本發(fā)明涉及一種試驗裝置及試驗方法，具體涉及一種瀝青混合料動水鹽蝕試驗裝置及試驗方法，屬于公路工程試驗設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

瀝青混合料的水侵蝕是瀝青路面破壞的一個重要原因。目前，瀝青混合料廣泛應(yīng)用于公路路面鋪裝工程，其中水侵蝕對路面結(jié)構(gòu)的使用性能和使用壽命具有重要影響，因此，對瀝青混合料水侵蝕進行綜合評價意義重大。

現(xiàn)今廣泛采用的評價瀝青混合料水損害的試驗有浸水馬歇爾試驗和凍融劈裂試驗等，主要使用的試驗裝置是恒溫水箱、瀝青馬歇爾穩(wěn)定度測試儀等。這些試驗及裝置的運用均是評價瀝青混合料的靜水侵蝕作用，對于動水侵蝕的研究目前還缺乏相應(yīng)的試驗方法及試驗裝置。

事實上，研究表明瀝青路面的水損害很大程度上是由動水的影響產(chǎn)生的。而且，在鹽漬土地區(qū)等，下雨時，路表面的水都是以鹽溶液的形式存在，車輛荷載作用下，這些鹽溶液會對瀝青路面的耐久性產(chǎn)生很大的影響。

基于此，設(shè)計一套瀝青混合料動水和鹽溶液等因素作用的動水鹽蝕試驗裝置，綜合評價瀝青混合料的水損害和鹽腐蝕，對提高瀝青混合料的抗水損害能力、改善路面結(jié)構(gòu)耐久性具有重要現(xiàn)實意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種瀝青混合料動水鹽蝕試驗裝置及試驗方法，該試驗裝置及試驗方法可以較好地模擬瀝青混合料在動水或鹽溶液作用下的侵蝕過程，有助于研究瀝青混合料的水損害和鹽腐蝕，能夠較全面地評價動水或鹽溶液對瀝青混合料路用性能的影響。

為了實現(xiàn)上述目標，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

一種瀝青混合料動水鹽蝕試驗裝置，其特征在于，包括：循環(huán)加壓機構(gòu)、試驗箱、試驗瓶、試件固定盤和試件固定模具，其中，

前述循環(huán)加壓機構(gòu)由底座、循環(huán)加壓泵、傳動軸、活塞、控制面板和控制按鈕組成，底座呈“c”字型，循環(huán)加壓泵安裝在底座的頂部，活塞通過傳動軸與循環(huán)加壓泵相連，控制面板和控制按鈕均安裝在底座的下部，控制面板用于控制循環(huán)加壓泵的加壓頻率、加壓大小、顯示活塞的運行位移以及調(diào)節(jié)活塞的上升和下降，控制按鈕用于控制循環(huán)加壓機構(gòu)的通電、啟動、停止和緊急停止；

前述試驗箱設(shè)置在底座的內(nèi)凹部位，并與底座固定連接，試驗箱的頂面留有供活塞穿過的通孔；

前述試驗瓶設(shè)置在試驗箱的內(nèi)部，并與試驗箱固定連接，試驗瓶的外側(cè)面設(shè)有通水管、測壓計和出水口，內(nèi)側(cè)面設(shè)有卡槽和螺絲，瓶蓋上留有供活塞穿過的通孔；

前述試件固定盤設(shè)置在試驗瓶的內(nèi)部，并與試驗瓶通過卡槽和螺絲固定連接，試件固定盤由鋼網(wǎng)焊接而成，允許水流通過；

前述試件固定模具放置在試件固定盤的內(nèi)部，與試件固定盤等高，試件固定模具由鋼板焊接而成，用于放置試件的型腔是上下通透的，壓力水只能從試件的內(nèi)部流過，不會從試件周圍流過。

前述的瀝青混合料動水鹽蝕試驗裝置，其特征在于，前述試驗箱采用鋼板制成。

前述的瀝青混合料動水鹽蝕試驗裝置，其特征在于，前述試驗箱具有夾層，夾層中放置有保溫吸聲材料。

前述的瀝青混合料動水鹽蝕試驗裝置，其特征在于，前述試驗瓶的瓶身和瓶蓋均采用抗沖擊性的高分子材料制成。

前述的瀝青混合料動水鹽蝕試驗裝置，其特征在于，前述試驗瓶的瓶身和瓶蓋之間設(shè)置有橡膠墊。

前述的瀝青混合料動水鹽蝕試驗裝置，其特征在于，前述試驗瓶的瓶身和瓶蓋以及試驗箱三者之間通過螺紋鋼桿進行固定。

前述的瀝青混合料動水鹽蝕試驗裝置，其特征在于，前述試驗瓶的底部與試驗箱之間設(shè)置有硬質(zhì)橡膠墊。

前述的瀝青混合料動水鹽蝕試驗裝置，其特征在于，前述試件固定盤帶有鋼制的網(wǎng)蓋，網(wǎng)蓋通過彈性卡鎖與試件固定盤的主體固定連接，網(wǎng)蓋的邊緣處形成有若干螺絲孔，該螺絲孔用于供位于試驗瓶內(nèi)部的螺絲穿過。

