一种用于沥青及沥青混合料长期老化试验的装置

1.一种用于沥青及沥青混合料长期老化试验的装置，其特征在于，该装置包括：样品试验室（9）、进/泄气阀控制仪（12）、水泵（16）、水箱（17）；安装于样品试验室（9）内的至少一个反射型黑光高压汞灯（1）、喷淋头（18）、紫外辐照计（2）、压力传感器（8）、温度传感器（4）、电炉（6）和样品台（30）；以及安装于样品试验室（9）壁上的进气阀（13）和泄气阀（14）；以及安装于样品试验室（9）外部的定时器（20）、光源控制面板（23）、温度控制面板（24）、压力控制面（25）和喷淋控制面板（28）；以及位于样品试验室（9）外部的标准压缩空气瓶（15），所述反射型黑光高压汞灯（1）、喷淋头（18）和紫外辐照计（2）均安装于样品试验室（9）的顶部，所述样品台（30）安装于样品试验室（9）的底部且与反射型黑光高压汞灯（1）和喷淋头（18）相对，所述反射型黑光高压汞灯（1）与光源控制面板（23）连接，所述紫外辐照计（2）与光源控制面板（23）连接，所述水泵（16）安装于水箱（17）上，且该水泵（16）与喷淋控制面板（28）连接，所述喷淋头（18）与水泵（16）连接，所述压力传感器（8）与压力控制面板（25）连接，所述温度传感器（4）与温度控制面板（24）连接，所述电炉（6）与温度控制面板（24）连接，所述进气阀（13）与标准压缩空气瓶（15）连接，所述进气阀（13）与进/泄气阀控制仪（12）连接，所述泄气阀（14）与进/泄气阀控制仪（12）连接，所述进/泄气阀控制仪（12）与压力控制面板（25）连接，所述光源控制面板（23）、压力控制面板（25）和喷淋控制面板（28）均与定时器（20）连接。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括升降板（21），该升降板（21）安装于样品试验室（9）顶部，所述反射型黑光高压汞灯（1）、喷淋头（18）和紫外辐照计（2）均安装于升降板（21）上。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述升降板（21）上设有升降控制钮（22）。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述定时器（20）、光源控制面板（23）、温度控制面板（24）、压力控制面（25）和喷淋控制面板（28）均安装于样品试验室（9）的外壁上。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述水箱（17）安装于样品试验室（9）内部，并安装于样品试验室（9）底部。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述进/泄气阀控制仪（12）安装于样品试验室（9）内部，并安装于样品试验室（9）底部。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述反射型黑光高压汞灯（1）通过光源控制线（3）与光源控制面板（23）连接，所述紫外辐照计（2）通过光源控制线（3）与光源控制面板（23）连接，所述喷淋头（18）通过液体导管（19）与水泵（16）连接，所述水泵（16）通过喷淋控制线（29）与喷淋控制面板（28）连接，所述压力传感器（8）通过压力传感器连线（10）与压力控制面板（25）连接，所述温度传感器（4）通过温度传感器连线（5）与温度控制面板（24）连接，所述电炉（6）通过加热控制线（7）与温度控制面板（24）连接，所述进气阀（13）通过气体导管（26）与标准压缩空气瓶（15）连接，所述进气阀（13）通过进/泄气控制线（27）与进/泄气阀控制仪（12）连接，所述泄气阀（14）通过进/泄气控制线（27）与进/泄气阀控制仪（12）连接，所述进/泄气阀控制仪（12）通过压力控制线（11）与压力控制面板（25）连接。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置包括四个反射型黑光高压汞灯（1）。
9.如权利要求1或8所述的装置，其特征在于，所述反射型黑光高压汞灯（1）为GHF125W-03型反射型黑光高压汞灯。
10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述紫外辐照计（2）为UA-A型紫外辐照计。

