本发明专利技术涉及到一种沥青自动取样的多功能老化实验装置及其实验方法。实验装置包括智能数显控制箱、工作室、自动取样系统、样品存储室、加热控制系统、旋转工作台控制系统、空气控制系统、紫外灯控制系统；智能数显控制箱可以对加热控制系统、旋转工作台控制系统、自动取样控制系统、空气控制系统、紫外灯控制系统进行实验参数设定。与现有技术相比，本发明专利技术所述实验装置可以实现沥青紫外老化和薄膜烘箱老化过程中不同时段的取样，为沥青老化机理研究提供不同时间段的实验样品，完全可以采用现有的试验方法即可对该装置进行实验；实验操作过程简易，设置好相关参数该装置即可进行自动操作，有效的节约了人力，提高了实验效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于沥青老化检测
，具体来说，涉及到一种沥青自动取样的多功能老化实验装置及其实验方法。
技术介绍
我国高速公路大多都采用沥青路面，沥青路面具有行车舒适性好、易维修、噪音低以及良好的路用性能等优点。SBS改性沥青由于耐高温抗车辙能力、抗低温开裂能力、弹性和路面抗疲劳性能较好等原因，在我国高等级公路中被大规模应用。但SBS改性沥青路面仍有不可避免的问题——老化。随着路面使用时间的增长，面层沥青老化，路面出现低温开裂、粘结力降低、脆性增加、耐久性变差等问题，严重影响了路面使用性能，缩短了道路使用寿命，并且危及到行车安全。沥青老化是指沥青在贮存、施工及路面使用过程中由于长时间暴露在空气中，受到光、氧、热等外界因素影响，及其他因素的共同作用下发生的挥发、氢化、氧化、缔合等物理化学作用，导致沥青内部分子结构和化学组分发生变化，进而促使沥青物理化学性质劣化的过程。由于沥青路面在修筑对其混合料进行热拌摊铺等过程，沥青结合料会发生一定程度的短期老化，但目前已经具备一定的技术手段可以减少甚至避免施工过程的短期老化，然而使用过程中长期老化仍然导致路面灾害不断发生，因此关于沥青路面长期老化需要更多的研究。然而目前关于沥青老化的研究只是基于目前规范所规定的薄膜加热老化实验和旋转薄膜加热老化实验的研究，而这两种研究均只能研究规定操作规程后沥青经过老化后性能的衰减和变化，不能检测沥青老化过程当中沥青成分和内部结构性能的变化。而沥青实时的老化过程对研究沥青抗老化机理有着重要的意义。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种沥青自动取样的多功能老化实验装置及其实验方法，该装置可以实现沥青老化过程中的实时取样。本专利技术所述的一种沥青自动取样的多功能老化实验装置，所述实验装置被工作室隔离板9分为上下两层，上层为工作室2，下层为样品存储室4；智能数显控制箱1位于工作室2内部右下侧；样品存储室4是由样品存储室门401和样品存储室保温箱体402构成的立方体空间；样品存储室4左上侧设有出气导管403，用于排出内部空气；样品管架404固定于工作室隔离板9上面；样品管405按照程序设定放置于样品管架404上；自动取样系统3包括自动取样操作臂301和取样器302；自动取样操作臂301呈竖直状态，其下端连接取样器302；自动取样操作臂301位于样品存储室4内部中间，能通过工作室隔离板9中间的取样口10，实现在自动取样盛样皿606上取样；自动取样操作臂301通过与之垂直相交的XYZ操作臂导轨303实现三维方向移动；XYZ操作臂导轨303两端通过导轨固定架310固定在样品存储室保温箱体402两侧壁上；XYZ操作臂导轨303与设于工作室隔离板9上面的XYZ操作臂控制箱304相连接；加热控制系统5包括防护板504和设在工作室2底部的温度控制仪503；温度控制仪503连接加热器501和热传感器502；防护板504截面呈设П形，沿工作室2内的两侧壁上半段及上壁设置；加热器501设在防护板504与样品存工作室2内壁之间，截面也呈П形；加热器501的热量通过防护板504的散热孔扩散到工作室2内部；旋转工作台控制系统6包括位于工作室2内部底侧中间的旋转马达601；旋转马达601带动上方的垂直轴602转动；垂直轴602在中段固定有载样台固定底座603；载样台固定底座603能带动其支撑的旋转工作载样台604转动；垂直轴602在顶端设有取样台固定底座605；取样台固定底座605能带动其支撑的自动取样盛样皿606转动；旋转工作载样台604用于放置有薄膜老化实验盛样皿608；换气风扇701设在工作室2内右下侧，其右侧的通风管通出工作室2外并设有空气过滤器701；换气风扇701左侧的通风管在水平段上依次设有空气预热器706和温度检测器705，该通风管在拐角向上后的竖直段上设有空气流量计703；通风管在末端连接竖直的刚性管，该刚性管在高出自动取样盛样皿606和薄膜老化实验盛样皿608一段距离位置分别设有横向的空气喷头702；空气预热器706和温度检测器705分别连接空气预热器温度控制仪707和空气流量控制器708；紫外灯管801通过紫外灯灯座803固定在工作室隔离板9下方；智能数显控制箱1连接并控制XYZ操作臂控制箱304、温度控制仪503、转速控制器607、空气预热器温度控制仪707、空气流量控制器708和紫外灯光强度控制器802。本专利技术所述的一种沥青自动取样的多功能老化实验装置，所述工作室2由绝热板201隔开，分为上层和下层；上层左侧设有工作室门202；下层的工作室箱体203上有横向散热口204。