基于空气加载和激光测量技术的沥青性能快速检测设备

技术领域

本发明属于检测技术领域，具体涉及基于空气加载和激光测量技术的沥青性能快速检测设备。

背景技术

沥青路面具有油耗低、噪音小、抗滑性好、车辆磨损小、行车舒适等优点，已成为高等级公路路面的主要类型。沥青的物理流变性能直接影响沥青路面的路用性能，对沥青性能进行准确、科学的评价对于提高沥青路面的路用性能具有重要意义。

沥青性能评价体系主要可分为针入度分级、粘度分级和PG(Performance Graded)分级。针入度分级和粘度分级方法试验设备和操作方法相对简便，试验结果简单直观。然而，这两种体系的评价方法均具有一定的经验性，试验结果易受外界条件干扰，且该方法较适用于基质沥青，对于改性沥青试验结果离散性较大，重复性较低。PG分级方法基于流变学(中、高温)和线弹性力学(低温)等力学理论，符合沥青材料自身的特性。然而，PG分级方法对仪器设备的要求较高，试验操作和数据分析较为复杂，对于改性剂颗粒较大的改性沥青同样会出现较大的离散性。因此，亟需开发一种能够适用于不同类型沥青材料，且可在不同环境条件下应用的快速、科学、准确的沥青性能评价方法。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了基于空气加载和激光测量技术的沥青性能快速检测设备，以便解决上述提到的技术问题。

本发明的技术方案是：

基于空气加载和激光测量技术的沥青性能快速检测设备，包括：

试验箱；

磁力托盘，用于放置试样盒，位于所述试验箱内；

位置调节系统，设置在所述磁力托盘和所述试验箱的内底面之间，用于调整所述磁力托盘的位置；

空气加载系统，设置在所述试验箱上，用于给试样盒内的试样进行加载；

激光测量系统，设置在所述试验箱上，用于测量试样在加载情况下的实时变形量；

温度控制与调节系统，设置在所述试验箱上，用于调节所述试验箱内部的温度；

控制器，与激光测量系统、空气加载系统、位置调节系统、温度控制与调节系统、外设的供电系统分别电连接，用于控制各系统工作，并获取实时测量的试样的变形量、空气压力和试验温度，对变形量做分析。

优选的，所述位置调节系统包括：

滑轨，设置在所述试验箱的内底面上；

滑轮，卡装在所述滑轨内且能沿着所述滑轨移动；

底板，与所述滑轮固定连接；

高度调节装置，其下端与所述底板连接，其上端与所述磁力托盘连接，所述高度调节装置与升降控制开关电连接，所述升降控制开关与外设的供电系统电连接。

优选的，所述空气加载系统包括：

空气瓶，其出口设置有空气调节阀门，所述空气调节阀门的出口端与空气压力表的入口端连接，所述空气压力表的出口端连接圆管，所述圆管与开设在试验箱上方的空气输送口连接，所述空气输送口上连接有可控空气喷头，所述可控空气喷头、空气调节阀门、空气压力表分别与所述控制器电连接。

优选的，所述激光测量系统包括：

激光发射头，设置在所述试验箱上表面；

激光传感器，用于接收激光反射信号，所述激光传感器与激光发射头、控制器分别电连接。

优选的，所述温度控制与调节系统包括：

设于试验箱外侧的温度控制面板，所述温度控制面板与温度控制器电连接，所述温度控制器分别与致热器、致冷器和控制器电连接，所述致热器和致冷器分别设置在所述试验箱内。

优选的，还包括校准组件，用于在正式测试前对空气加载系统的加载精度进行校准。

优选的，所述校准组件包括：

校准支架，可拆卸式连接在所述磁力托盘上；

两个立柱，垂直设置在所述校准支架上，两个立柱的中心线位于同一条直线上，所述直线与所述校准支架垂直；

校准梁，活动设置在所述校准支架上。

与现有技术相比，本发明提供的基于空气加载和激光测量技术的沥青性能快速检测设备，可进行沥青蠕变变形和变形恢复的快速检测，实用性强，值得推广。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的试验箱外部接口的结构示意图；

图3为本发明的位置调节系统的结构示意图；

图4为本发明的校准组件的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供了基于空气加载和激光测量技术的沥青性能快速检测设备，下面结合图1到图4的结构示意图，对本发明进行说明。

实施例1

如图1-图4所示，本发明提供的基于空气加载和激光测量技术的沥青性能快速检测设备，其结构具体的包括用作主体结构的支撑的试验箱，试验箱内设置有用于放置试样盒13的磁力托盘12，在磁力托盘12和试验箱的内底面之间设置有位置调节系统，位置调节系统用于调整磁力托盘12的位置。