一种用于沥青及沥青混合料长期老化试验的装置\n技术领域\n[0001] 本实用新型涉及公路材料性能检测试验装置，具体公开了一种用于沥青及沥青混合料长期老化试验的装置。\n背景技术\n[0002] 沥青材料属有机胶结料，暴露于自然界不可避免受到环境因素的影响， 在光照、氧气、温度和降水等作用下，随着时间的推移，其内部各组分含量发生变化，通常表现为沥青的黏度增大、延度降低、低温抗收缩开裂性能下降。目前，在室内通常采用薄膜烘箱试验(TFOT)和旋转薄膜烘箱试验(RTFOT)来模拟沥青的短期老化过程、采用压力老化试验(PAV)模拟沥青的长期老化过程来评价沥青的使用性能。\n[0003] 沥青混合料的耐老化性能，是指沥青路面在使用期间承受交通、气候等环境因素的综合作用，沥青混合料使用性能保持稳定或较小发生质量变化的能力，通常也称为抗老化性能，这里所指的气候主要是指空气（氧）、阳光（紫外线）、温度和降水的影响。与沥青相似，沥青混合料的老化过程也分为两个阶段，即短期老化和长期老化。短期老化表征沥青路面建设期沥青混合料因受热引起的老化，开始于拌和厂，终止于沥青路面压实后温度降至自然温度；长期老化表征沥青路面使用期内沥青混合料因光照、温度、降水和交通荷载的综合作用导致的老化，开始于路面建成之后，终止于路面服务性能下降，直至不能满足行车的要求。在室内试验中采用短期烘箱加热法（STOA），即在规定拌和温度拌和均匀后，将松散混合料置于（135±1）℃的强制通风烘箱内加热4h±5min，以此用来模拟松散混合料在拌和、贮存、运输和摊铺碾压过程中的受热而挥发和氧化的效应，即沥青混合料在施工阶段的短期老化效应；采用长期烘箱加热法（LTOA），即将经过短期老化后成型的试件置于强制通风烘箱内以（85±1）℃的温度加热5天，以此用来模拟碾压成型的沥青路面受车载和环境因素作用下的持续氧化效应，即沥青路面在使用阶段的长期老化效应。\n[0004] 现有的压力老化和沥青混合料长期老化PAV、长期烘箱加热老化LTOA试验过程中仅仅考虑了温度、空气两个影响因素，而对于阳光（紫外线）和降水这两个影响因素，压力老化试验并没有将其考虑在内，然而对于属于有机胶结料的沥青和沥青混合料来说，紫外线和降水这些影响因素直接影响沥青和沥青混合料的老化性能，进而影响着试验的评价结果。除此之外，现有技术中并无可供试验过程中使用的具备有上述试验因素的装置。\n发明内容\n[0005] 针对现有技术的缺陷或不足，本实用新型的目的在于提供一种用于沥青及沥青混合料长期老化试验的装置，利用此装置，能够在人为制造的环境内模拟自然条件下影响沥青和沥青合料性能的因素，如空气（氧）、阳光（紫外线）、温度和降水，并且可人为强化温度、空气和紫外线的辐射强度（10～15倍），以便在较短的时间内获得科学合理的沥青和沥青混合料长期老化试验结果。\n[0006] 为实现上述技术任务，本实用新型采取如下的技术解决方案：\n[0007] 一种用于沥青及沥青混合料长期老化试验的装置，其特征在于，该装置包括：样品试验室、进/泄气阀控制仪、水泵、水箱；安装于样品试验室内的至少一个反射型黑光高压汞灯、喷淋头、紫外辐照计、压力传感器、温度传感器、电炉和样品台；以及安装于样品试验室壁上的进气阀和泄气阀；以及安装于样品试验室外部的定时器、光源控制面板、温度控制面板、压力控制面和喷淋控制面板；以及位于样品试验室外部的标准压缩空气瓶，所述反射型黑光高压汞灯、喷淋头和紫外辐照计均安装于样品试验室的顶部，所述样品台安装于样品试验室的底部且与反射型黑光高压汞灯和喷淋头相对，所述反射型黑光高压汞灯与光源控制面板连接，所述紫外辐照计与光源控制面板连接，所述水泵安装于水箱上，所述水泵与喷淋控制面板连接，所述喷淋头与水泵连接，所述压力传感器与压力控制面板连接，所述温度传感器与温度控制面板连接，所述电炉与温度控制面板连接，所述进气阀与标准压缩空气瓶连接，所述进气阀与进/泄气阀控制仪连接，所述泄气阀与进/泄气阀控制仪连接，所述进/泄气阀控制仪与压力控制面板连接，所述光源控制面板、压力控制面板和喷淋控制面板均与定时器连接。\n[0008] 本实用新型的其他技术特征为：\n[0009] 所述装置还包括升降板，该升降板安装于样品试验室顶部，所述反射型黑光高压汞灯、喷淋头和紫外辐照计均安装于升降板上。\n[0010] 所述升降板上设有升降控制钮。\n[0011] 所述定时器、光源控制面板、温度控制面板、压力控制面和喷淋控制面板均安装于样品试验室的外壁上。\n[0012] 所述水箱安装于样品试验室内部，并安装于样品试验室底部。\n[0013] 所述进/泄气阀控制仪安装于样品试验室内部，并安装于样品试验室底部。