一種輪胎式瀝青混合料抗滑耐久性測試夾具及使用方法
【專利摘要】本發明公開了一種輪胎式瀝青混合料抗滑耐久性測試的夾具及使用方法。夾具由卡槽、連接體、輪胎組成；夾具通過上部的卡槽與水泥膠砂耐磨性試驗機連接固定，夾具下部的三個輪胎通過外側擋板用螺絲固定在連接體的鐵軸上。本發明使用于已廣泛配備的水泥膠砂耐磨性試驗機，夾具制作簡單，價格低廉；本夾具上的輪胎與瀝青混合料試件負荷接觸，從而使得輪胎循環行駛在混合料表面上，有效模擬了車輛行駛對路面的磨耗作用，模擬機理簡單直接；對混合料抗滑性能的變化基于試件質量變化和磨耗面的構造深度，兩指標測試簡單快捷，易于操作。本發明可為瀝青路面抗滑性能的設計、優化和預估提供有效工具和方法。
【專利說明】一種輪胎式瀝青混合料抗滑耐久性測試夾具及使用方法
【技術領域】
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[0001]本發明涉及的是一種輪胎式浙青混合料抗滑耐久性測試夾具及使用方法。
【背景技術】
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[0002]現代交通具有安全、快速、便捷和舒適特點，其中，安全是重要的使用要求。研究表明，導致交通事故發生的原因是多方面的，其中，路面抗滑性能的不足是主要原因之一，良好的路表構造是保證車輛安全的必要條件。這不僅要求新鋪筑的浙青路面的抗滑性能符合規定，而且還要求其在整個使用年限內都滿足規定，為此，路面上面層需要具有足夠的抗磨耗耐久性能。
[0003]浙青路面路表構造按其不規則性、大小、分布以及作用可分為大構造、平整度、微觀構造和宏觀構造四大類。然而，前兩種對路表抗滑能力的提升沒有太大意義，后兩種可在很大程度上提高路表的抗滑能力，是需要保證的。要保證路面足夠的抗滑力，并盡量降低其隨輪胎磨耗作用的速率以及受水膜的影響，這要求路表具有較好的微觀構造特征和宏觀構造特征。石料特性對路面的微觀構造貢獻較大，礦料配比和施工方法對宏觀構造影響較大。
[0004]目前對于浙青路面抗滑性能的評價，只有在路面建成通車后，采用鋪砂法測試構造深度、擺式儀法測試擺值，或采用摩擦系數測試車等方式，這些方法雖然都可良好的檢測路面抗滑性能，但是卻具有事后性，即只有在路面進入使用后才能得知路面的抗滑能力，不能在浙青混合料設計階段便對路面抗滑性能及其變化作出評價及調整，因而這對路面的設計與施工，以及新材料和新技術的使用帶來了諸多不便。同時路面抗滑性能在運營中是一個持續的衰減過程，合理的評價其抗滑耐久性，對路面的養護決策、材料的優化設計等都具有重要意義。因而有必要開發室內浙青混合料的抗滑耐久性評價方法，可用于浙青混合料設計階段抗滑性能評價及優化，也可用于路面使用性能預測及養護措施的確定，因而具有重要的現實意義和推廣價值。
[0005]目前我國并沒有規范性的浙青混合料抗滑耐久性評價方法，國內外學者對此進行了較多研究并開發了多類型評價設備，包括同濟大學楊眾、長安大學趙戰利、西南科技大學沈娟、華南理工大學雷超旭、武漢理工大學曹平等，但這些設備都需單獨制作，由于構成復雜，造價高，操作繁瑣，因而可推廣性差。為此開發簡單易行的室內浙青混合料的抗滑耐久性評價設備和方法就成為該方面研究的重點。
[0006]水泥膠砂耐磨性試驗機是用于評價水泥膠砂耐磨性能的規范方法，其通過花輪磨頭對膠砂的作用來評價水泥路面耐磨性能。從路面磨耗機理上可知該法一樣可用于浙青路面，由于該設備價格低、操作簡單、區分效果好，因而如果可以對其進行改造用于浙青路面抗滑耐久性的評價，將具有良好的可行性。改造的核心就是鐵質材料的花輪磨頭，它會對浙青混合料造成過于嚴重的磨損，與實際使用情況不符，故需要開發復合浙青路面實際車輪磨耗作用的測試夾具。
【發明內容】
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[0007]本發明的目的在于克服目前無浙青路面抗滑耐久性能規范性評價方法，研究提出的同類設備造價高、操作繁雜、可推廣性差的不足，提供一種用于水泥膠砂耐磨性試驗機的輪胎式浙青混合料抗滑耐久性測試夾具及方法。
