一種環(huán)氧瀝青混凝土施工容留時(shí)間的測(cè)試裝置及測(cè)試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于道路工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及環(huán)氧瀝青混凝土施工容留時(shí)間的測(cè)試裝置及 測(cè)試方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 環(huán)氧瀝青混凝土是由環(huán)氧瀝青和集料拌和而成的一種強(qiáng)度高、剛性大的瀝青混凝 土，具有優(yōu)良的高溫穩(wěn)定性、耐腐蝕性、水穩(wěn)定性和抗疲勞特性，在超大跨徑鋼橋面及重交 通道路上得到廣泛的應(yīng)用。與普通瀝青混凝土不同，環(huán)氧瀝青混凝土的結(jié)合料環(huán)氧瀝青是 由環(huán)氧樹(shù)脂和含固化劑的石油瀝青組成，當(dāng)環(huán)氧樹(shù)脂和含固化劑的石油瀝青混合時(shí)，會(huì)發(fā) 生固化反應(yīng)，其黏度隨著時(shí)間增長(zhǎng)而逐漸增加，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到一定階段時(shí)，黏度迅速增加，形 成不熔凝膠體。因此，在環(huán)氧瀝青混凝土拌和到攤鋪的施工過(guò)程中，環(huán)氧瀝青的黏度不但隨 著溫度變化，而且也隨著時(shí)間不斷變化。在這種變化過(guò)程中，如果過(guò)早卸料、攤鋪和碾壓，混 凝土?xí)捎陴ざ冗^(guò)低出現(xiàn)離析現(xiàn)象，反之，如果過(guò)晚卸料、攤鋪和碾壓，混凝土?xí)捎陴ざ?過(guò)高而導(dǎo)致攤鋪困難和碾壓不密實(shí)，嚴(yán)重時(shí)，甚至?xí)?dǎo)致混凝土固化成塊狀，不僅會(huì)損害攤 鋪機(jī)，還會(huì)阻礙整個(gè)的后續(xù)施工，后面連續(xù)幾車的昂貴的環(huán)氧瀝青混凝土也會(huì)成為廢棄物， 在延誤工期的情況下造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，準(zhǔn)確把握環(huán)氧瀝青混凝土的卸料、攤鋪和 碾壓的時(shí)間（施工容留時(shí)間）對(duì)于環(huán)氧瀝青混凝土的順利施工及施工質(zhì)量至關(guān)重要。
[0003] 近幾年，國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)環(huán)氧瀝青混凝土的施工容留時(shí)間，對(duì)環(huán)氧瀝青混凝土進(jìn) 行了大量的研宄，并取得了一些成果，主要是通過(guò)結(jié)合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范（JTG F40-2004)》中瀝青施工黏度控制范圍、不同溫度下環(huán)氧瀝青黏度的增長(zhǎng)規(guī)律與大量的馬歇 爾試驗(yàn)，來(lái)間接確定環(huán)氧瀝青混凝土的施工容留時(shí)間，并根據(jù)該容留時(shí)間進(jìn)行環(huán)氧瀝青混 凝土的施工。該方法能在一定程度上給環(huán)氧瀝青混凝土的施工帶來(lái)幫助，但是不能避免混 凝土出現(xiàn)離析或者過(guò)早固化等現(xiàn)象，不能徹底解決問(wèn)題。這主要是因?yàn)榄h(huán)氧瀝青混凝土的 容留時(shí)間不僅跟環(huán)氧瀝青的黏度、集料級(jí)配及油石比有關(guān)，還跟施工環(huán)境有關(guān)，不能僅僅通 過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)來(lái)確定現(xiàn)場(chǎng)施工容留時(shí)間，另一方面，環(huán)氧瀝青混凝土的施工容留時(shí)間隨著混 凝土溫度的連續(xù)變化而發(fā)生連續(xù)變化，是個(gè)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程，而且在每個(gè)溫度區(qū)間經(jīng) 歷的時(shí)間長(zhǎng)短也會(huì)影響最后的施工容留時(shí)間，因此需要進(jìn)行環(huán)氧瀝青混凝土施工容留時(shí)間 的實(shí)時(shí)測(cè)試。
