一种沥青混合料试件的成型设备及使用方法与流程

[0001]
本发明属于道路工程试验领域，具体涉及一种沥青混合料试件的成型设备及使用方法。


背景技术：

[0002]
沥青混合料作为高等级路面的主要铺筑材料之一，性能优良、铺筑简便、养护方便、舒适性好，一直以来都受到人们的广泛关注和研究。如今，越来越多的高性能路面和功能性路面进入人们的视野，沥青路面的施工技术和设备也趋于完善。
[0003]
在室内的沥青混合料性能试验中，通常采用击实法和传统的轮碾仪成型试件，但都存在各自的缺点，击实法不能很好的模拟实际路面碾压过程，击实锤还有可能造成石料破碎；传统的轮碾仪模具尺寸固定，只能满足少部分试验的要求，且一次只能成型一块车辙板，效率不高。此外，这两种方法都需要手动装填混合料，人为因素的影响较大，容易造成装料不均匀，分层离析等，使试件之间产生差异性，对试验结果造成不良影响。


技术实现要素：

[0004]
针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种沥青混合料试件的成型设备及使用方法，模拟真实路面的碾压过程，优化沥青混合料试件的制作过程，减少人为误差的影响，提高了试件的成型效率，能够成型不同尺寸和形状的试件，该成型设备的适用性强。
[0005]
为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案予以实现：
[0006]
一种沥青混合料试件的成型设备，包括下料装置和碾压成型装置，所述下料装置包括上下贯通的盛料器，所述盛料器内设置有搅拌叶片；所述碾压成型装置包括两个螺纹杆、两个限位轨、碾轮和用于向所述碾轮施压的伸缩装置，每个所述螺纹杆上从其一端至中间位置开设有正向螺纹，从其另一端至中间位置开设有反向螺纹，两个所述螺纹杆正对且平行设置，两个所述螺纹杆能够绕自身轴线同步转动；一个所述限位轨的两端分别与两个所述螺纹杆的正向螺纹对应配合连接，另一个所述限位轨的两端分别与两个所述螺纹杆的反向螺纹对应配合连接，两个所述限位轨之间用于放置成型模具；所述碾轮横跨在两个所述限位轨上方，所述伸缩装置设置在所述碾轮的上方，所述碾轮的两端与所述伸缩装置的伸缩杆转动连接，所述伸缩装置能够沿所述限位轨方向往复运动。
[0007]
进一步地，所述下料装置还包括正对设置的两个支撑板，所述盛料器固定在所述支撑板之间，所述盛料器内贯穿有转动杆，所述转动杆的一端连接有第一驱动装置，所述搅拌叶片连接在所述转动杆上。
[0008]
进一步地，所述转动杆为中空杆，所述转动杆内设置有温度计，所述温度计从所述转动杆的另一端插入所述转动杆。
[0009]
进一步地，所述盛料器的底部铰接有挡料板，两个所述支撑板上正对的位置分别开设有条形孔，两个所述支撑板之间设置有控制杆，所述控制杆的两端分别穿过两个所述条形孔，所述控制杆用于控制所述挡料板的开闭。
[0010]
进一步地，所述盛料器的下方设置有弧形导料槽。
[0011]
进一步地，所述碾压成型装置还包括两个承压座，两个所述承压座正对设置，一个所述螺纹杆转动连接在一个所述承压座上，另一个所述螺纹杆转动连接在另一个所述承压座上；两个所述螺纹杆的一端分别连接有第一齿轮，两个所述第一齿轮通过第一传动链连接，且任一所述第一齿轮连接有第二驱动装置，所述第二驱动装置设置在任一所述承压座上。
[0012]
进一步地，两个所述承压座之间连接有两个滑杆，两个所述滑杆之间通过两个拉杆连接，且两个所述拉杆能够沿滑杆滑动，两个所述滑杆上还空套有滑动箱，两个所述拉杆位于所述滑动箱内；两个所述承压座上分别设置有第二齿轮，两个所述第二齿轮通过第二传动链连接，所述第二传动链的一端穿过所述滑动箱后绕经一个所述第二齿轮后与一个所述拉杆连接，另一端穿过所述滑动箱后绕经另一个所述第二齿轮后与另一个所述拉杆连接，任一所述第二齿轮连接有第三驱动装置。