[0008]為了解決【背景技術】所存在的問題，本發明采用以下技術方案:
[0009]一種輪胎式浙青混合料抗滑耐久性測試夾具，它由卡槽、連接體、輪胎組成；夾具通過上部的卡槽與水泥膠砂耐磨性試驗機連接固定，夾具下部的三個輪胎通過外側擋板用螺絲固定在連接體的鐵軸上。
[0010]其中所述的三個輪胎是可拆卸的；所述的輪胎包括內部鐵環和外部橡膠環，鐵環套在夾具的連接體的鐵軸上，鐵環內涂抹黃油以確保能自由轉動，鐵環外側緊套橡膠環，以此模擬汽車輪胎。
[0011]一種輪胎式浙青混合料抗滑耐久性測試夾具的使用方法，包括步驟:
[0012](I)利用輪碾法型浙青混合料試件，靜置24小時后，切割成150*150mm試件；
[0013](2)將切割好的試件，成型時的上表面向上，放置到耐磨試驗機的水平轉盤上并固緊；
[0014](3)將輪胎式浙青混合料抗滑耐久性測試夾具固定在水泥膠砂耐磨性試驗機上，施加400N負荷用以加速混合料磨耗；
[0015](4)預磨10次，取下試件清掃干凈，稱量初始試件重量0?)，采用鋪砂法測試初始磨耗區域構造深度(TDtl)；
[0016](5)重新固定試件后，分別磨耗50、100、150和200次，每次磨耗完畢后重復步驟4，測試HIi和TDi, i分別記為1、2、3、4;
[0017](6)使用磨耗200次后構造深度TD4評價磨耗后期路面構造深度是否滿足規范使用要求，使用磨耗質量變化率(Cm)和構造深度變化率(Ctd)兩個指標綜合評價浙青混合料抗滑耐久性能，這兩個指標反映了磨耗過程中浙青混合料質量和構造深度的平均變化幅度，數值越大則代表抗磨耗能力越差，兩參數計算公式如下:
γ/η,η~/η,
[0018]P ^ 50
—
m4
令 TDn-TD
Xι+Ι_ι_
[0019],.,50
^TD -^。
[0020](7)每次測試前應檢查橡膠環完整性，如果出現明顯磨損應更換后再行試驗。
[0021]本發明對比現有技術有如下的有益效果:本發明使用于已廣泛配備的水泥膠砂耐磨性試驗機，新開發的夾具制作簡單，價格低廉；本夾具上的輪胎與浙青混合料試件負荷接觸，從而使得輪胎承壓循環行駛在混合料表面上，有效模擬了車輛行駛對路面的磨耗作用，模擬機理簡單直接；對混合料抗滑性能的變化基于試件質量變化和磨耗面的構造深度，兩指標測試簡單快捷，易于操作。本發明可為浙青路面抗滑性能的設計、優化和預估提供有效工具和方法。
【專利附圖】
【附圖說明】
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[0022]圖1為本發明的夾具組成示意圖。
[0023]圖2為夾具的下部圖。
[0024]圖3為夾具上的輪胎。
[0025]圖4為本發明的方法流程圖。
【具體實施方式】
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[0026]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步描述:
[0027]圖1為本發明的夾具組成示意圖。它由卡槽1、連接體2、輪胎3組成；夾具通過上部的卡槽與水泥膠砂耐磨性試驗機連接固定，夾具下部的三個輪胎通過外側擋板5用螺絲固定在連接體的鐵軸4上，其中擋板可拆卸，便于更換磨損后的輪胎。
[0028]圖2為夾具的下部圖，圖3為夾具上的輪胎圖。輪胎包括內部鐵環6和外部橡膠環7，鐵環套在連接體的鐵軸4上，兩者間涂抹黃油以確保能自由轉動，鐵環外側緊套橡膠環，以此模擬汽車輪胎。
[0029]試驗時，水泥膠砂耐磨性試驗機的主軸旋轉，從而帶動浙青混合料抗滑耐久性測試夾具轉動，由于夾具與浙青混合料板在負荷作用下緊密接觸，能帶動輪胎旋轉，從而模擬了實際道路上汽車輪胎對路面的往復行駛作用。
[0030]圖4為本發明的方法流程圖。
[0031]一種輪胎式浙青混合料抗滑耐久性測試的方法，包括步驟:
