[發明專利]粗集料礦料間隙率試驗測試設備

有效

• 申請號: 200810239796.0
• 申請日: 2008-12-17
• 公開（公告）號: CN101750271A
• 公開（公告）日: 2010-06-23
• 發明（設計）人: 王旭東;張蕾;邊俊林;李美江;周興業;沈國輝
• 申請（專利權）人: 交通部公路科學研究院
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08;G01N33/42
• 代理公司: 北京金碩果知識產權代理事務所 11259
• 代理人: 張玫

技術領域

本發明涉及一種應用于道路工程領域科研、設計及施工的試驗設備，尤其涉及一種用于粗集料碎石礦料間隙率(VCA)的試驗測試設備。

背景技術

粗集料的礦料間隙率是評價瀝青混合料骨架緊密程度的一項重要指標，近年來隨著骨架-密實型瀝青混合料的廣泛應用，粗集料礦料間隙率的測定和標準研究也越來越受到重視。作為評價骨架緊密程度的指標，其試驗測定包括兩個重要問題：(1)在沒有細集料干涉作用下，任何狀態下的粗集料堆積狀態都是形成了骨架，但是不同的骨架排列方式，其緊密程度卻差異巨大，因此采用哪種堆積狀態下的礦料間隙率評價瀝青混合料中粗集料的緊密程度更為合適；(2)粗集料的堆積密度如何測定。我們首先關注第一個問題，究竟采用什么狀態下的堆積密度來評價瀝青混合料中粗集料的緊密程度可以更為客觀準確？在現有技術中，對于粗集料的搗實，我國《公路工程集料試驗規程》規定采用人工搗實和振動臺振動的方法，這些方法的主要問題在于：(1)搗實的試件表面需要人工填平，因此結果的人為因素影響大，導致結果的重現性和復現性都不高；(2)搗實功無法量化；(3)現有方法下所得到的VCA值與瀝青混合料中粗集料間隙率形成的狀態差異大，采用干搗實方法作用的擊實功明顯小于瀝青混合料成型的擊實功，所形成的粗集料骨架空隙率偏大，作為瀝青混合料骨架緊密狀態的評價標準過于寬松，失去了控制意義。另外也有研究為了避免上述問題，采取了直接應用馬歇爾擊實設備進行粗集料的擊實，該方法雖然能夠滿足擊實功的要求，但是實驗的結果顯示集料的擊碎率過大，實際形成的粗集料混合料已經偏離設計級配，測定的粗集料礦料間隙率不具有代表性。鑒于現有方法存在的問題已無法滿足當今瀝青混合料材料設計的要求，有必要研制新型的粗集料礦料間隙率測試裝置，對目前的測試方法進行必要的改進。

發明內容

本發明的目的在于針對現有試驗方法的不足，提供一種可機械化操作、擊實功可調、集料擊碎率低的粗集料礦料間隙率試驗測試設備。

本發明的粗集料礦料間隙率試驗測試設備包括機架部分、底座部分及控制器；所述機架部分中，機架的上部設有磁鐵、內部設有電機和減速機，機架的前面設有提錘鏈條、導軌和落錘導向桿，提錘鏈條由減速機帶動，滑塊套接在導軌上并可沿導軌上下運動、而且一邊連接提錘鏈條另一邊固定傳力桿，提錘舌板固定在滑塊上方并控制落錘沿落錘導向桿向上運動到設定的高度，落錘以自由落體方式下落，落錘下端設有可拆卸錘頭；所述底座部分中，底座上固定機架，底座內部固定分度器，分度器上的接力桿從底座的上面伸出且與傳力桿位置相對應，底座上安裝由分度器控制的轉動盤，轉動盤上設有固定底座和測試桶；落錘導向桿和落錘在磁鐵的控制下可繞導軌的垂直軸擺動至測試桶中心；所述控制器用于控制計數器、啟動和停止、電機開關、落錘向測試桶中心的擺動。

上述測試設備中，所述提錘舌板設有前后可伸縮結構。

上述測試設備中，所述分度器設置為60°分度，控制器控制落錘每隔6次擊實進行一次擺動，擺動后向中心再擊實1次。

上述測試設備中，所述測試桶與固定底座之間設有可拆卸結構。

本發明的測試設備的工作原理是：電機經減速機帶動提錘鏈條，并且通過滑塊帶動提錘舌板，提升落錘和錘頭(下稱擊實錘)到設定的高度，提錘舌板縮回，擊實錘自由落體式下落，擊實錘每擊實1次，傳力桿通過接力桿帶動分度器1次，分度器經轉動盤帶動測試桶旋轉60度。擊實錘沿測試桶均勻布錘，沿桶邊擊實6次，擊實錘擺動到中間再擊實1次，共7錘完成一輪擊實，使整個斷面受力均勻。對于不同公稱最大粒經集料的試驗要求，均配備有相應的測試桶、落錘和錘頭。

本發明適用于公路工程應用的各種集料，包括不同粒徑、不同料源的多種集料類型。

本發明以可調節的擊實功擊實粗集料混合料，通過將錘頭的材質改進為聚氨酯或尼龍等高韌性材料，控制落錘配重，可以有效降低集料的破碎，充分地保證級配的穩定。同時通過在集料表面層墊置聚氨酯墊片，可增強集料混合料表面的平整性，減小由于表面人工填充帶來的誤差，避免了現行規范采用的以固定體積、表面人工補平的方法導致的人為實驗誤差。

相對于現有技術，本發明的測試設備具有如下的優點及效果：

(1)本設備能夠調整擊實錘的高度，并且以數控的方式控制擊實的次數，并由分度裝置控制裝料測試桶隨擊實次數以固定角度旋轉，因此能夠保證壓實均勻且可以標準化地控制擊實的能量。

(2)本設備由于采用機械捶擊的方式實現粗集料的搗實，有效地避免了人為因素的影響，使實驗的結果更具客觀性，試驗的重復性和復現性都有顯著提高。