空气加载系统用于给试样盒13内的试样进行加载，设置在试验箱上。

激光测量系统，设置在试验箱上，用于测量试样在加载情况下的实时变形量。

温度控制与调节系统，设置在试验箱上，用于调节试验箱内部的温度；

控制器22，与激光测量系统、空气加载系统、位置调节系统、温度控制与调节系统、外设的供电系统分别电连接，用于控制各系统工作，并获取实时测量的试样的变形量、空气压力和试验温度，对变形量做分析。

进一步的，如图3所示，位置调节系统的结构包括：

设置在试验箱的内底面上的滑轨7，滑轮8卡装在滑轨7内且能沿着滑轨7移动，底板9，与滑轮8固定连接，高度调节装置10的下端与底板9连接，其上端与磁力托盘12连接，高度调节装置10与升降控制开关11电连接，所述升降控制开关11与外设的供电系统电连接，升降控制开关11设置在试验箱上。

使用中，通过升降控制开关11启动高度调节装置10可以对磁力托盘12的高度进行调节，通过推动磁力托盘12，使得滑轮8沿着滑轨7移动，可以完成对磁力托盘12前后位置的调整。

进一步的，空气加载系统包括：

空气瓶27，其出口设置有空气调节阀门29，空气调节阀门29的出口端与空气压力表30的入口端连接，空气压力表30的出口端连接圆管31，圆管31与开设在试验箱上方的空气输送口2连接，空气输送口2上连接有可控空气喷头16，可控空气喷头16、空气调节阀门29、空气压力表30分别与控制器22电连接。

进一步的，激光测量系统的结构包括设置在试验箱上表面的激光发射头14，激光传感器15，用于接收激光反射信号，激光传感器15与激光发射头14、控制器22分别电连接。

进一步的，温度控制与调节系统包括：

设于试验箱外侧的温度控制面板6，温度控制面板6与温度控制器17电连接，温度控制器17分别与致热器18、致冷器19和控制器22电连接，致热器18和致冷器19分别设置在试验箱内。

进一步的，还包括校准组件，如图4所示，用于在正式测试前对空气加载系统的加载精度进行校准。

进一步的，校准组件的结构包括：

校准支架24，可拆卸式连接在磁力托盘12上；

两个立柱25，垂直设置在校准支架24上，两个立柱25的中心线位于同一条直线上，直线与校准支架24垂直；

校准梁26，活动设置在校准支架24上。

此外，控制器22下部设置有与控制器22电连接的箱室灯光调节按钮23。

试验箱外侧背面还开设有监测口3、与控制器22电连接的电源开关1，与控制器22电连接的USB接口4、网络接口5和温度控制面板6，试验箱的前侧设有箱门20和设置在箱门20上的门锁21。

利用上述的装置进行试验时，其操作过程包括以下步骤：

启动控制器22，打开空气开关阀门28，通过空气调节阀门29和空气压力表30将空气压力调整为合适的数值。

将校准支架24安装到磁力托盘12上，校准梁26放置到校准支架24上并调整位置，使校准梁26上的标记对准校准支架24上立柱25的标记，推拉磁力托盘12，使得滑轮8在滑轨7上滚动，直至激光发射头14发出的激光正好对准校准梁26上的圆形标记，通过升降控制开关11调整高度调节装置10使得磁力托盘12到合适的高度。

关闭箱门20并锁定门锁21，通过温度控制面板6将温度调节至试验规定温度后即可开始对检测设备的功能性和空气压力进行校准。

校准开始后，可控空气喷头16喷出空气射流使校准梁26产生变形，激光传感器15检测产生的变形量并将结果显示在控制器22中，根据结果检查所施加的空气压力是否为设定值。校准过程中空气加载系统、激光测量系统、温度控制与调节系统、控制器22会同时工作，确保各系统的功能正常。

完成以上校准工作后，打开箱门20，取下校准梁26，将装有沥青试样的试样盒13放置在磁力托盘12上，推拉磁力托盘12，使得滑轮8在滑轨7上滚动，直至激光发射头14所发射的激光对准试样盒13的中心，通过升降控制开关11调整高度调节装置10使得磁力托盘12到合适的高度。

在控制器22中设置合适的加载与卸载时间后即可开始检测，测试过程中，可控空气喷头16喷出空气射流使沥青材料产生压痕，同时激光传感器15实时检测沥青表面产生的变形，控制器22会对采集到的数据进行处理并给出检测结果。

与现有技术相比，本发明提供的基于空气加载和激光测量技术的沥青性能快速检测设备，可进行沥青蠕变变形和变形恢复的快速检测，实用性强，值得推广。

以上公开的仅为本发明的较佳具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。