\n[0014] 所述反射型黑光高压汞灯通过光源控制线与光源控制面板连接，所述紫外辐照计通过光源控制线与光源控制面板连接，所述喷淋头通过液体导管与水泵连接，所述水泵通过喷淋控制线与喷淋控制面板连接，所述压力传感器通过压力传感器连线与压力控制面板连接，所述温度传感器通过温度传感器连线与温度控制面板连接，所述电炉通过加热控制线与温度控制面板连接，所述进气阀通过气体导管与标准压缩空气瓶连接，所述进气阀通过进/泄气控制线与进/泄气阀控制仪连接，所述泄气阀通过进/泄气控制线与进/泄气阀控制仪连接，所述进/泄气阀控制仪通过压力控制线与压力控制面板连接。\n[0015] 所述装置包括四个反射型黑光高压汞灯。\n[0016] 所述反射型黑光高压汞灯为GHF125W-03型反射型黑光高压汞灯。\n[0017] 所述紫外辐照计为UA-A型紫外辐照计。\n[0018] 本实用新型可带来如下的技术效果：\n[0019] （1）本装置可实现在人为制造的环境内模拟自然条件下沥青和沥青混合料所受到的自然影响因素，如空气（氧）、阳光（紫外线）、温度和降水，并且人为强化温度，空气和紫外线的辐射强度（10～15倍），以便在较短的时间内获得沥青和沥青混合料长期老化试验结果。\n[0020] （2）本装置包括了温度控制系统、压力控制系统、紫外线强度控制系统和时间控制器，测试更简便和高效。\n[0021] （3）本装置性能稳定、测试结果可靠、精确度高、重复性好、操作简便、快捷。\n附图说明\n[0022] 图1为本实用新型的装置结构示意图。\n[0023] 图中各代码代表：1-反射型黑光高压汞灯、2-紫外辐照计、3-光源控制线、4-温度传感器、5-温度传感器连线、6-电炉、7-加热控制线、8-压力传感器、9-样品实验室、10-压力传感器连线、11-压力控制连线、12-进/泄气阀控制仪、13-进气阀、14-泄气阀、15-标准压缩空气瓶、16-水泵、17-水箱、18-喷淋头、19-液体导管、20-定时器、21-升降板、22-升降控制钮、23-光源控制面板、24-温度控制面板、25-压力控制面板、26-气体导管、27-进/泄气控制线、28-喷淋控制面板、29-喷淋控制线、30-样品台。\n[0024] 以下结合实施例与附图对本实用新型作进一步详细说明。\n具体实施方式\n[0025] 沥青路面施工时，沥青混合料需要在空气介质中进行加热，路面建成后，长期暴露在大气环境中，经受空气（氧）、阳光（紫外线）、温度和降水等自然因素作用，同时还要受到汽车等机械应力的作用。因此，对沥青混合料的老化过程的评价方法，应当充分考虑到上述因素，以便尽可能地接近路面的实际使用状况。本实用新型正是基于上述理论，提供一种可满足上述试验条件的试验装置，该装置包括：\n[0026] 样品试验室9、进/泄气阀控制仪12、水泵16、水箱17；安装于样品试验室9内的至少一个反射型黑光高压汞灯1、喷淋头18、紫外辐照计2、压力传感器8、温度传感器4、电炉6和样品台30；安装于样品试验室9壁上的进气阀13和泄气阀14；安装于样品试验室9外部的定时器20、光源控制面板23、温度控制面板24、压力控制面25和喷淋控制面板28；\n位于样品试验室9外部的标准压缩空气瓶15，根据常规试验的样品用量，装置中安装有四个反射型黑光高压汞灯1其中，所述反射型黑光高压汞灯1、喷淋头18和紫外辐照计2均安装于样品试验室9的顶部，为更好到的实现装置的灵活性与科学性，可在样品试验室9的顶部安装一升降板21，反射型黑光高压汞灯1、喷淋头18和紫外辐照计2均安装于升降板21上，除此之外，可在升降板上设有升降控制钮22，以控制升降板21升降工作；所述样品台30安装于样品试验室的底部且与反射型黑光高压汞灯1和喷淋头18相对，所述反射型黑光高压汞灯1与光源控制面板23连接，所述紫外辐照计2与光源控制面板23连接，所述水泵16安装于水箱17上，所述水泵16与喷淋控制面板28连接，所述喷淋头18与水泵16连接，所述压力传感器8与压力控制面板25连接，所述温度传感器4与温度控制面板24连接，所述电炉6与温度控制面板24连接，所述进气阀13与标准压缩空气瓶15连接，所述进气阀13与进/泄气阀控制仪12连接，所述泄气阀14与进/泄气阀控制仪12连接，所述进/泄气阀控制仪12与压力控制面板25连接。从装置的整体角度考虑，可将上述的水箱17安装于样品试验室9内部，并安装于样品试验室9底部。进/泄气阀控制仪12安装于样品试验室\n9内部，并安装于样品试验室9底部。所述光源控制面板23、压力控制面板25和喷淋控制面板28均与定时器20连接。