成型器、振动检验装置以及沥青用量判断快速检验方法与流程

本发明涉及土木工程技术领域，尤其是涉及一种成型器、振动检验装置以及沥青用量判断快速检验方法。

背景技术：

沥青混凝土作为广泛使用的一种路面结构材料，其配合比设计质量水平的优劣，将直接影响到沥青混凝土的技术性能，其中，沥青混合料的最佳沥青用量对沥青混合料的性能影响显著。不同技术标准的密级配沥青混合料的设计方法，例如美国ms-2设计法、中国jtgf40-2004公路沥青路面技术规范给出的设计法、法国lcpc试验机构采用的设计法等，基本上都是通过不同的技术指标组合、结合外界环境因素以及交通特点等，选择确定沥青混合料的最佳沥青用量。

其中，法国nf标准中，在沥青混合料配合比设计中，采用富度模数(coefficientd'abondance)作为限制沥青胶结料最低用量的一种方法。中国jtgf40-2004公路沥青路面技术规范提出，采用油膜厚度来判断最小沥青用量。沥青混凝土的沥青用量变化，对沥青混凝土的性能变化影响非常大，沥青混合料的沥青用量过高、过小，对形成的沥青混凝土性能影响显著，在工程实际应用中，每一种沥青混合料都需要设计一个最佳沥青用量，即：该最佳沥青用量，需在一定的限定范围内，不能高，也不能低，工程实际都是按设计方法确定的最佳沥青用量的+0.3％变化范围来控制沥青用量的波动。

但是，现有技术中对于沥青混合料的沥青用量的最大限值的判断，目前尚无快速直观的方法检验。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种成型器、振动检验装置以及沥青用量判断快速检验方法，以解决现有技术中沥青混合料的沥青用量无法直观判断的技术问题。

本发明提供的一种成型器，包括：

填料筒，所述填料筒为梯台结构且两端贯通；

所述填料筒包括相互拼接的第一侧筒和第二侧筒；

卡接机构，包括卡接头和卡接槽，所述卡接头安装在所述第一侧筒的拼接面上，所述卡接槽开设在所述第二侧筒的拼接面上，所述第一侧筒和所述第二侧筒通过所述卡接头与所述卡接槽配合而拼接固定。

进一步的，所述成型器还包括：

限位机构，所述限位机构包括限位板和弹性件；

所述限位板通过所述弹性件弹性装配在所述卡接槽的槽内壁，且所述限位板的板面朝向所述卡接槽的槽口；所述卡接头和所述卡接槽的截面均为配合的l型。

进一步的，所述成型器还包括：

筒盖，所述筒盖上开设有轴孔；

转轴，所述转轴安装在所述填料筒的顶端面；所述筒盖通过所述转轴和所述轴孔转动装配在所述填料筒上端。

进一步的，所述转轴的顶部设置有定位柱，所述定位柱的顶部设置有定位球；

所述轴孔的内部设置有至少一个弹性限位片、以及与所述定位球对应的定位孔，所述弹性限位片遮挡所述定位孔的开口的一部分面积，以能够弹性限制所述定位球进出所述定位孔。

进一步的，所述转轴的顶部设置有定位柱，所述定位柱的顶部设置有定位球；

所述轴孔的内部设置有与所述定位球对应的定位孔，所述定位孔的结构为与所述定位球配合的球状结构，所述定位球为橡胶球。

本发明还提供了一种振动检验装置，包括：

如权利要求1-5中任一项所述的成型器；

振动台；

定位机构，所述成型器通过所述定位机构定位装配在所述振动台的台面。

进一步的，所述定位机构包括：

至少一个弧形底座，所述弧形底座设置在所述台面；

至少一个弧形插块，所述弧形插块设置在所述成型器的底部；

所述弧形底座上开设有弧形插槽，所述弧形插块与所述弧形插槽插接装配。

进一步的，所述弧形插槽开设在所述弧形底座的侧壁，所述弧形插块的侧壁设置有与所述弧形插槽插接装配的插接部；

或者，所述弧形插槽开设在所述弧形底座的内部，所述弧形插块为l型，所述弧形插块的端部与所述弧形插槽插接装配。

进一步的，所述台面上设置有十字交叉型的刻度线。

本发明还提供了一种沥青用量判断快速检验方法，根据所述振动检验装置；包括如下步骤：

将所述成型器放置在所述振动台的台面；

向所述成型器的内腔填充制备好的试样，启动所述振动台以将所述试样振实，然后将所述成型器移除；

再次启动所述振动台，使所述试样在振动作用下坍塌成类锥体结构，测量该坍塌试样的高度h及平均直径d；

更改所述试样的沥青胶结用量并重复上述步骤，选取高径比h/d为最大值时对应的试样配比。

在上述技术方案中，利用一定级配的热拌密级配沥青混合料在一定温度下，因沥青含量的不同，其内部的粘度不同，采用该成型器与振动台的组合，开发了一种方法，该方法可以直观快速的判断沥青混合料中沥青用量的高限值，对一定级配的热拌沥青混合料在设计沥青用量时，进行快速、直观的检验，判断设计的沥青用量是否过高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术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。

