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原文传递大空隙排水沥青路面抗飞散剥落性能测试系统及其方法

专利名称：	大空隙排水沥青路面抗飞散剥落性能测试系统及其方法
摘要：	本发明涉及一种大空隙排水沥青路面抗飞散剥落性能测试系统及其方法，属于交通运输工程中公路工程技术领域。该测试系统包括加载轮、单向棘轮机构、第一步进电机、刚性框架、激光扫描传感器、承台基座、刚性连接杆、散落颗粒抽吸装置、第二步进电机、液压伺服加载装置、控制分析装置和底座等结构。本发明可以准确模拟运营期间汽车荷载导致大空隙排水路面表面颗粒飞散和剥落类的破坏形式，为排水沥青路面配合比设计提供近似交通荷载等因素影响下的加速加载试验数据参考；并针对排水沥青混合料抗飞散剥落性能提出精确量化的指标以及评价试验方法，以此保证排水沥青路面工程的耐久性。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	云南;53
申请人：	云南省交通规划设计研究院有限公司
发明人：	黎晓;郑少鹏;周沛延;陈亮亮;陈华斌;张莹莹;程海洲;李亚军;李春晓
专利状态：	有效
申请日期：	2019-02-14T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-21T00:00:00+0800
申请号：	CN201910114955.2
公开号：	CN109781618A
代理机构：	昆明正原专利商标代理有限公司
代理人：	金耀生;于洪
分类号：	G01N19/04(2006.01);G;G01;G01N;G01N19
申请人地址：	650041 云南省昆明市拓东路石家巷9号
主权项：	1.大空隙排水沥青路面抗飞散剥落性能测试系统，其特征在于，包括加载轮（1）、单向棘轮机构（2）、第一步进电机（3）、刚性框架（4）、激光扫描传感器（6）、承台基座（7）、刚性连接杆（8）、散落颗粒抽吸装置（9）、第二步进电机（10）、液压伺服加载装置（11）、控制分析装置（18）和底座（20）；底座（20）上设有承台基座（7），底座（20）的一端固定有刚性框架（4）；第二步进电机（10）的动力输出端与承台基座（7）的中心位置相连，用于驱动承台基座（7）旋转；所述加载轮（1）通过单向棘轮机构（2）与所述刚性连接杆（8）的一端转动配合；加载轮（1）位于承台基座（7）的上方；刚性连接杆（8）的另一端穿过刚性框架（4）与第一步进电机（3）的动力输出端固定相连，刚性连接杆（8）可相对于刚性框架（4）做往返运动；刚性框架（4）位于承台基座（7）正上方的底面上固定有激光扫描传感器（6）；散落颗粒抽吸装置（9）位于承台基座（7）的上方，用于抽吸收集承台基座（7）上沥青混合料试件（5）脱落下的颗粒；液压伺服加载装置（11）安装在加载轮（1）的侧面，用于对加载轮（1）施加垂直向作用力；控制分析装置（18）分别与第一步进电机（3）、激光扫描传感器（6）、散落颗粒抽吸装置（9）、第二步进电机（10）、液压伺服加载装置（11）相连，用于控制第一步进电机（3）、激光扫描传感器（6）、散落颗粒抽吸装置（9）、第二步进电机（10）、液压伺服加载装置（11）工作，还用于将激光扫描传感器（6）采集到的数据进行分析，得到沥青混合料试件（5）的抗飞散性能指标。 2.根据权利要求1所述的大空隙排水沥青路面抗飞散剥落性能测试系统，其特征在于，刚性框架（4）为倒L形框架。 3.根据权利要求1所述的大空隙排水沥青路面抗飞散剥落性能测试系统，其特征在于，激光扫描传感器（6）有多个，且均匀布设在刚性框架（4）位于承台基座（7）正上方的底面上；第二步进电机（10）安装在承台基座（7）的下方。 4.根据权利要求1所述的大空隙排水沥青路面抗飞散剥落性能测试系统，其特征在于，加载轮（1）的材质为橡胶，肖氏硬度要求不小于65 HSD，与水平线外倾角33.5°，加载轮（1）半径r，单位m，加载轮（1）平面中心点距承台基座（7）的中心轴距离d满足下列关系：d= r/cos(33.5°)。 5.根据权利要求1所述的大空隙排水沥青路面抗飞散剥落性能测试系统，其特征在于，承台基座（7）表面坡度为2%。 6.根据权利要求1所述的大空隙排水沥青路面抗飞散剥落性能测试系统，其特征在于，控制分析装置（18）上设有显示屏（17），用于显示液压伺服加载装置（11）对加载轮（1）施加垂直向作用力值、激光扫描传感器（6）采集到的数据和沥青混合料试件（5）的抗飞散性能指标分析结果。 7.根据权利要求1所述的大空隙排水沥青路面抗飞散剥落性能测试系统，其特征在于，控制分析装置（18）上还设有承台基座控制按钮（12）、散落颗粒抽吸装置控制按钮（13）、加载轮控制按钮（14）、激光扫描采集按钮（15）、液压伺服加载控制按钮（16）和总电源按钮（19）。 8.一种大空隙排水沥青路面抗飞散剥落性能测试方法，采用权利要求1~7任意一项所述的大空隙排水沥青路面抗飞散剥落性能测试系统，其特征在于，包括如下步骤：步骤（1），制备标准沥青混合料试件，标准沥青混合料试件矿料级配按排水沥青混合料矿料级配范围要求的各筛孔通过率的中值确定，然后根据所研究的材料目标配合比制备待测试的排水沥青混合料试件；将所有试件m个放置在承台基座上，启动第二步进电机，使得承台基座开始以V2的速度作匀速旋转，同时打开激光扫描传感器，通过激光扫描传感器采集承台基座上沥青混合料试件的初始构造深度特征值TD0-i；i=1，2……m；步骤（2），待承台基座旋转多圈以后，首先开启液压伺服加载装置，使得加载轮与沥青混合料试件接触，并对加载轮施加预设的垂直向作用力P；随后再启动第一步进电机使得加载轮以V1的速度开始作匀速往返运动； V1=V2/πR；R为等腰梯形沥青混合料试件的斜边边长，单位为m；之后启动散落颗粒抽吸装置，将试验过程中沥青混合料试件表面散落的集料颗粒抽吸出表面并收集；同时，激光扫描传感器持续对沥青混合料试件的表面进行构造深度扫描，获取各个沥青混合料试件表面的构造深度TDN-i；i=1，2……m；步骤（3），待承台基座旋转至预先设定的圈数N后，关闭激光扫描传感器、液压伺服加载装置、第一步进电机、散落颗粒抽吸装置和第二步进电机，控制分析装置对激光扫描传感器采集到的数据进行分析，得到沥青混合料试件的抗飞散性能指标。 9.根据权利要求8所述的大空隙排水沥青路面抗飞散剥落性能测试方法，其特征在于，抗飞散性能指标包括抗飞散强度ΔF和抗飞散耐久性的衰变速率b；；其中，F0为标准试件的初始面域构造深度特征值；FN为待测试的排水沥青混合料试件的面域构造深度特征值；，a和b为特征参数，其中，参数b表征抗飞散耐久性的衰变速率。 10.根据权利要求8所述的大空隙排水沥青路面抗飞散剥落性能测试方法，其特征在于，沥青混合料试件的横截面为等腰梯形，底边宽度30cm、顶边宽度2cm、高38cm、厚度5cm。
所属类别：	发明专利