[发明专利]沥青自愈性的检测装置及检测方法

说明书

技术领域

本发明属于沥青粘弹特性的研究领域，具体涉及一种沥青自愈性的检测装置及检测方法。

背景技术

自愈材料是一种能自己修复服役期间产生的部分损伤的一种材料。研究人员很早就发现沥青材料具有自愈能力。很多研究表明，在间歇期以及环境温度很高时，沥青材料能实现自我修复，模量随着间歇时间的增加不断恢复，自动延长路面的使用寿命。自愈性可以反映沥青性能的恢复能力。因此对于沥青道路而言，确保路面材料与结构具有良好的自愈能力，能主动、自动地对沥青路面出现的裂纹和损伤部位进行修复，对降低道路管理运营成本、延长道路使用寿命都具有重要的意义。

目前，对于沥青自愈性能的评价，一些研究者们主要通过动态剪切流变仪(DSR)试验比较间歇前后沥青性能的变化（模量、相位角等）来进行分析，并以间歇前后模量或相位角的变化作为自愈性评价指标。尽管该方法能在一定程度上评价沥青的自愈性能，但评价过程繁琐，对操作的要求较高，很难普及推广。

发明内容

本发明的一个目的在于克服现有技术中的自愈性检测所存在的不足，提供了一种结构简单，能够通过检测扭剪力来评价不同类型的沥青或改性沥青的自愈性的检测装置。

本发明的另一个目的在于提供了一种新的检测沥青自愈性的方法。

解决上述技术问题的技术方案是：在底座上设置有恒温水浴箱和支架，动力装置通过联接件固定在支架上，在恒温水浴箱内设置有加热器、温度传感器、支撑座以及通过支撑座支撑的试样容器，加热器通过导线与温控单元相连，在试样容器内腔设置有扭剪机构，扭剪机构通过转杆与动力装置的输出轴联接，在转杆上设置有扭矩传感器和转速传感器，扭矩传感器、转速传感器和温度传感器分别通过导线与A/D转换器的输入口相连，A/D转换器通过导线接入计算机的输入端口，计算机的输出端口通过导线与温控单元和动力装置上的速控单元相连；

上述扭剪机构包括中心扭剪杆与设置在中心扭剪杆外沿的至少两个辅助扭剪杆，中心扭剪杆的顶端与转杆底端联接，辅助扭剪杆的顶端通过联接臂与转杆联接。

上述中心扭剪杆的杆体呈圆柱状，杆体底端呈圆锥形状，辅助扭剪杆的形状与中心扭剪杆相同。

上述辅助扭剪杆的外壁与试样容器内壁之间的距离是2～4cm，辅助扭剪杆与中心扭剪杆的侧壁间距是1.5～2.5cm。

上述辅助扭剪杆均匀分布在同一圆周上，圆周的中心点在中心扭剪杆的中心轴上。

上述辅助扭剪杆的直径小于中心扭剪杆的直径。

上述辅助扭剪杆的直径小于中心扭剪杆的直径。

一种利用上述装置的沥青自愈性的检测方法，包括以下步骤：

（1）将盛放沥青试样的试样容器在50～70℃的恒温水浴箱中预热30～60分钟；

（2）在50～70℃的恒温下通过扭剪机构对沥青试样进行等剪变率降阶搅拌，初始搅拌速率为30～50转/分钟，用扭矩传感器实时检测扭剪机构在搅拌过程中所产生的扭矩，至扭矩达到恒定，保持1～2分钟，采集降阶前初始扭矩M₀与降阶前恒定扭矩M_t，调整降阶搅拌速率为10～30转/分钟，扭矩传感器实时检测扭剪机构在降阶搅拌过程中所产生的扭矩至扭矩再次达到恒定，保持1～2分钟，采集降阶后初始扭矩M'₀与降阶后恒定扭矩M_t'，停止搅拌；

（3）根据步骤（2）采集的扭矩计算出沥青试样降阶前的稳定速率v₀与降阶后的稳定速率v₁，得沥青试样的自愈系数μ，计算公式为：

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