一种模拟自然环境作用的沥青材料老化试验装置

1.本实用新型涉及沥青材料老化试验技术领域，特别是涉及一种模拟自然环境作用的沥青材料老化试验装置。


背景技术：

2.全世界约85％的沥青材料用于铺筑路面，其中我国许多高速公路、一级公路及国道主干线都采用沥青路面，这主要归功于沥青路面具有优良的高温稳定性、低温抗裂性、抗滑性、行车舒适等路用性能。
3.沥青路面长时间裸露于自然环境条件，必然受到湿度、温度、氧气和太阳光照等因素的耦合作用，沥青材料逐渐发生老化，引发各种沥青路面病害，从而导致沥青路面的路用性能下降。这不仅增加了沥青路面的管养费用，还降低了行车舒适性。因此，研究沥青材料在自然环境下的老化规律和衰变机理，对提高沥青路面的路用性能，延长路面寿命，节约管养费用等方面有积极的意义。
4.目前实验室内模拟沥青老化的方法一般是薄膜加热老化试验、旋转薄膜加热老化试验、压力老化容器加速老化试验等常规老化方法。这些老化试验仅模拟了温度和氧气耦合作用环境，与自然环境下的沥青路面老化环境存在较大差异，无法全面、准确地评价自然环境下的沥青材料抗老化性能。因此，需要研发一种模拟自然环境作用的沥青材料老化试验装置来模拟自然环境对沥青材料的老化作用，获取合理的沥青材料老化试验数据。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种模拟自然环境作用的沥青材料老化试验装置，以解决现有技术存在的问题。
6.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型提供一种模拟自然环境作用的沥青材料老化试验装置，包括：
7.沥青老化箱；
8.控制机构，包括检测组件，所述检测组件设置在所述沥青老化箱内壁顶部，所述沥青老化箱的外壁一侧设置有控制组件；
9.模拟机构，包括升降组件，所述升降组件设置在所述沥青老化箱内腔顶面，所述升降组件底部设置有光照组件，所述沥青老化箱内壁上设置有进风及通风组件，所述沥青老化箱内腔中部设置有承载组件，所述沥青老化箱内腔底部设置有加湿组件，所述沥青老化箱的底部设置有加热装置。
10.优选的，所述检测组件包括温度传感器和湿度传感器，所述温度传感器和湿度传感器均固接在所述沥青老化箱内壁顶部，所述沥青老化箱的外壁上设置有温度湿度显示屏，所述温度传感器和湿度传感器与所述温度湿度显示屏电性连接。
11.优选的，所述升降组件包括两升降杆，两所述升降杆固接在所述沥青老化箱内腔顶面。
12.优选的，所述光照组件包括紫外线灯，所述紫外线灯固接在两所述升降杆的底面。
13.优选的，所述进风及通风组件包括鼓风口和通风口，所述鼓风口设置在所述沥青老化箱内腔侧面，所述通风口设置在所述沥青老化箱内腔顶面。
14.优选的，所述承载组件包括金属网，所述金属网固接在所述沥青老化箱内腔中部，所述金属网顶部设置有托盘。
15.优选的，所述加湿组件包括水槽加湿装置，所述水槽加湿装置设置在所述沥青老化箱内腔底面。
16.优选的，所述控制组件包括温度调节装置、鼓风开关和光照开关，所述温度调节装置与所述加热装置电性连接，所述光照开关与所述紫外线灯电性连接，所述鼓风开关电性连接有外接鼓风设备，所述外接鼓风设备与所述鼓风口连通设置。
17.本实用新型公开了以下技术效果：本实用新型与现有技术相比，本实用新型可以对沥青材料进行紫外线光、温度、湿度和氧气耦合作用下的老化试验。与仅考虑温度和氧气耦合作用的老化试验装置相比，本实用新型不仅能更加全面地模拟自然环境的老化作用，而且能合理地反映沥青材料的老化行为，为沥青材料抗老化性能及其老化机理研究提供试验装置上的支持。
18.本实用新型通过控制温度调节装置、水槽加湿装置、鼓风开关、光照开关和升降杆来控制沥青老化箱内的温度、湿度、氧气和紫外线光照强度，以模拟自然环境作用下的沥青材料老化，为沥青材料老化试验提供更全面、更合理的自然环境模拟选择。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本实用新型一种模拟自然环境作用的沥青材料老化试验装置的结构示意图；
21.其中，1、沥青老化箱；2、加热装置；3、紫外线灯；4、水槽加湿装置；5、鼓风口；6、通风口；7、金属网；8、托盘；9、温度传感器；10、湿度传感器；11、温度湿度显示屏；12、温度调节装置；13、鼓风开关；14、光照开关；15、升降杆。
具体实施方式
22.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
23.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
24.参照图1，本实用新型提供一种模拟自然环境作用的沥青材料老化试验装置，包括：
25.沥青老化箱1；