[0013]
进一步地，还包括底座，所述下料装置和所述碾压成型装置固定在所述底座上。
[0014]
一种沥青混合料试件的成型设备的使用方法，将沥青混合料倒入下料装置的盛料器内，通过搅拌叶片将沥青混合料搅拌均匀；
[0015]
使盛料器内的沥青混合料均匀下落至成型模具内；
[0016]
待沥青混合料填满成型模具后，击实成型模具内的沥青混合料后将其移至碾压成型装置的两个限位轨之间，使成型模具上端与限位轨上端面齐平；
[0017]
控制两个螺纹杆绕自身轴线同步转动，使两个限位轨加紧固定成型模具；
[0018]
控制伸缩装置的伸缩杆使碾轮下落至限位轨上并施加预定压力，控制伸缩装置沿限位轨方向往复运动，带动碾轮对成型模具内的沥青混合料碾压；
[0019]
碾压达到预定次数后，控制伸缩装置的伸缩杆使碾轮上升，控制两个螺纹杆绕自身轴线同步转动，使两个限位轨向外移动，取出成型好的试件。
[0020]
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：本发明提供的一种沥青混合料试件的成型设备，在使用时，将沥青混合料加入到下料装置的盛料器内，通过盛料器内的搅拌叶片对沥青混合料不断的搅拌，搅拌的同时将沥青混合料送入成型模具内，与传统的利用人工手动的将混合料加入成型模具相比，本发明有效的避免了人为因素造成的装料不均匀及分层离析的影响，本发明使成型试件之间差异性大大减小，提高了试验结果的准确性。本发明的螺纹杆上从开设有正向螺纹和反向螺纹，通过两个螺纹杆绕自身轴线同步转动进而控制两个限位轨之间的间距调节，能够适应多种不同尺寸的成型模具，实现多种试件的成型，提高了试件的成型效率，采用碾轮配合用于向碾轮施压的伸缩装置碾压成型，更加符合真实路面的碾压过程，成型的试件内部均匀，结构良好。本发明下料装置及碾压成型装置作为整体配合，简化了试件制作过程，减少了试验工作量，一次可成型多个试件，提高了成型效率。
[0021]
进一步地，本发明通过插放在转动杆内的温度计，可以实时观测盛料器内沥青混合料的温度变化，从而准确控制试件成型时的温度，提高成型试件的可靠度。
[0022]
进一步地，本发明在盛料器的底部铰接有挡料板，通过控制杆控制挡料板的开闭，便于控制沥青混合料的加入量，避免多余的沥青混合料撒向外面造成试验环境污染及浪费。
[0023]
进一步地，本发明的盛料器的下方设置有弧形导料槽，能够缓慢的将盛料器内的沥青混合料送入成型模具内，更好地控制沥青混合料的加入。
[0024]
进一步地，本发明利用两个齿轮以及传动链实现两个螺纹杆的同步转动，结构简单且制作成本低，便于操作及控制。
[0025]
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
[0026]
为了更清楚地说明本发明具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。
[0027]
图1为本发明的整体结构示意图；
[0028]
图2为本发明的下料装置示意图；
[0029]
图3为本发明的碾压成型装置示意图；
[0030]
图4为本发明的碾压成型装置内部结构及碾压过程示意图；
[0031]
图5为本发明的碾压成型装置内部结构及碾压过程示意图；
[0032]
图6为本发明的碾压成型装置内部结构示意图；
[0033]
图7为本发明使用时配合拌合锅的示意图。
[0034]