[0032](I)利用輪碾法型浙青混合料試件，靜置24小時后，切割成150*150mm試件供試驗米用；
[0033](2)將切割好的試件，成型時的上表面向上，放置到耐磨試驗機的水平轉盤上并固緊。
[0034](3)將輪胎式浙青混合料抗滑耐久性測試夾具固定在水泥膠砂耐磨性試驗機上，施加400N負荷用以加速混合料磨耗。
[0035](4)預磨10次，取下試件清掃干凈，稱量初始試件重量0?)，采用鋪砂法測試初始磨耗區域構造深度(TDtl)。
[0036](5)重新固定試件后，分別磨耗50、100、150和200次，每次磨耗完畢后重復步驟4，測試HIi和TDi, i分別記為1、2、3、4。
[0037](6)使用磨耗200次后構造深度TD4評價磨耗后期路面構造深度是否滿足規范使用要求，使用磨耗質量變化率(Cm)和構造深度變化率(Ctd)兩個指標綜合評價浙青混合料抗滑耐久性能，這兩個指標反映了磨耗過程中浙青混合料質量和構造深度的平均變化幅度，數值越大則代表抗磨耗能力越差，兩參數計算公式如下:
y lnm-m;
[0038]^50
Cm= ^4^
y TD111 -TDi
[0039]廣50
-4。
[0040](7)每次測試前應檢查橡膠環完整性，如果出現明顯磨損應更換后再行試驗。
[0041]本發明基于該設備，開發了輪胎式浙青混合料抗滑耐久性測試夾具，用以替代花輪磨頭，模擬浙青路面上汽車輪胎行駛對路面的磨耗，同時開發了新的評價指標反映浙青混合料抗滑耐久能力。由于水泥膠砂耐磨性試驗機已大量普及，開發的輪胎式浙青混合料抗滑耐久性測試夾具結構簡單，價格低廉。再者本發明提出的測試方法操作簡便。因而使得本發明提出的新夾具和測試方法具有效果好，易推廣的優勢。
[0042]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種輪胎式浙青混合料抗滑耐久性測試的夾具，其特征在于，它由卡槽、連接體、輪胎組成；夾具通過上部的卡槽與水泥膠砂耐磨性試驗機連接固定，夾具下部的三個輪胎通過外側擋板用螺絲固定在連接體的鐵軸上。
2.如權利要求1所述的一種輪胎式浙青混合料抗滑耐久性測試的夾具，其特征在于，所述的三個輪胎是可拆卸的。
3.如權利要求1所述的一種輪胎式浙青混合料抗滑耐久性測試的夾具，其特征在于，所述的輪胎包括內部鐵環和外部橡膠環，鐵環套在鐵軸上，鐵環內涂抹黃油以確保能自由轉動，鐵環外側緊套橡膠環，以此模擬汽車輪胎。
4.一種輪胎式浙青混合料抗滑耐久性測試的夾具使用方法，其特征在于，包括步驟: (1)利用輪碾法型浙青混合料試件，靜置24小時后，切割成150*150mm試件； (2)將切割好的試件，成型時的上表面向上，放置到耐磨試驗機的水平轉盤上并固緊； (3)將輪胎式浙青混合料抗滑耐久性測試夾具固定在水泥膠砂耐磨性試驗機上，施加400N負荷用以加速混合料磨耗； (4)預磨10次，取下試件清掃干凈，稱量初始試件重量(Hici)，采用鋪砂法測試初始磨耗區域構造深度(TDtl)； (5)重新固定試件后,分別磨耗50、100、150和200次,每次磨耗完畢后重復步驟4,測試Hii和TDi, i分別記為1、2、3、4 ； (6)使用磨耗200次后構造深度TD4評價磨耗后期路面構造深度是否滿足規范使用要求，使用磨耗質量變化率(Cm)和構造深度變化率(Ctd)兩個指標綜合評價浙青混合料抗滑耐久性能，這兩個指標反映了磨耗過程中浙青混合料質量和構造深度的平均變化幅度，數值越大則代表抗磨耗能力越差，兩參數計算公式如下:
y /M/,i ~m, r50 m4
50 f _ 2^0_JU m —4 (j)每次測試前應檢查橡膠環完整性，如果出現明顯磨損應更換后再行試驗。
【文檔編號】G01N3/04GK104237003SQ201410460499
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月11日 優先權日:2014年9月11日
【發明者】魏建國, 李平, 李海湛, 陳玉紅, 王德新, 劉書萍, 王軍民, 劉國禮, 龔文劍 申請人:長沙理工大學