26.控制机构，包括检测组件，检测组件设置在沥青老化箱1内壁顶部，沥青老化箱1的外壁一侧设置有控制组件；
27.模拟机构，包括升降组件，升降组件设置在沥青老化箱1内腔顶面，升降组件底部设置有光照组件，沥青老化箱1内壁上设置有进风及通风组件，沥青老化箱1内腔中部设置有承载组件，沥青老化箱1内腔底部设置有加湿组件，沥青老化箱1的底部设置有加热装置2。
28.本实用新型与现有技术相比，本实用新型可以对沥青材料进行紫外线光、温度、湿度和氧气耦合作用下的老化试验。与仅考虑温度和氧气耦合作用的老化试验装置相比，本实用新型不仅能更加全面地模拟自然环境的老化作用，而且能合理地反映沥青材料的老化行为，为沥青材料抗老化性能及其老化机理研究提供试验装置上的支持。
29.本实用新型通过控制温度调节装置12、水槽加湿装置4、鼓风开关13、光照开关14和升降杆15来控制沥青老化箱1内的温度、湿度、氧气和紫外线光照强度，以模拟自然环境作用下的沥青材料老化，为沥青材料老化试验提供更全面、更合理的自然环境模拟选择。
30.进一步优化方案，检测组件包括温度传感器9和湿度传感器10，温度传感器9和湿度传感器10均固接在沥青老化箱1内壁顶部，沥青老化箱1的外壁上设置有温度湿度显示屏11，温度传感器9和湿度传感器10与温度湿度显示屏11电性连接。
31.进一步优化方案，升降组件包括两升降杆15，两升降杆15固接在沥青老化箱1内腔顶面。
32.升降杆15可以通过上下升降来调节紫外线灯3与托盘8之间的距离。
33.进一步优化方案，光照组件包括紫外线灯3，紫外线灯3固接在两升降杆15的底面。
34.进一步优化方案，进风及通风组件包括鼓风口5和通风口6，鼓风口5设置在沥青老化箱1内腔侧面，通风口6设置在沥青老化箱1内腔顶面。
35.进一步优化方案，承载组件包括金属网7，金属网7固接在沥青老化箱1内腔中部，金属网7顶部设置有托盘8。
36.设置的托盘8为独立设置。
37.进一步优化方案，加湿组件包括水槽加湿装置4，水槽加湿装置4设置在沥青老化箱1内腔底面。
38.加热装置2可使沥青老化箱1内最高温度达200℃；紫外线灯3采用1000w的uv固化灯，可以模拟光照全方位地对托盘8上的沥青材料试样进行照射；水槽加湿装置4可以为沥青老化箱1增加湿度，可调节相对湿度最高至95％；鼓风口5与通风口6可以为沥青老化箱1提供源源不断的空气，满足沥青材料老化时氧气因素的需求。
39.进一步优化方案，控制组件包括温度调节装置12、鼓风开关13和光照开关14，温度调节装置12与加热装置2电性连接，光照开关14与紫外线灯3电性连接，鼓风开关13电性连接有外接鼓风设备，外接鼓风设备与鼓风口5连通设置。
40.温度调节装置12可以控制沥青老化箱1内的温度恒定
41.本实用新型提供的模拟自然环境作用的沥青材料老化试验装置的具体使用步骤如下：
42.步骤一：将托盘8洗净后，置100℃烘箱中烘干，并在干燥器中冷却后编号。然后将
沥青材料放入烘箱进行加热，根据沥青密度和面积已知的托盘8计算所需沥青材料质量，确保托盘8中的沥青材料均匀流平后的厚度控制在1-3mm，按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(jtg e20-2011)中t 0602-2011试验方法制备试验所需的沥青材料试样，自然冷却至室温。
43.步骤二：将水槽加湿装置4内加入设定刻度的水。
44.步骤三：通过温度调节装置12将沥青老化箱1内温度预热至试验温度，观察温度湿度显示屏11是否到达试验所需的温度与湿度要求，均达到要求之后将编好顺序的装有沥青材料的托盘8摊放在金属网7上，同时打开鼓风开关13和光照开关14。
45.步骤四：在紫外线灯3照射、鼓风与通风设备工作、设定的试验温度和湿度条件下对沥青材料进行老化试验。沥青材料老化过程中应时刻观察温度湿度显示屏11的温度与湿度显示数值是否恒定、紫外线灯3与鼓风口5是否正常工作，避免模拟沥青材料老化环境的变化。
46.步骤五：沥青材料老化完成后，关闭加热装置2、光照开关14和鼓风开关13，取出沥青试样，清洗托盘8和整理试验装置。
47.本实施例试验装置可根据升降杆15调节紫外线灯3与托盘8之间的距离，以此控制紫外线光照强度；可以调节温度调节装置12来控制沥青老化箱1内试验温度；可以控制水槽加湿装置4的水量调节沥青老化箱1内试验湿度；同时鼓风口5与通风口6共同为沥青老化箱1提供空气。
48.本实施例试验装置以模拟自然环境进行沥青材料老化试验，还原沥青材料老化环境，为研究沥青材料抗老化性能及其老化机理提供全面、合理的试验数据，对沥青材料老化研究具有积极的作用。
49.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
50.以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