本专利技术所述的一种沥青自动取样的多功能老化实验装置，所述工作室2的上层放置有加热器501、热传感器502、旋转工作载样台603、薄膜老化实验盛样皿605、自动取样盛样皿606、空气喷头702、紫外灯管801和紫外灯灯座803；工作室2的下层放置有智能数显控制箱1、温度控制仪503、旋转马达601、转速控制器602换气风扇701、空气流量计703、温度检测器705、空气预热器706、空气预热器温度控制仪707、空气流量控制器708、紫外灯光强控制器802。本专利技术所述的一种沥青自动取样的多功能老化实验装置，所述自动操作臂301可以实现XYZ三维方向的移动，移动精度高于1mm；X轴305方向移动距离范围为0～700mm，Y轴306方向移动距离范围为0～700mm，Z轴307方向移动距离范围为0～500mm。本专利技术所述的一种沥青自动取样的多功能老化实验装置，所述Z轴307底部安装有能固定取样器的外管的夹具308，取样器活塞309以旋转螺纹进行推进和抽取，推进进度高于0.5mm。本专利技术所述的一种沥青自动取样的多功能老化实验装置，所述加热器501工作温度范围为30～200℃，升温速率范围为1～10℃/min，控温精度高于0.5℃。本专利技术所述的一种沥青自动取样的多功能老化实验装置，所述旋转工作载样台604的旋转速度为1～10r/min；薄膜老化实验盛样皿608内径为140mm，外径为141mm，内部深度为10mm；自动取样盛样皿606内径为140mm，外径为141mm，内部深度为10mm；旋转工作载样台603直径为500～700mm，厚度为10mm。本专利技术所述的一种沥青自动取样的多功能老化实验装置，所述空气控制系统7的控温范围为30～200℃，升温速率范围为1～10℃/min，控温精度高于0.5℃。本专利技术所述的一种沥青自动取样的多功能老化实验装置，所述紫外灯灯座803采用耐高温陶瓷灯座；所述紫外灯管801采用高纯度石英玻璃材质，功率可在0～1000w之间可调，额定工作电压220V，灯管长度为600mm，灯管直径为20～30mm。根据本专利技术所述的沥青自动取样的多功能老化实验装置的实验方法，所述实验方法具体步骤为：1)将薄膜老化实验盛样皿605和自动取样盛样皿606洗净烘干后，称量薄膜老化实验盛样皿605质量，分别为m01、m02、m03、m04，精确至1mg；2)按照JTG-E20-2011准备实验样品，分别加入到4个已经称量质量的薄膜老化实验盛样皿605，并称量50g左右的样品放置于自动取样盛样皿606中，然后将盛样皿放到相应位置，关好工作室门202；3)在智能控制箱本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种沥青自动取样的多功能老化实验装置，其特征在于，所述实验装置被工作室隔离板(9)分为上下两层，上层为工作室(2)，下层为样品存储室(4)；智能数显控制箱(1)位于工作室(2)内部右下侧；样品存储室(4)是由样品存储室门(401)和样品存储室保温箱体(402)构成的立方体空间；样品存储室(4)左上侧设有出气导管(403)，用于排出内部空气；样品管架(404)固定于工作室隔离板(9)上面；样品管(405)按照程序设定放置于样品管架(404)上；自动取样系统(3)包括自动取样操作臂(301)和取样器(302)；自动取样操作臂(301)呈竖直状态，其下端连接取样器(302)；自动取样操作臂(301)位于样品存储室(4)内部中间，能通过工作室隔离板(9中间的取样口(10，实现在自动取样盛样皿(606上取样；自动取样操作臂(301)通过与之垂直相交的XYZ操作臂导轨(303)实现三维方向移动；XYZ操作臂导轨(303)两端通过导轨固定架(310)固定在样品存储室保温箱体(402)两侧壁上；XYZ操作臂导轨(303)与设于工作室隔离板(9)上面的XYZ操作臂控制箱(304)相连接；加热控制系统(5)包括防护板(504)和设在工作室(2)底部的温度控制仪(503)；温度控制仪(503)连接加热器(501)和热传感器(502)；防护板(504)截面呈设П形，沿工作室(2)内的两侧壁上半段及上壁设置；加热器(501)设在防护板(504)与样品存工作室(2)内壁之间，截面也呈П形；加热器(501)的热量通过防护板(504)的散热孔扩散到工作室(2)内部；旋转工作台控制系统(6)包括位于工作室(2)内部底侧中间的旋转马达(601)；旋转马达(601)带动上方的垂直轴(602)转动；垂直轴(602)在中段固定有载样台固定底座(603)；载样台固定底座(603)能带动其支撑的旋转工作载样台(604)转动；垂直轴(602)在顶端设有取样台固定底座(605)；取样台固定底座(605)能带动其支撑的自动取样盛样皿(606)转动；旋转工作载样台(604)用于放置有薄膜老化实验盛样皿(608)；换气风扇(701)设在工作室(2)内右下侧，其右侧的通风管通出工作室(2)外并设有空气过滤器(701)；换气风扇(701)左侧的通风管在水平段上依次设有空气预热器(706)和温度检测器(705)，该通风管在拐角向上后的竖直段上设有空气流量计(703)；通风管在末端连接竖直的刚性管，该刚性管在高出自动取样盛样皿(606)和薄膜老化实验盛样皿(608)一段距离位置分别设有横向的空气喷头(702)；空气预热器(706)和温度检测器(705)分别连接空气预热器温度控制仪(707)和空气流量控制器(708)；紫外灯管(801)通过紫外灯灯座(803)固定在工作室隔离板(9)下方；所述智能数显控制箱(1)连接并控制XYZ操作臂控制箱(304)、温度控制仪(503)、转速控制器(607)、空气预热器温度控制仪(707)、空气流量控制器(708)和紫外灯光强度控制器(802)。...
