穿过左右两侧的通孔10螺纹连接于所述试样放置装置6的左右两侧,用以限定所述试样放置装置6内样品的位置;[0035] 还包括驱动机构1,所述驱动机构1和搓揉机构4连接传动,用于驱动搓揉机构4旋转挤压所述试样放置装置6内的样品;所述驱动机构1和搓揉机构4可以采用现有的揉搓装置,例如食品用揉搓装置,具体使用时,将揉搓头改换成轮胎,能够模拟实际施工时胶轮揉搓作用,有效模拟沥青碎石封层与沥青混合料的粘结,提升试验的准确性;设置搓揉机构4的目的就是模拟实际施工时胶轮揉搓作用,搓揉机构4的结构和工作原理可与现有揉搓装置相同。[0036] 进一步地,作为本发明的另一种实施方式,所述试样放置装置6左右两侧的侧壁上分别设置有多个贯穿侧壁的通孔10,每个通孔10上均匹配设置有用以限定所述试样放置装置6内样品位置的限位螺杆;设置有多组限位螺杆,使得限位螺杆对试样放置装置6内样品位置的限定效果更好。[0037] 进一步地,作为本发明的另一种实施方式,所述试样放置装置6底面尺寸为50cm×50cm,高度在10‑20cm;具体地,所述试样放置装置6的高度可以为:1块常用车辙板的厚度与1块沥青碎石封层厚度之和,试样放置装置6的高度和底面尺寸也可以根据实际需要进行设置,这里只是给出几种可行的尺寸以作参考。[0038] 进一步地,作为本发明的另一种实施方式,所述搓揉机构4包括揉搓头41,所述揉搓头41设置在靠近所述试样放置装置6位置处,所述揉搓头41上设置有横支杆411以及用以支撑所述横支杆411水平悬空放置的横支杆支架412,所述横支杆411上均匀分布有多个压辊413,所述压辊413与所述横支杆411活动连接;所述驱动结构1包括有电机、主动轮和销轴,所述销轴设置于所述横支杆411的下端,所述主动轮与所述销轴啮合,所述电机驱动所述主动轮旋转,以带动所述横支杆411旋转,从而带动压辊413旋转;所述压辊413设置有多组,所述压辊413为轮胎;实际也可以是每个压辊413对应设置一个带动压辊413旋转的驱动装置,主要目的是实现压辊413旋转、碾压、揉搓试样放置装置6内样品的作用。[0039] 进一步地,作为本发明的另一种实施方式,所述搓揉机构4可以采用现有的揉搓装置,使用时将揉搓装置中的揉搓头改换成轮胎,选用的揉搓装置匹配设置有压力控制单元更佳,方便控制揉搓压力。[0040] 本发明还提供了一种沥青碎石封层沥青上泛高度定量检测装置的使用方法,包括以下步骤:[0041] (1)在试样碾压装置6中,成型不同沥青洒布量的沥青碎石封层,记录沥青洒布量ai;[0042] (2)采用脱色沥青成型两块同一级配与油石比的脱色沥青车辙板;[0043] (3)将沥青碎石封层放在试样放置装置6的底部,再在沥青碎石封层的上表面放上两块脱色沥青车辙板,同时在两块脱色沥青车辙板之间留出5cm隔槽;并将尺寸在5cm宽×30cm长×5cm厚且涂抹了隔离剂的试模塞入隔槽中;通过第一限位螺杆、第二限位螺杆固定住所述试样放置装置内的样品;[0044] (4)通过升降机构9调节所述揉搓机构4的高度,待揉搓机构4与脱色沥青车辙板之间的压力达到0.7MPa后,启动搓揉机构4进行线揉搓试验,往返碾压24次后,将试模取出,冷却至室温,得到冷却的试模;[0045] (5)在隔槽中放入冷却的试模,继续对脱色沥青车辙板进行线揉搓试验1h,将5cm宽×30cm长×5cm厚的试模取出;[0046] (6)将所述试样放置装置6内的样品取出,固化6h后,脱模,将其中一块脱色沥青车辙板等量切割为n块;[0047] (7)采用MATLAB程序识别出脱色沥青车辙板沥青的上泛高度均值[0048] (8)将另一块脱色沥青车辙板进行标准车辙试验,记录动稳定度DS,则DS与沥青洒布量a之间的关系为:[0049][0050][0051] 式中:DS—沥青混合料动稳定度,次/mm;—车辙试验后沥青上泛高度均值,mm;2a—沥青洒布量,kg/m;当DS不满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40—2004)时,可得出相应的沥青洒布量极限值。