图1为本发明一个实施例提供的填料筒的立体图；

图2为图1所示的填料筒的平面图；

图3为图1所示的填料筒的平面爆炸图1；

图4为图1所示的填料筒的局部放大图；

图5为图1所示的填料筒的平面爆炸图2；

图6为图1所示的填料筒的平面爆炸图3；

图7为图1所示的填料筒的平面透视图；

图8为图1所示的填料筒的截面图1；

图9为图1所示的填料筒的截面图2；

图10为图8所示的填料筒的局部放大图1；

图11为图8所示的填料筒的局部放大图2；

图12为图9所示的填料筒的局部放大图；

图13为本发明一个实施例提供的振动台的结构图；

图14为图13所示的振动台的台面结构图；

图15为本发明一个实施例提供的填料筒的底部结构图1；

图16为本发明一个实施例提供的定位机构的装配截面图1；

图17为本发明一个实施例提供的填料筒的底部结构图2；

图18为本发明一个实施例提供的定位机构的装配截面图2。

附图标记：

1、填料筒；2、卡接机构；3、限位机构；4、筒盖；5、振动台；6、定位机构；

11、第一侧筒；12、第二侧筒；

21、卡接头；22、卡接槽；

31、限位板；32、弹性件；

41、轴孔；42、转轴；43、定位柱；44、定位球；45、定位孔；46、弹性限位片；

51、刻度线；

61、弧形底座；62、弧形插块；63、弧形插槽；64、插接部。

具体实施方式

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1至图3所示，本实施例提供的一种成型器，包括：

填料筒1，所述填料筒1为梯台结构且两端贯通；

所述填料筒1包括第一侧筒11和第二侧筒12，所述第一侧筒11和所述第二侧筒12相互拼接构成所述填料筒1；

卡接机构2，所述卡接机构2包括相互卡接配合的卡接头21和卡接槽22，所述卡接头21安装在所述第一侧筒11上，所述卡接槽22开设在所述第二侧筒12上，所述第一侧筒11和所述第二侧筒12通过所述卡接机构2相对拼接固定。

需要说明的是，沥青胶结料作为沥青混合料中提供粘结力的材料，其本身具有不同温度下粘度不同的特点，在高温状态下其粘性较低(130-170摄氏度之间)。沥青混合料在一定温度以及一定密度形态下，沥青混合料内部存在最大粘结力，当沥青混合料中沥青含量的高于一定比例时，多余的沥青胶结料会导致沥青混合料的流动性增加，粘结力下降，从而导致沥青混凝土的粘结性降低、流动性增加。

因此，基于以上特性，可以使用符合施工要求的沥青混凝土级配制备5-7组沥青混凝土试样，每份试样沥青胶结料用量以0.5％递增，将制备好的试样放入规定温度的烘箱中保温备用。检验时，将备好的试样填充在成型器的内腔中，其中，该成型器在填充试样之前还可以进行预热处理。另外，试样在填充时还可以多填充一些，例如，试样可以填充至高于成型器的顶部2-3cm，然后将高于成型器的试样刮平，以保证检验的准确性。将成型器放置在振动台5的台面，启动所述振动台5以将所述试样振实，振动频率为0-100hz可调，振幅为0-5mm可调，振动时间为0-40s可调，例如，在50hz频率下工作3秒以振实试样，然后将所述成型器移除。

在该移除的过程中，由于填料筒1在祖成时便是由第一侧筒11和第二侧筒12相互拼装构成的，第一侧筒11和第二侧筒12共同构成填料筒1的整体结构，且共同构成填料筒1的内腔。所以，只需要将第一侧筒11和第二侧筒12相对分离，就可以快速的将填料筒1移除，并且在该移除过程中还不会对已经振实的试样造成影响，保证了检验过程的稳定性。

其中，成型器为喇叭状容器，也即为梯台筒的结构。10mm粒径混合料配合使用的成型器规格为上口d1＝8cm，下口d2＝15.2cm，高h＝15.2cm；14mm粒径混合料配合使用的成型器规格为上口d1＝10cm，下口d2＝19cm，高h＝19.2cm；20mm粒径混合料配合使用的成型器规格为上口d1＝12.5cm，下口d2＝23.8cm，高h＝24cm。