【技术特征摘要】
1.一种沥青自动取样的多功能老化实验装置，其特征在于，所述实验装置被工作室隔离板(9)分为上下两层，上层为工作室(2)，下层为样品存储室(4)；智能数显控制箱(1)位于工作室(2)内部右下侧；样品存储室(4)是由样品存储室门(401)和样品存储室保温箱体(402)构成的立方体空间；样品存储室(4)左上侧设有出气导管(403)，用于排出内部空气；样品管架(404)固定于工作室隔离板(9)上面；样品管(405)按照程序设定放置于样品管架(404)上；自动取样系统(3)包括自动取样操作臂(301)和取样器(302)；自动取样操作臂(301)呈竖直状态，其下端连接取样器(302)；自动取样操作臂(301)位于样品存储室(4)内部中间，能通过工作室隔离板(9中间的取样口(10，实现在自动取样盛样皿(606上取样；自动取样操作臂(301)通过与之垂直相交的XYZ操作臂导轨(303)实现三维方向移动；XYZ操作臂导轨(303)两端通过导轨固定架(310)固定在样品存储室保温箱体(402)两侧壁上；XYZ操作臂导轨(303)与设于工作室隔离板(9)上面的XYZ操作臂控制箱(304)相连接；加热控制系统(5)包括防护板(504)和设在工作室(2)底部的温度控制仪(503)；温度控制仪(503)连接加热器(501)和热传感器(502)；防护板(504)截面呈设П形，沿工作室(2)内的两侧壁上半段及上壁设置；加热器(501)设在防护板(504)与样品存工作室(2)内壁之间，截面也呈П形；加热器(501)的热量通过防护板(504)的散热孔扩散到工作室(2)内部；旋转工作台控制系统(6)包括位于工作室(2)内部底侧中间的旋转马达(601)；旋转马达(601)带动上方的垂直轴(602)转动；垂直轴(602)在中段固定有载样台固定底座(603)；载样台固定底座(603)能带动其支撑的旋转工作载样台(604)转动；垂直轴(602)在顶端设有取样台固定底座(605)；取样台固定底座(605)能带动其支撑的自动取样盛样皿(606)转动；旋转工作载样台(604)用于放置有薄膜老化实验盛样皿(608)；换气风扇(701)设在工作室(2)内右下侧，其右侧的通风管通出工作室(2)外并设有空气过滤器(701)；换气风扇(701)左侧的通风管在水平段上依次设有空气预热器(706)和温度检测器(705)，该通风管在拐角向上后的竖直段上设有空气流量计(703)；通风管在末端连接竖直的刚性管，该刚性管在高出自动取样盛样皿(606)和薄膜老化实验盛样皿(608)一段距离位置分别设有横向的空气喷头(702)；空气预热器(706)和温度检测器(705)分别连接空气预热器温度控制仪(707)和空气流量控制器(708)；紫外灯管(801)通过紫外灯灯座(803)固定在工作室隔离板(9)下方；所述智能数显控制箱(1)连接并控制XYZ操作臂控制箱(304)、温度控制仪(503)、转速控制器(607)、空气预热器温度控制仪(707)、空气流量控制器(708)和紫外灯光强度控制器(802)。2.根据权利要求1所述的沥青自动取样的多功能老化实验装置，其特征在于，所述工作室(2)由绝热板(201)隔开，分为上层和下层；上层左侧设有工作室门(202)；下层的工作室箱体(203)上有横向散热口(204)。3.根据权利要求2所述的沥青自动取样的多功能老化实验装置，其特征在于，所述工作室(2)的上层放置有加热器(501)、热传感器(502)、旋转工作载样台(603)、薄膜老化实...
【专利技术属性】
技术研发人员：穆建青，蔡丽娜，郭东红，胡国鹏，刘哲，
申请(专利权)人：山西省交通科学研究院，
类型：发明
国别省市：山西;14
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