[0052] 实施例1[0053] 结合南方某二级公路实体数据,在基层上采用沥青碎石封层作为隔水层与粘结2层,其沥青洒布量a=0.9kg/m,下面层采用AC‑20C型基质沥青混合料,其油石比λ=4.3%。[0054] 步骤一、在试验室内的试样碾压装置中成型沥青洒布量为0.9kg/m2的沥青碎石封层;[0055] 步骤二、成型两块同一级配与油石比的AC‑20C型沥青混合料车辙板试件,放置在试模的两侧;[0056] 步骤三、在两块车辙板之间留出5cm隔槽,将5cm宽×30cm长×5cm厚的试块涂抹隔离剂,塞入隔槽中;[0057] 步骤四、开启总控装置1,待线揉搓装置与车辙板之间的压力达到0.7MPa后,开始进行线揉搓试验,往返碾压24次后,将试模取出,冷却至室温;[0058] 步骤五、对试模进行线揉搓试验,将5cm宽×30cm长×5cm厚的试块取出;[0059] 步骤六、将试件取出,固化6h后,脱模,将1#车辙板等量切割为5块;[0060] 步骤七、采用MATLAB程序识别出沥青的上泛高度均值[0061] 步骤八、计算车辙板的动稳定度DS:[0062][0063] 符合要求。[0064] 实施例2[0065] 结合南方某一级公路大中修实体数据,在基层上采用沥青碎石封层作为隔水层与2粘结层,其沥青洒布量a=1.2kg/m ,下面层采用AC‑16C型基质沥青混合料,其油石比λ=4.6%。[0066] 步骤一、在试验室内的试样碾压装置中成型沥青洒布量为1.2kg/m2的沥青碎石封层;[0067] 步骤二、成型两块同一级配与油石比的AC‑16C型沥青混合料车辙板试件,放置在试模的两侧;[0068] 步骤三、在两块车辙板之间留出5cm隔槽,将5cm宽×30cm长×5cm厚的试块涂抹隔离剂,塞入隔槽中;[0069] 步骤四、开启总控装置1,待线揉搓装置与车辙板之间的压力达到0.7MPa后,开始进行线揉搓试验,往返碾压24次后,将试模取出,冷却至室温;[0070] 步骤五、对试模进行线揉搓试验,将5cm宽×30cm长×5cm厚的试块取出;[0071] 步骤六、将试件取出,固化6h后,脱模,将1#车辙板等量切割为5块;[0072] 步骤七、采用MATLAB程序识别出沥青的上泛高度均值[0073] 步骤八、计算车辙板的动稳定度DS:[0074][0075] 符合要求。[0076] 实施例3[0077] 结合南方某高速公路铣刨重铺表面层实体数据,在中面层上采用沥青碎石封层作2为隔水层与粘结层,其沥青洒布量a=1.1kg/m ,上面层采用AC‑13C型改性沥青混合料,其油石比λ=4.8%。[0078] 步骤一、在试验室内的试样碾压装置中成型沥青洒布量为1.1kg/m2的沥青碎石封层;[0079] 步骤二、成型两块同一级配与油石比的AC‑13C型沥青混合料车辙板试件,放置在试模的两侧;[0080] 步骤三、在两块车辙板之间留出5cm隔槽,将5cm宽×30cm长×5cm厚的试块涂抹隔离剂,塞入隔槽中;[0081] 步骤四、开启总控装置1,待线揉搓装置与车辙板之间的压力达到0.7MPa后,开始进行线揉搓试验,往返碾压24次后,将试模取出,冷却至室温;[0082] 步骤五、对试模进行线揉搓试验,将5cm宽×30cm长×5cm厚的试块取出;[0083] 步骤六、将试件取出,固化6h后,脱模,将1#车辙板等量切割为5块;[0084] 步骤七、采用MATLAB程序识别出沥青的上泛高度均值[0085] 步骤八、计算车辙板的动稳定度DS:[0086][0087] 不符合要求。[0088] 调整沥青洒布量至0.7kg/m2后,重新试验并计算得:[0089] 步骤七、采用MATLAB程序识别出沥青的上泛高度均值[0090] 步骤八、计算车辙板的动稳定度DS:[0091][0092] 符合要求。[0093] 虽然,上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。
专利地区:广西
专利申请日期:2022-09-28
专利公开日期:2024-09-03
专利公告号:CN115598330B