技术特征：
1.一种模拟自然环境作用的沥青材料老化试验装置，其特征在于，包括：沥青老化箱(1)；控制机构，包括检测组件，所述检测组件设置在所述沥青老化箱(1)内壁顶部，所述沥青老化箱(1)的外壁一侧设置有控制组件；模拟机构，包括升降组件，所述升降组件设置在所述沥青老化箱(1)内腔顶面，所述升降组件底部设置有光照组件，所述沥青老化箱(1)内壁上设置有进风及通风组件，所述沥青老化箱(1)内腔中部设置有承载组件，所述沥青老化箱(1)内腔底部设置有加湿组件，所述沥青老化箱(1)的底部设置有加热装置(2)；所述检测组件包括温度传感器(9)和湿度传感器(10)，所述温度传感器(9)和湿度传感器(10)均固接在所述沥青老化箱(1)内壁顶部，所述沥青老化箱(1)的外壁上设置有温度湿度显示屏(11)，所述温度传感器(9)和湿度传感器(10)与所述温度湿度显示屏(11)电性连接；所述升降组件包括两升降杆(15)，两所述升降杆(15)固接在所述沥青老化箱(1)内腔顶面；所述光照组件包括紫外线灯(3)，所述紫外线灯(3)固接在两所述升降杆(15)的底面；所述进风及通风组件包括鼓风口(5)和通风口(6)，所述鼓风口(5)设置在所述沥青老化箱(1)内腔侧面，所述通风口(6)设置在所述沥青老化箱(1)内腔顶面；所述承载组件包括金属网(7)，所述金属网(7)固接在所述沥青老化箱(1)内腔中部，所述金属网(7)顶部设置有托盘(8)。2.根据权利要求1所述的一种模拟自然环境作用的沥青材料老化试验装置，其特征在于：所述加湿组件包括水槽加湿装置(4)，所述水槽加湿装置(4)设置在所述沥青老化箱(1)内腔底面。3.根据权利要求2所述的一种模拟自然环境作用的沥青材料老化试验装置，其特征在于：所述控制组件包括温度调节装置(12)、鼓风开关(13)和光照开关(14)，所述温度调节装置(12)与所述加热装置(2)电性连接，所述光照开关(14)与所述紫外线灯(3)电性连接，所述鼓风开关(13)电性连接有外接鼓风设备，所述外接鼓风设备与所述鼓风口(5)连通设置。

技术总结
本实用新型公开一种模拟自然环境作用的沥青材料老化试验装置，包括沥青老化箱；控制机构，包括检测组件，检测组件设置在沥青老化箱内壁顶部，沥青老化箱的外壁一侧设置有控制组件；模拟机构，包括升降组件，升降组件设置在沥青老化箱内腔顶面，升降组件底部设置有光照组件，沥青老化箱内壁上设置有进风及通风组件，沥青老化箱内腔中部设置有承载组件，沥青老化箱内腔底部设置有加湿组件，沥青老化箱的底部设置有加热装置。本实用新型能够在紫外线照射、加热、加湿和鼓风的方式下进行沥青材料老化试验，进而模拟自然环境下的光照、温度、水和氧气耦合作用导致的沥青材料老化，为研究沥青材料在自然环境下的老化规律提供了试验装置。置。置。


技术研发人员：杨国良 彭少策 陈奇良 黄文杰 李重谊 李凯淳 廖远宇
受保护的技术使用者：广州大学
技术研发日：2022.12.28
技术公布日：2023/8/17