一种测量路面用沥青贯入流动速率的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种测量路面用沥青贯入流动速率的方法，所述方法按设计级配成型得到沥青贯入式混合料试件；然后测定混合料试件中粗集料的切面的等效直径的偏角的均值和空隙平均宽度；然后将沥青倒入与不具有管状部分的倒圆锥形的石制漏斗中，得到贯入时间‑贯入体积的相应关系，拟合计算得到沥青的贯入流动速率；石制漏斗的侧壁与竖直中心线之间的倾角与试件偏角的均值相等；漏斗口的孔径与混合料试件的空隙平均宽度相等。本发明专利技术方法操作简单，装置造价低廉。本发明专利技术方法测定得到的路面用沥青贯入流动速率，可用于判定在沥青贯入时沥青的温度和种类，从而达到节约沥青，保护环境，延长道路使用寿命的效果。

A Device and Method for Measuring Asphalt Penetration Flow Rate in Pavement

【技术实现步骤摘要】
一种测量路面用沥青贯入流动速率的装置及方法
本专利技术属于沥青混合料领域，具体涉及一种测量路面用沥青贯入流动速率的装置及方法。
技术介绍
随着我国的经济不断发展，沥青路面的建设也越来越引起人们的重视。而作为用于沥青路面基层、联结层、面层的贯入式沥青混凝土具有水密性好、耐久性好、耐磨性好、耐冲击性好、抗滑性好、缩变形小、粘结性好及沥青用量少等优点，近年来逐渐受到认可与喜爱，进而得到广泛使用各种路面的联结层。随着贯入式沥青混凝土应用的越来越广泛，考虑沥青贯入式路面用沥青贯入流动速率来指导灌入式沥青混凝土的施工，变得迫切起来。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种测量路面用沥青贯入流动速率的装置及方法。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种测量路面用沥青贯入流动速率的方法，所述方法包括以下步骤：(1)按设计级配成型得到沥青贯入式混合料试件，对所述沥青贯入式混合料试件进行切割，得到10个以上的切割面；(2)获取所述切割面内每一粗集料的切面的等效直径，并确定等效直径相对于水平方向的逆时针偏角，计算得到所述切割面内所有的粗集料的切面的等效直径的偏角的均值；(3)计算所述沥青贯入式混合料试件的空隙平均宽度；(4)将加热的沥青倒入竖直固定的石制漏斗中，所述石制漏斗为不具有管状部分的倒圆锥形的石制漏斗，倒入加热的沥青之前，保持所述石制漏斗底部漏斗口闭合，开启所述漏斗口后，间隔时间记录从所述漏斗口流出的沥青的体积和相应的时间至沥青凝固停止流动，得到贯入时间-贯入体积的相应关系，拟合计算得到所述沥青的贯入流动速率；其中，所述石制漏斗的原料的岩性与步骤(1)中混合料试件中的粗集料的岩性相同；所述石制漏斗的侧壁与竖直中心线之间的倾角与步骤(2)中得到的等效直径的偏角的均值相等；所述石制漏斗的底部漏斗口的孔径与步骤(3)中的空隙平均宽度相等；步骤(2)和步骤(3)不限定先后顺序。本专利技术的测量路面用沥青贯入流动速率的方法操作简单，测定沥青贯入式路面用沥青贯入流动速率，从而确定沥青的种类和施工时的温度。优选地，步骤(2)中获取所述切割面内每一粗集料的切面的等效直径的方法为：获取步骤(1)得到的切割面的图像，对切割面的图像进行图像二值化处理，根据等效直径法计算二值化图像中每一粗集料的等效直径。优选地，所述切割面的图像精度高于25pixel/mm2，对切割面的图像进行滤波去噪、增强、图像分割、颗粒分离处理后进行图像二值化处理；所述等效直径和等效直径相对于水平方向的逆时针偏角均通过MATLAB程序计算获得。优选地，所述沥青贯入式混合料试件的空隙平均宽度符合关系式(1)或关系式(2)；关系式(1)为其中D为混合料试件的空隙平均宽度，Sa+m为空隙与胶浆面积，即所述切割面内相邻粗集料切面之间的面积，PCA为粗集料切面周长；关系式(2)为其中D为混合料试件的空隙平均宽度，SCA为所述混合料试件中粗集料表面积，VCA为所述混合料试件中粗集料之间的间隙率。