[0004] 目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于環(huán)氧瀝青混凝土施工容留時(shí)間的直接測(cè)定還沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試方 法，更沒(méi)有相關(guān)的測(cè)試裝置，大多數(shù)參照環(huán)氧瀝青黏度增長(zhǎng)規(guī)律、大量的馬歇爾試驗(yàn)及施工 經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)混凝土溫度的測(cè)量和外觀的觀察進(jìn)行施工容留時(shí)間的確定，這種方法不僅 前期工作繁瑣，而且結(jié)果誤差較大，不能實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地直接得到現(xiàn)場(chǎng)環(huán)氧瀝青混凝土的真實(shí) 施工容留時(shí)間，從而不能保證環(huán)氧瀝青混凝土的順利施工及施工質(zhì)量。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種環(huán)氧瀝青混凝土施 工容留時(shí)間的測(cè)試裝置及測(cè)試方法，該環(huán)氧瀝青混凝土施工容留時(shí)間的測(cè)試裝置制造簡(jiǎn) 單，成本較低，便于維護(hù)，使用范圍較廣，具有極高的靈敏度、精度、準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性，該環(huán)氧 瀝青混凝土施工容留時(shí)間的測(cè)試方法步驟簡(jiǎn)潔，快速直接，效率極高，能實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地直接測(cè) 出現(xiàn)場(chǎng)環(huán)氧瀝青混凝土的真實(shí)施工容留時(shí)間，保證環(huán)氧瀝青混凝土的順利施工及施工質(zhì) 量。
[0006] 技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
[0007] 一種環(huán)氧瀝青混凝土施工容留時(shí)間的測(cè)試裝置，包括隔離器、外殼、攪拌器、攪拌 軸、電動(dòng)機(jī)、加熱絲、測(cè)溫器、測(cè)速器和控制器，隔離器為兩端開(kāi)口的圓筒狀，隔離器的使用 材料為金屬導(dǎo)熱材料，在攪拌軸前端固定有內(nèi)擋板，隔離器和外殼軸向固定，攪拌器和攪拌 軸軸向固定，攪拌器和內(nèi)擋板使用的材料為金屬導(dǎo)熱材料；以外殼與隔離器連接端為前端， 外殼由前至后分為前部外殼、中部外殼和尾部外殼三部分，其中前部外殼為金屬導(dǎo)熱材料， 中部外殼和尾部外殼為隔熱材料，加熱絲嵌置在前部外殼的壁面中，內(nèi)擋板可沿軸向在前 部外殼內(nèi)移動(dòng)，前部外殼的前端外側(cè)設(shè)置有外擋板（當(dāng)裝置插入待測(cè)環(huán)氧瀝青混凝土?xí)r， 通過(guò)外擋板能夠起到很好的支撐與隔離作用，并保證裝置外部的清潔）；加熱時(shí)，攪拌器移 動(dòng)到前部外殼內(nèi)并固定軸向位置，加熱絲對(duì)前部外殼進(jìn)行加熱，前部外殼將熱量傳遞給隔 離器和攪拌器，使前部外殼、隔離器、攪拌器的溫度接近一致，測(cè)溫器對(duì)攪拌器的溫度進(jìn)行 檢測(cè)；工作時(shí)，攪拌器移動(dòng)到隔離器內(nèi)并固定軸向位置，并且隔離器和外殼之間通過(guò)內(nèi)擋板 隔離開(kāi)（使待測(cè)環(huán)氧瀝青混凝土無(wú)法進(jìn)入裝置內(nèi)部，保證裝置內(nèi)部的清潔），電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)攪 拌軸和攪拌器轉(zhuǎn)動(dòng)，測(cè)速器對(duì)攪拌器的轉(zhuǎn)速進(jìn)行檢測(cè)，待測(cè)環(huán)氧瀝青混凝土將熱量傳遞給 隔離器、攪拌器和前部外殼，使待測(cè)環(huán)氧瀝青混凝土、前部外殼、隔離器、攪拌器的溫度接近 一致，測(cè)溫器對(duì)攪拌器的溫度進(jìn)行檢測(cè)；控制器對(duì)電動(dòng)機(jī)、加熱絲、測(cè)溫器和測(cè)速器進(jìn)行驅(qū) 動(dòng)控制，并顯示測(cè)溫器和測(cè)速器的檢測(cè)數(shù)據(jù)，同時(shí)顯示環(huán)氧瀝青混凝土施工容留時(shí)間。