\n[0027] 上述反射型黑光高压汞灯1为GHF125W-03型反射型黑光高压汞灯。\n[0028] 上述电炉6的功率为3000w。\n[0029] 上述的紫外辐照计2为UA-A型紫外辐照计。\n[0030] 从功能上装置包括光源系统、温度控制系统、压力控制系统、喷淋系统、时间控制系统和电源控制系统：\n[0031] 光源系统主要包括反射型黑光高压汞灯1、UA-A型紫外辐照计2和光源控制面板\n23；光源控制面板23通过光源控制线3与反射型黑光高压汞灯1和UA-A型紫外辐照计2相连，可实现对光照强度的设定和智能控制；其中反射型黑光高压汞灯1采用GHF125W-03型反射型黑光高压汞灯，其额定功率为125W，额定电压为220V，工作时能产生强烈的3650A紫外线辐射，它的外壳采用只透长波紫外线UV-A的伍德氏玻璃。此系统能在人为制造的环境内模拟自然条件下并强化紫外线的辐射强度，以便在较短的时间内获得试验结果。\n[0032] 温度控制系统主要包括温度传感器4、功率为3000w的电炉6和温度控制面板24；\n温度传感器4通过温度传感器连线5与温度控制面板24相连；功率为3000w的电炉6通过加热控制线7与温度控制面板24相连，以实现对温度的设定和智能控制。此系统可以有效控制老化样品所处环境的温度，充分并加速老化。\n[0033] 压力控制系统包括压力传感器8、进/泄气阀控制仪12、进气阀13、泄气阀14、标准压缩空气瓶15和压力控制面板25；压力传感器8通过压力传感器连线10与压力控制面板25相连接；压力控制面板25通过压力控制连线11与进/泄气阀控制仪12相连接；标准压缩空气瓶15通过气体导管26与进气阀13相连接；进/泄气阀控制仪12通过进/泄气控制线27与进气阀13和泄气阀14相连接，以实现对压力的设定和智能控制。此系统通过人为施加空气压力，使试验样品在高压下与空气充分接触氧化，以此用来模拟碾压成型的沥青路面受车载和环境因素作用下的持续氧化效应，即沥青路面在使用阶段的长期老化效应。\n[0034] 喷淋系统包括水泵16、水箱17、喷淋头18、和喷淋控制面板28；喷淋头18通过液体导管19与水泵16相连接；喷淋控制面板28通过喷淋控制线29与水泵16相连接，以实现对试样的喷淋操作。此系统通过人为增加试验样品所处试验环境的湿度，充分模拟沥青材料在铺筑于路面时，所受到自然环境降水的影响。\n[0035] 时间控制系统包括定时器20，可对沥青及沥青混合料长期老化仿真系统的时间进行控制，定时结束时，沥青及沥青混合料长期老化仿真系统即自动关闭。为适应不同时间的样品投入试验，单个试样可分别试验计时范围：0.01～999小时59分±1s。\n[0036] 为提高装置的智能型，实际工作过程中光源系统、温度控制系统、压力控制系统、喷淋系统、时间控制系统等执行电器，均可与计算机控制系统相连，通过将计算机控制系统的各项指令转变为相应的动作，从而自动完成沥青及沥青混合料长期老化仿真的全过程。\n计算机控制系统通过定时器20与光源系统中的光源控制面板23、压力控制系统中的压力控制面板25、喷淋系统中的喷淋控制面板28相连接，系统会按照事先设定的光照时间、压力时间、喷淋周期，实现对各系统试验时间的控制；计算机控制系统与温度控制系统中的温度控制面板24相连接，加热系统会按照事先设定的温度加热，当温度达到设定温度，温度传感器会将信号传送至计算机控制系统，进而将信号反馈给温度控制系统，此时温度控制系统控制加热电炉，使其停止加热。\n[0037] 本实用新型的装置使用步骤如下。\n[0038] （1）将沥青或沥青混合料试样放入样品试验室9中的样品台30上。\n[0039] （2）调节反射型黑光高压汞灯1与试样之间的高度。\n[0040] （3）打开电源。\n[0041] （4）在光源控制面板23上设定试验所需紫外线辐射强度，温度控制面板24上设定试验室中的温度（最高可提供150℃），在压力控制面板25上设定试验所需要的压力（最大可提供2.1MPa的压强），在喷淋控制面板28上设定喷淋周期（时间可提供0.01～999小时\n59分±1s，喷水压力可提供78～127kpa）。\n[0042] （5）系统自动运行，根据不同的室内长期老化时间的仿真对应不同的室外自然老化的时间，取出沥青或沥青混合料进行常规分析试验，判断沥青材料的抗长期老化的性能。\n同时记录样品试验室中的温度、压强、紫外老化的时间、反射型黑光高压汞灯的辐射输出衰变状况及喷淋周期。\n[0043] （6）一组试验完毕，取出试件，换上新试件，按照上述步骤进行下一轮试验。