优选地，步骤(4)中至少记录1s、3s、5s、10s和沥青凝固停止流动时从所述漏斗口流出的沥青的体积。优选地，步骤(4)中倒入所述石制漏斗中的加热的沥青的体积不少于150mL。优选地，步骤(4)中所述石制漏斗口的开启和闭合用直径粗度大于石制漏斗口的孔径的玻璃棒封堵和移除玻璃棒实现。优选地，步骤(4)中所述沥青的贯入流动速率≧11.97ml/cm3时，所述沥青符合施工要求。本专利技术还提一种用于上述任一所述方法的测量路面用沥青贯入流动速率的装置，所述装置包括石制漏斗和液态物质体积测量容器，所述石制漏斗竖直固定，所述石制漏斗为不具有管状部分的倒圆锥形的石制漏斗，所述石制漏斗底部的漏斗口可以开启和闭合；所述石制漏斗的原料的岩性与混合料试件中的粗集料的岩性相同；所述石制漏斗的侧壁与竖直中心线之间的倾角与混合料试件中的粗集料的等效直径的偏角的均值相等；所述石制漏斗的底部漏斗口的孔径与混合料试件中的粗集料的空隙平均宽度相等；所述液态物质体积测量容器置于所述漏斗口的下方。本专利技术的测量路面用沥青贯入流动速率的装置结构简单，成本低，不仅能够测量沥青与天然石料的粘度，还能有效的模拟在沥青浇筑于石料上时沥青的流动情况，可以用于测量路面用沥青贯入流动速率，进而判定沥青的种类和施工时的温度是否符合要求，提高沥青贯入式路面的施工质量，以达到服务于实际工程、节约材料、保护环境的效果。优选地，所述液态物质体积测量容器为具刻度烧杯或者量筒。优选地，所述装置还包括铁架台和夹具，所述夹具一端固定于铁架台，夹具的另一端呈Y型分叉，Y型分叉分别连接两个上下并列的铁圈，所述两个铁圈的中心的连线竖直，所述两个铁圈中的上面的铁圈的圆周直径介于所述石制漏斗三分之二高度处直径与所述石制漏斗四分之三高度处直径之间，所述两个铁圈中的下面的铁圈的直径大小可调节。上述夹具的Y型分叉分别连接两个上下并列的铁圈的结构，能够更加稳固的固定石制漏斗，保证测量的稳定性和准确性。优选地，所述装置还包括直径粗度大于石制漏斗口的孔径的玻璃棒，通过封堵和移除玻璃棒用于石制漏斗底部的漏斗口的开启和闭合。优选地，所述铁架台底板上面具有扁圆柱形的凹陷，凹陷的大小与所述液态物质体积测量容器的底部大小配合。在铁架台底板上面设计一个凹陷区域用来放置测量容器保证测量容器能更加平稳的放置。优选地，所述石制漏斗的高度为10cm-20cm。优选地，所述装置还包括一个计时器。优选地，所述玻璃板的长度比所述石制漏斗侧壁的长度长不少于5cm。本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供了一种测量路面用沥青贯入流动速率的装置及方法，本专利技术方法操作简单，本专利技术装置造价低廉，采用定量又定时的测量方法，能够获得符合实际的结果。本专利技术方法测定得到的路面用沥青贯入流动速率，可用于判定在沥青贯入时沥青的温度和种类，从而达到节约沥青，保护环境，延长道路使用寿命的效果。附图说明图1为本专利技术实施例的测量路面用沥青贯入流动速率的装置示意图。图2为本专利技术实施例的测量路面用沥青贯入流动速率的装置的漏斗示意图。图3为本专利技术实施例的沥青贯入式混合料试件的切割面的图像的集料倾角示意图。其中，1、铁架台，2、夹具，3、石制漏斗，4、玻璃棒，5、铁圈，6、具刻度的烧杯；图3中虚线表示等效直径，具箭头的实线表示水平方向。具体实施方式为更好的说明本专利技术的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1作为本专利技术实施例的一种测量路面用沥青贯入流动速率的方法，所述方法包括以下步骤：(1)按设计级配成型得到沥青贯入式混合料试件，对所述沥青贯入式混合试件进行切割，得到10个以上的切割面；(2)采用数码相机获取切割面图像，图像精度高于25pixel/mm2，对切割面图像进行滤波去噪、增强、图像分割、颗粒分离和图像二值化处理，利用MATLAB程序根据等效直径法计算二值化图像中每一粗集料切面的等效直径，计算等效直径与水平方向的逆时针偏角，计算得到所述切割面内所有的粗集料的切面的等效直径的偏角的均值；(3)计算所述沥青贯入式混合料试件的空隙平均宽度，所述沥青贯入式混合