图中：1-下料装置；101-盛料器；102-搅拌叶片；103-支撑板；104-转动杆；105-第一驱动装置；106-温度计；107-弧形导料槽；108-条形孔；109-控制杆；110-挡料板；111-定位环；112-定位杆；2-碾压成型装置；201-螺纹杆；202-限位轨；203-第一齿轮；204-第一传动链；205-第二驱动装置；206-碾轮；207-伸缩装置；208-伸缩杆；209-承压座；210-滑杆；211-滑动箱；212-拉杆；213-第二齿轮；214-第二传动链；215-第三驱动装置；3-成型模具；4-底座；5-拌和锅；6-垫块。
具体实施方式
[0035]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
[0036]
作为本发明的某一具体实施方式，如图1所示，一种沥青混合料试件的成型设备，包括下料装置1、碾压成型装置2和底座4，下料装置1和碾压成型装置2固定在底座4上，下料装置1用于将沥青混合料进行搅拌并送进成型模具3内，碾压成型装置2用于对成型模具3内的沥青混合料进行碾压成型。
[0037]
具体的，结合图1和图2所示，下料装置1包括上下贯通的盛料器101、搅拌叶片102、两个支撑板103、转动杆104和第一驱动装置105，两个支撑板103正对设置固定在底座4上，盛料器101固定在支撑板103之间，优选的，为了确保盛料器101的稳定性，在盛料器101的上部还卡套有一个定位环111，定位环111固定在支撑板103之间。转动杆104贯穿盛料器101，
转动杆104的一端连接有第一驱动装置105，搅拌叶片102连接在转动杆104上，第一驱动装置105用于驱动转动杆104转动，进而带动搅拌叶片102对盛料器101内的沥青混合料进行充分的搅拌，本实施例中，第一驱动装置105采用电机。
[0038]
为了能够准确的实时掌握盛料器101内的沥青混合料的温度，本发明将转动杆104设置中空结构，转动杆104内设置有温度计106，温度计106为电子温度计，温度计106从转动杆104的另一端插入转动杆104，利用温度计106实时测量盛料器101内的沥青混合料的温度。同时，在盛料器101的底部铰接有挡料板110，两个支撑板103上正对的位置分别开设有条形孔108，两个支撑板103之间设置有控制杆109，控制杆109的两端分别穿过两个条形孔108，控制杆109用于控制挡料板110的开闭。在搅拌时，通过控制杆109将挡料板110抵住使得挡料板110关闭，当沥青混合料的温度降温到适合碾压成型的温度时，拨动控制杆109使挡料板110打开，将盛料器101内的沥青混合料送入成型模具4内。
[0039]
优选的，为了能够缓慢的将盛料器101内的沥青混合料送入成型模具4内，在盛料器101的下方还设置有弧形导料槽107，如图2所示，两个支撑板103之间固定有一个定位杆112，弧形导料槽107固定安装在定位杆112上，打开挡料板110后，沥青混合料通过弧形导料槽107缓慢的流入成型模具4内。
[0040]
结合图1、图3、图4、图5和图6所示，碾压成型装置2包括两个螺纹杆201、两个限位轨202、碾轮206、用于向碾轮206施压的伸缩装置207和两个承压座209，两个承压座209正对固定在底座4上，一个螺纹杆201转动连接在一个承压座209上，另一个螺纹杆201转动连接在另一个承压座209上；每个螺纹杆201上从其一端至中间位置开设有正向螺纹，从其另一端至中间位置开设有反向螺纹，两个螺纹杆201正对且平行设置，两个螺纹杆201能够绕自身轴线同步转动。一个限位轨202的两端分别与两个螺纹杆201的正向螺纹对应配合连接，另一个限位轨202的两端分别与两个螺纹杆201的反向螺纹对应配合连接，两个限位轨202之间用于放置成型模具3。当两个螺纹杆201绕自身轴线同步转动时，两个限位轨202之间的距离能够增大或减小，能够适应多种不同尺寸的成型模具3，实现多种试件的成型。