前述的瀝青混合料動水鹽蝕試驗裝置，其特征在于，前述試件固定盤通過卡槽與試驗瓶固定連接。

利用前述的瀝青混合料動水鹽蝕試驗裝置進行瀝青混合料動水鹽蝕試驗的方法，其特征在于，包括以下步驟：

step1：制樣

在馬歇爾試件擊實儀上按照規(guī)范制備馬歇爾試件，在車轍試樣成型儀上按照規(guī)范要求制備車轍板試件；

step2：裝樣

將step1制備的馬歇爾試件或車轍板試件放置于試件固定模具內(nèi)，然后將試件固定模具放置于試件固定盤內(nèi)，再將試件固定盤放置于試驗瓶內(nèi)并固定，向試驗瓶內(nèi)加入水/一定濃度的鹽溶液，之后放入活塞，再加入水/一定濃度的鹽溶液，最后蓋好瓶蓋，將試驗瓶放入試驗箱的內(nèi)部，并使活塞和傳動軸相連；

step3：進行試驗

根據(jù)自身的試驗方案設(shè)計，選擇一定的頻率和壓力進行循環(huán)加載試驗，模擬輪胎與路面上的接觸作用；

step4：分析動水鹽蝕作用

將step3中的馬歇爾試件或車轍板試件取出，對馬歇爾試件進行凍融劈裂試驗和穩(wěn)定度試驗，研究動水鹽蝕作用對瀝青混合料的水穩(wěn)定性能的影響，對車轍板試件進行高溫車轍試驗，研究動水鹽蝕作用對瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性的影響，或者將車轍板試件切割成小梁試件，進行小梁低溫彎曲試驗，研究動水鹽蝕作用對瀝青混合料低溫抗裂性的影響；

step5：更換試驗條件

更換試驗瓶內(nèi)的鹽溶液，分別取不同濃度的鹽溶液進行試驗，研究不同濃度的鹽溶液對瀝青混合料的動水鹽蝕作用；分別取不同種類的鹽溶液進行試驗，研究每種鹽溶液對瀝青混合料的動水鹽蝕作用；每次使用兩種或兩種以上的鹽溶液進行試驗，研究多種鹽耦合情況下對瀝青混合料的動水鹽蝕作用；

更換循環(huán)加壓機構(gòu)的頻率和壓力大小，模擬不同車速和荷載對路面的動水損傷作用；

step6：給出結(jié)論

根據(jù)平行試驗結(jié)果，分析動水鹽蝕條件下瀝青混合料性能變化規(guī)律，并得出相應(yīng)結(jié)論。

本發(fā)明的有益之處在于：

(1)本發(fā)明的試驗裝置能夠?qū)Χ鄠€馬歇爾試件同時進行試驗，不僅能夠較好地控制試件的試驗條件的一致性，提高試驗數(shù)據(jù)的可靠性和可比性，而且可以大大降低試驗的時間，加快試驗的進程；

(2)本發(fā)明的試驗裝置可以對瀝青混合料車轍板進行動水侵蝕試驗，可以研究經(jīng)壓力水或鹽溶液侵蝕后瀝青混合料的高溫性能，將車轍板切割成小梁試件后，可以用于研究經(jīng)壓力水或鹽溶液侵蝕后瀝青混合料的低溫抗裂性能；

(3)本發(fā)明的試驗裝置可以比較綜合的評價動水對瀝青混合料路用性能的影響，測試數(shù)據(jù)準確，操作靈活、方便；

(4)本發(fā)明的試驗方法不僅考慮了使用不同頻率和壓力進行試驗，可以更加真實地模擬不同車速和車輛荷載對瀝青路面的動水侵蝕作用，而且考慮了不同鹽濃度對瀝青混合料的動水鹽蝕能力的差別，可以模擬不同鹽濃度的地區(qū)瀝青路面動水鹽蝕作用的差異，同時還考慮了鹽種類的差異，可以模擬基于不同種類鹽溶液的動水鹽蝕作用等。

附圖說明

圖1是本發(fā)明瀝青混合料動水鹽蝕試驗裝置的主視圖；

圖2是圖1中的瀝青混合料動水鹽蝕試驗裝置的左視圖；

圖3是圖1中的瀝青混合料動水鹽蝕試驗裝置的俯視圖；

圖4是圖1中的瀝青混合料動水鹽蝕試驗裝置的剖視圖；

圖5是試件固定盤的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是試件固定模具中裝入馬歇爾試件的示意圖；