[0008] 優(yōu)選的，所述攪拌器包括錐形轉(zhuǎn)子、螺旋轉(zhuǎn)子和安裝板，錐形轉(zhuǎn)子和螺旋轉(zhuǎn)子軸 向長(zhǎng)度相同，錐形轉(zhuǎn)子和螺旋轉(zhuǎn)子同軸同向安裝，錐形轉(zhuǎn)子的非尖端和螺旋轉(zhuǎn)子的大端焊 接在安裝板上；安裝板中心設(shè)置有通孔；錐形轉(zhuǎn)子分為前段、中段和尾段三部分，前段為圓 錐體，中段為圓柱體，尾段為螺紋結(jié)構(gòu)，圓錐體的大端面直徑為8mm，圓錐體的軸向長(zhǎng)度為 10mm，圓柱體的直徑為8mm，圓柱體的軸向長(zhǎng)度為150mm，螺紋結(jié)構(gòu)穿過(guò)安裝板中心的通孔 后與攪拌軸螺紋連接，安裝板與攪拌軸的內(nèi)擋板貼合；螺旋轉(zhuǎn)子由圓錐線體螺旋成等螺距 的圓錐螺旋體，圓錐線體的截面為花邊圓形，圓錐線體的大端面等效外徑為8mm、10mm或 12_，圓錐螺旋體的大端面直徑為90_，圓錐螺旋體的軸向長(zhǎng)度為160_，圓錐螺旋體的螺 距為25mm、33mm或40mm;根據(jù)螺旋轉(zhuǎn)子的圓錐線體的大端面等效外徑和圓錐螺旋體的螺 距，將攪拌器分為三個(gè)型號(hào)，分別標(biāo)記為型號(hào)I攪拌器、型號(hào)II攪拌器及型號(hào)III攪拌器， 型號(hào)I攪拌器的圓錐線體大端面等效外徑為8mm、圓錐螺旋體的螺距為25mm，型號(hào)II攪拌 器的圓錐線體大端面等效外徑為l〇mm、圓錐螺旋體的螺距為33mm，型號(hào)III攪拌器的圓錐 線體大端面等效外徑為12mm、圓錐螺旋體的螺距為40mm。
[0009] 優(yōu)選的，所述隔離器的內(nèi)徑為100mm，隔離器的軸向長(zhǎng)度為160mm;所述測(cè)速器包 括感應(yīng)探頭和八個(gè)感應(yīng)磁鐵，其中感應(yīng)探頭固定在前部外殼上，八個(gè)感應(yīng)磁鐵以攪拌軸的 內(nèi)擋板中心為圓心均勻布置在內(nèi)擋板上，通過(guò)單位時(shí)間內(nèi)感應(yīng)探頭檢測(cè)到的感應(yīng)磁鐵的數(shù) 量的方式測(cè)量攪拌器的轉(zhuǎn)速。
[0010] 優(yōu)選的，在隔離器的前端設(shè)置有前封蓋，在尾部外殼的尾端設(shè)置有后擋蓋；加熱 時(shí)，前封蓋蓋在隔離器的前端，提高加熱速度；工作時(shí)，后擋蓋旋在尾部外殼的尾端、與攪拌 軸尾端產(chǎn)生壓力；所述后擋蓋上設(shè)置有圓水準(zhǔn)器。
[0011] 優(yōu)選的，還包括輔助支撐、電動(dòng)機(jī)安裝座和電動(dòng)機(jī)罩殼，電動(dòng)機(jī)固定在電動(dòng)機(jī)安裝 座上、覆罩在電動(dòng)機(jī)罩殼內(nèi)；攪拌軸上同軸固定一個(gè)A齒輪，電動(dòng)機(jī)輸出軸上同軸固定一個(gè) B齒輪；輔助支撐包括下承板和上承板，上承板和下承板之間通過(guò)一組彈簧連接，下承板焊 接在中部外殼內(nèi)；在中部外殼內(nèi)壁上設(shè)置有定位卡槽和隔離卡槽；電動(dòng)機(jī)安裝座包括相固 定的側(cè)板和底板，在側(cè)板的外側(cè)設(shè)置有把手，底板放置在上承板上；非工作時(shí)，側(cè)板卡入隔 離卡槽內(nèi)，通過(guò)隔離卡槽固定電動(dòng)機(jī)，側(cè)板與定位卡槽錯(cuò)開(kāi)，彈簧長(zhǎng)度為li，A齒輪和B齒輪 相錯(cuò)開(kāi)；工作時(shí)，側(cè)板卡入定位卡槽內(nèi)，通過(guò)定位卡槽固定電動(dòng)機(jī)，側(cè)板與隔離卡槽錯(cuò)開(kāi)，彈 簧長(zhǎng)度為1 2,A齒輪和B齒輪相嚙合；1，12。
[0012] 優(yōu)選的，在中部外殼上固定有一個(gè)斜向尾端的把手。
[0013] 一種基于上述環(huán)氧瀝青混凝土施工容留時(shí)間的測(cè)試裝置的測(cè)試方法，包括如下步 驟：
[0014] (1)根據(jù)待測(cè)環(huán)氧瀝青混凝土的集料公稱最大粒徑選擇型號(hào)合適的攪拌器，如表 1所示，首先將攪拌器旋入攪拌軸，再將隔離器旋在前部外殼上，安裝各個(gè)部件后，攪拌器位 于前部外殼內(nèi)并固定軸向位置，將前封蓋蓋在隔離器的前端；此時(shí)，側(cè)板卡入隔離卡槽內(nèi)， 通過(guò)隔離卡槽固定電動(dòng)機(jī)，側(cè)板與定位卡槽錯(cuò)開(kāi)，A齒輪和B齒輪相錯(cuò)開(kāi)；
[0015] (2)接通電源，設(shè)定加熱溫度，通過(guò)加熱絲對(duì)前部外殼進(jìn)行加熱，前部外殼將熱量 傳遞給隔離器和攪拌器，使