[0041]
本实施例中，如图4和图5所示，两个螺纹杆201的一端分别连接有第一齿轮203，两个第一齿轮203通过第一传动链204连接，且任一第一齿轮203连接有第二驱动装置205，第二驱动装置205选用电机，第二驱动装置205设置在任一承压座209上，通过第二驱动装置205驱动第一齿轮203转动进而通过第一传动链204带动两个螺纹杆201实现同步转动。
[0042]
如图1和图5所示，碾轮206横跨在两个限位轨202上方，伸缩装置207设置在碾轮206的上方，碾轮206的两端与伸缩装置207的伸缩杆208转动连接，伸缩装置207能够沿限位轨202方向往复运动，通过控制伸缩装置207的伸缩杆208伸缩实现碾轮206碾压沥青混合料时的压力大小调节。本实施例中，伸缩装置207选用液压缸，当然也可选用气缸等施压装置。
[0043]
结合图5和图6所示，两个承压座209之间固定连接有两个滑杆210，两个滑杆210之间通过两个拉杆212连接，且两个拉杆212能够沿滑杆210滑动，两个滑杆210上还空套有滑动箱211，两个拉杆212位于滑动箱211内；两个承压座209上分别设置有第二齿轮213，两个第二齿轮213通过第二传动链214连接，第二传动链214的一端穿过滑动箱211后绕经一个第二齿轮213后与一个拉杆212连接，另一端穿过滑动箱211后绕经另一个第二齿轮213后与另一个拉杆212连接，任一第二齿轮213连接有第三驱动装置215。本实施例中，第三驱动装置215选用电机，通过第三驱动装置215驱动第二齿轮213转动，转动时第二传动链214拉动拉
杆212沿着滑杆210滑动，拉杆212沿着滑杆210滑动时，拉杆212抵着滑动箱211沿着滑杆210滑动，进而带动伸缩装置207一起左右滑动，进而带着碾轮206不断的对沥青混合料进行碾压，完后沥青混合料试件的成型。
[0044]
如图7所示，本发明在使用时，配合现有的拌和锅5使用，另外，本发明还配套有垫块6，将成型模具3放到两个限位轨202之间后，利用垫块6调节成型模具3的高度，使成型模具3的上端面与限位轨202的上端面位于同一水平面内。
[0045]
结合图7所示，本发明的使用步骤如下：
[0046]
将配好的矿质集料、矿粉和沥青依顺序倒入拌和锅内进行搅拌，搅拌完成后旋转拌和锅6将沥青混合料倒入下料装置的盛料器内，启动第一驱动装置开关，慢速进一步将沥青混合料搅拌均匀，同时观察插放在转动杆内的温度计上的温度变化；
[0047]
将提前备好的成型模具置于下料装置的弧形导料槽下，待沥青混合料温度到达碾压温度的时候，打开挡料板，同时保持搅拌叶片继续转动，使混合料均匀下落至成型模具内；
[0048]
待沥青混合料填满成型模具后，关闭挡料板，进行下一个成型模具的装填，并稍稍击实已填装完毕的成型模具内的沥青混合料后将其移至碾压成型装置的两个限位轨之间；
[0049]
将填满混合料的成型模具置于垫块上部，使成型模具上端与限位轨航端面齐平，启动第二驱动装置，使两个限位轨加紧固定成型模具后关闭，启动加压系统，即通过伸缩装置控制碾轮下落至限位轨上并施加预定压力，启动第三驱动装置，使碾轮来回碾压混合料；
[0050]
碾压预定次数后，关闭第三驱动装置，开启加压系统，通过伸缩装置控制碾轮上升，开启第二驱动装置，使两个限位轨向外移动，取出成型好的试件并关闭电源、清理设备。
[0051]
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。