料试件的空隙平均宽度符合关系式(1)；关系式(1)为其中D为混合料试件的空隙平均宽度，Sa+m为空隙与胶浆面积，即所述切割面内相邻粗集料切面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测量路面用沥青贯入流动速率的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)按设计级配成型得到沥青贯入式混合料试件，对所述沥青贯入式混合料试件进行切割，得到10个以上的切割面；(2)获取所述切割面内每一粗集料的切面的等效直径，并确定等效直径相对于水平方向的逆时针偏角，计算得到所述切割面内所有的粗集料的切面的等效直径的偏角的均值；(3)计算所述沥青贯入式混合料试件的空隙平均宽度；(4)将加热的沥青倒入竖直固定的石制漏斗中，所述石制漏斗为不具有管状部分的倒圆锥形的石制漏斗，倒入加热的沥青之前，保持所述石制漏斗底部漏斗口闭合，开启所述漏斗口后，间隔时间记录从所述漏斗口流出的沥青的体积和相应的时间至沥青凝固停止流动，得到贯入时间‑贯入体积的相应关系，拟合计算得到所述沥青的贯入流动速率；其中，所述石制漏斗的原料的岩性与步骤(1)中混合料试件中的粗集料的岩性相同；所述石制漏斗的侧壁与竖直中心线之间的倾角与步骤(2)中得到的等效直径的偏角的均值相等；所述石制漏斗的底部漏斗口的孔径与步骤(3)中的空隙平均宽度相等；步骤(2)和步骤(3)不限定先后顺序。

【技术特征摘要】
1.一种测量路面用沥青贯入流动速率的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)按设计级配成型得到沥青贯入式混合料试件，对所述沥青贯入式混合料试件进行切割，得到10个以上的切割面；(2)获取所述切割面内每一粗集料的切面的等效直径，并确定等效直径相对于水平方向的逆时针偏角，计算得到所述切割面内所有的粗集料的切面的等效直径的偏角的均值；(3)计算所述沥青贯入式混合料试件的空隙平均宽度；(4)将加热的沥青倒入竖直固定的石制漏斗中，所述石制漏斗为不具有管状部分的倒圆锥形的石制漏斗，倒入加热的沥青之前，保持所述石制漏斗底部漏斗口闭合，开启所述漏斗口后，间隔时间记录从所述漏斗口流出的沥青的体积和相应的时间至沥青凝固停止流动，得到贯入时间-贯入体积的相应关系，拟合计算得到所述沥青的贯入流动速率；其中，所述石制漏斗的原料的岩性与步骤(1)中混合料试件中的粗集料的岩性相同；所述石制漏斗的侧壁与竖直中心线之间的倾角与步骤(2)中得到的等效直径的偏角的均值相等；所述石制漏斗的底部漏斗口的孔径与步骤(3)中的空隙平均宽度相等；步骤(2)和步骤(3)不限定先后顺序。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中获取所述切割面内每一粗集料的切面的等效直径的方法为：获取步骤(1)得到的切割面的图像，对切割面的图像进行图像二值化处理，根据等效直径法计算二值化图像中每一粗集料的等效直径。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述切割面的图像精度高于25pixel/mm2，对切割面的图像进行滤波去噪、增强、图像分割、颗粒分离处理后进行图像二值化处理；所述等效直径和等效直径相对于水平方向的逆时针偏角均通过MATLAB程序计算获得。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述沥青贯入式混合料试件的空隙平均宽度符合关系式(1)或关系式(2)；关系式(1)为其中D为混合料试件的空隙平均宽度，Sa+m为空隙与胶浆面积，即所述切割面内相邻粗集料切面之间的面积，PCA为粗集料切面周长；关系式(2)为其中D为混合料试件的空隙平均宽度，SCA...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡旭，喻金楼，吴旷怀，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：广东,44