圖7是試件固定模具中裝入車轍板試件的示意圖。

圖中附圖標記的含義：1-循環(huán)加壓機構(gòu)、2-試驗箱、3-試驗瓶、4-試件固定盤、5-螺紋鋼桿、6-硬質(zhì)橡膠墊、7-馬歇爾試件、8-車轍板試件、9-試件固定模具、10-試件固定模具、11-觀察窗、101-底座、102-循環(huán)加壓泵、103-傳動軸、104-活塞、105-控制面板、106-控制按鈕、201-保溫吸聲材料、301-通水管、302-測壓計、303-出水口、304-螺絲、401-螺絲孔。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作具體的介紹。

首先，介紹本發(fā)明的瀝青混合料動水鹽蝕試驗裝置的結(jié)構(gòu)。

參照圖1、圖2、圖3和圖4，本發(fā)明的瀝青混合料動水鹽蝕試驗裝置包括：循環(huán)加壓機構(gòu)1、試驗箱2、試驗瓶3、試件固定盤4和試件固定模具9、試件固定模具10。

一、循環(huán)加壓機構(gòu)

循環(huán)加壓機構(gòu)1由底座101、循環(huán)加壓泵102、傳動軸103、活塞104、控制面板105和控制按鈕106組成。

底座101呈“c”字型，循環(huán)加壓泵102(采用液體加壓)安裝在底座101的頂部，活塞104通過傳動軸103與循環(huán)加壓泵102相連，控制面板105和控制按鈕106均安裝在底座101的下部。

控制面板105用于控制循環(huán)加壓泵102的加壓頻率、加壓大小、顯示活塞104的運行位移以及調(diào)節(jié)活塞104的上升和下降，從而可以較好地研究車速和車輛荷載對瀝青路面水損害的影響。

控制按鈕106用于控制循環(huán)加壓機構(gòu)1的通電、啟動、停止和緊急停止，從左到右依次是：通電按鈕、啟動按鈕、停止按鈕、緊急停止按鈕。

二、試驗箱

試驗箱2設(shè)置在底座101的內(nèi)凹部位，并通過螺絲與底座101固定連接。

試驗箱2采用鋼板制成，呈長方體形，頂面留有供活塞104穿過的通孔。

試驗箱2具有夾層，夾層中放置有保溫吸聲材料201，保溫吸聲材料201可以在一定程度上降低噪聲的產(chǎn)生。

三、試驗瓶

試驗瓶3設(shè)置在試驗箱2的內(nèi)部，并與試驗箱2固定連接。

試驗瓶3呈圓柱狀，其外側(cè)面設(shè)有通水管301、測壓計302和出水口303，內(nèi)側(cè)面設(shè)有卡槽(未圖示)和螺絲304，瓶蓋上留有供活塞104穿過的通孔。其中，通水管301用于連通瓶體的上部和下部，卡槽和螺絲304用于固定試件固定盤4。

試驗瓶3的瓶身和瓶蓋均采用抗沖擊性的高分子材料制成，二者之間設(shè)置有橡膠墊，橡膠墊用于阻止水流出。

試驗瓶3的瓶身和瓶蓋以及試驗箱2三者之間通過四根螺紋鋼桿5進行固定，位于前側(cè)的兩根螺紋鋼桿5可以松緊螺母的形式向兩側(cè)移動。

試驗瓶3的底部與試驗箱2之間設(shè)置有硬質(zhì)橡膠墊6，硬質(zhì)橡膠墊6可以在一定程度上防止循環(huán)加壓機構(gòu)1在循環(huán)加壓過程對試驗瓶3的損傷。

四、試件固定盤

試件固定盤4設(shè)置在試驗瓶3的內(nèi)部，并與試驗瓶3通過卡槽和螺絲固定連接。

參照圖5，試件固定盤4呈扁圓柱狀，由鋼網(wǎng)焊接而成，允許水流通過。試件固定盤4帶有鋼制的網(wǎng)蓋，網(wǎng)蓋通過彈性卡鎖與試件固定盤4的主體固定連接，網(wǎng)蓋的邊緣處形成有若干螺絲孔401，該螺絲孔401用于供位于試驗瓶3內(nèi)部的螺絲穿過，試件固定盤4的主體具有一定的高度，馬歇爾試件和車轍板試件的高度均與試件固定盤4的主體的高度保持一致，網(wǎng)蓋蓋上后，馬歇爾試件和車轍板試件剛好被夾緊在試件固定盤4內(nèi)。

試件固定盤4整體通過位于試驗瓶3內(nèi)側(cè)壁上的卡槽和螺絲與試驗瓶3固定連接。

五、試件固定模具

試件固定模具9和試件固定模具10都放置在試件固定盤4的內(nèi)部，二者都與試件固定盤4等高。

試件固定模具9和試件固定模具10二者都由鋼板焊接而成，用于放置試件的型腔是上下通透的，當(dāng)試件放置到型腔中以后，試件不會發(fā)生側(cè)向位移，壓力水只能從試件的內(nèi)部流過，不會從試件周圍流過。

圖6是試件固定模具9中裝入馬歇爾試件7后的示意圖，該試件固定模具9一次可以裝8個馬歇爾試件7，對多個馬歇爾試件7同時進行試驗，既能夠較好地控制試件的試驗條件的一致性，提高試驗數(shù)據(jù)的可靠性和可比性，又能大大降低試驗的時間，加快試驗的進程。

圖7是試件固定模具10中裝入車轍板試件8后的示意圖。

接下來，介紹利用上述瀝青混合料動水鹽蝕試驗裝置進行瀝青混合料動水鹽蝕試驗的方法。

該試驗方法具體包括以下步驟：

step1：制樣

在馬歇爾試件擊實儀上按照規(guī)范制備馬歇爾試件7。

在車轍試樣成型儀上按照規(guī)范要求制備車轍板試件8。

step2：裝樣

將step1制備的馬歇爾試件7放置于試件固定模具9內(nèi)，或者將step1制備的車轍板試件8放置于試件固定模具10內(nèi)，然后將試件固定模具9或者試件固定模具10放置于試件固定盤4內(nèi)，再將試件固定盤4放置于試驗瓶3內(nèi)并固定。

向試驗瓶3內(nèi)加入水/一定濃度的鹽溶液(可以是硫酸鹽、氯鹽等，還可以是他們的混合鹽溶液)，之后放入活塞104，再加入水/一定濃度的鹽溶液。

最后蓋好瓶蓋，將試驗瓶3放入試驗箱2的內(nèi)部，并使活塞104和傳動軸103相連。

試驗瓶3內(nèi)既可以盛放水，又可以盛放鹽溶液，所有本發(fā)明的試驗裝置既可研究壓力水對瀝青混合料的侵蝕作用，又可研究壓力鹽溶液對瀝青混合料的侵蝕作用。

step3：進行試驗

根據(jù)自身的試驗方案設(shè)計，選擇一定的頻率和壓力進行循環(huán)加載試驗，模擬輪胎與路面上的接觸作用。

step4：分析動水鹽蝕作用

將step3中的馬歇爾試件或車轍板試件取出。

對于馬歇爾試件，對馬歇爾試件進行凍融劈裂試驗和穩(wěn)定度試驗，研究動水鹽蝕作用對瀝青混合料的水穩(wěn)定性能的影響。

對于車轍板試件，對車轍板試件進行高溫車轍試驗，研究動水鹽蝕作用對瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性的影響。

或者，將車轍板試件切割成小梁試件，進行小梁低溫彎曲試驗，研究動水鹽蝕作用對瀝青混合料低溫抗裂性的影響。

step5：更換試驗條件

更換試驗瓶3內(nèi)的鹽溶液，分別取不同濃度的鹽溶液進行試驗，研究不同濃度的鹽溶液對瀝青混合料的動水鹽蝕作用。

更換試驗瓶3內(nèi)的鹽溶液，分別取不同種類的鹽溶液進行試驗，研究每種鹽溶液對瀝青混合料的動水鹽蝕作用。

更換試驗瓶3內(nèi)的鹽溶液，每次使用兩種或兩種以上的鹽溶液進行試驗，研究多種鹽耦合情況下對瀝青混合料的動水鹽蝕作用。

更換循環(huán)加壓機構(gòu)1的頻率和壓力大小，模擬不同車速和荷載對路面的動水鹽蝕作用。

step6：給出結(jié)論

根據(jù)平行試驗結(jié)果，分析動水鹽蝕條件下瀝青混合料性能變化規(guī)律，并得出相應(yīng)結(jié)論。

由此可見，本發(fā)明的瀝青混合料動水鹽蝕試驗方法考慮了使用不同頻率和壓力進行試驗，可以更加真實地模擬不同車速和車輛荷載對瀝青路面的動水侵蝕作用；考慮了不同鹽濃度對瀝青混合料的動水鹽蝕能力的差別，可以模擬不同鹽濃度的地區(qū)瀝青路面動水鹽蝕作用的差異；也考慮了鹽種類的差異，可以模擬基于不同種類鹽溶液的動水鹽蝕作用等。

綜上所述，本發(fā)明的瀝青混合料動水鹽蝕試驗裝置以及試驗方法可以較好地模擬瀝青混合料在動水或鹽溶液作用下的侵蝕過程，有助于研究瀝青混合料的水損害和鹽腐蝕，能夠較全面地評價動水或鹽溶液對瀝青混合料路用性能的影響。

需要說明的是，上述實施例不以任何形式限制本發(fā)明，凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。