移除后，再次启动所述振动台5，通过该次振动便可以使所述试样在振动作用下坍塌成类锥体结构，振动频率为0-100hz可调，振幅为0-5mm可调，振动时间为0-40s可调，例如，在70hz频率下工作3秒。此时，测量该坍塌试样的高度h及平均直径d，可以通过高度h及平均直径d获得此时该试样的高径比h/d。根据上述操作步骤，可以更改所述试样的沥青胶结用量并重复上述步骤。

例如，可以将每份试样的沥青胶结料用量以0.5％递增，然后进行多次检验，最终得到的结果以沥青胶结用量为横轴，高径比h/d为纵轴绘制坐标图，峰值点即为该级配下沥青混合料最大沥青胶结用量，也即选取高径比h/d为最大值时对应的试样配比为最大沥青胶结用量。

其中，若需要提结果精度，可在本结果的基础上继续以0.2％增量增加沥青胶结料用量制备两组试样进行补充实验，采用相同的方法和步骤操作得到精确度更高的结果。同时，还可以在保证试样处于一定温度的条件下进行3-5次上述的平行实验，然后剔除偏差较大结果后，取各次数据取平均值作为试验结果。在检验过程中还可以利用非接触式红外测温仪等仪器对试样进行测温，以方便后期进行数据对比。对于检验的方式以及次数，本领域技术人员可以根据需求进行调整，在此便不再赘述。

因此，利用该成型器能够快速的进行试样的填料以及检测工作，通过该成型器能够直观的判断沥青混合料中的最佳沥青用量，以对沥青混合料中的配比进行快速、直观的检验和设计。

如图3和图4所示，所述成型器还包括：

限位机构3，所述限位机构3包括限位板31和弹性件32；

所述限位板31通过所述弹性件32弹性装配在所述卡接槽22的槽内壁，且所述限位板31的板面朝向所述卡接槽22的槽口；所述卡接头21和所述卡接槽22的截面均为配合的l型。

所以，当卡接头21顺着卡接槽22的槽型进入到槽内时，可以与限位板31形成弹性抵接，通过弹性件32在限位板31和槽内壁之间的弹性力，可以将卡接头21稳固的夹持在该卡接槽22内，使第一侧筒11和第二侧筒12共同拼接构成的填料筒1更为牢靠。其中，该弹性件32可以采用弹簧等具有弹性力的部件。

如图5至图12所示，所述成型器还包括：筒盖4，所述筒盖4上开设有轴孔41；

转轴42，所述转轴42安装在所述填料筒1的顶端面；所述转轴42和所述轴孔41转动装配，所述筒盖4通过所述转轴42和所述轴孔41转动装配在所述填料筒1的顶端面。

因此，将高于成型器的试样刮平时，可以利用钢直尺等进行手动刮平，除此之外，还可以利用筒盖4将其刮平。此时，可以转动该筒盖4，使该筒盖4沿着成型器的顶部移动，将高于成型器的试样从成型器的顶部刮除。其中，为了使筒盖4具有更好的刮平效果，还可以将筒盖4的边缘设置为尖状。

如图10和图11所示，所述转轴42的顶部设置有定位柱43，所述定位柱43的顶部设置有定位球44；所述轴孔41的内部设置有与所述定位球44对应的定位孔45，所述轴孔41的内部设置有至少一个弹性限位片46，所述弹性限位片46遮挡所述定位孔45的开口的一部分面积，以能够弹性限制所述定位球44进出所述定位孔45。

所以，当定位球44插接在定位孔45的过程中，首先会受到弹性限位片46的弹性力限制，该弹性限位片46具有弹性变形的效果，因此，当定位球44向弹性限位片46施加作用力时，可以导致弹性限位片46形变，从而允许定位球44进入到定位孔45内。当定位球44越过弹性限位片46进入到定位孔45内以后，弹性限位片46会恢复原形。同理的，此时弹性限位片46会从反方向上限制定位球44从定位孔45内出来，当定位球44向弹性限位片46反向施加作用力时，可以导致弹性限位片46形变，从而允许定位球44从到定位孔45内出来。

如图12所示，所述转轴42的顶部设置有定位柱43，所述定位柱43的顶部设置有定位球44；

所述轴孔41的内部设置有与所述定位球44对应的定位孔45，所述定位孔45的结构为与所述定位球44配合的球状结构，所述定位球44为橡胶球。

该橡胶球具有弹性变形的效果，因此，当橡胶球插接在定位孔45的过程中，会形变挤入定位孔45内，当橡胶球进入到定位孔45内以后，橡胶球会恢复原形，从而与定位孔45形成契合，稳定的装配在定位孔45内。同理的，当橡胶球从定位孔45中出来时，也会形变挤出定位孔45，当橡胶球从定位孔45内出来以后，橡胶球会恢复原形。

如图13至图18所示本发明还提供了一种振动检验装置，包括所述成型器；所述振动检验装置还包括：振动台5；定位机构6，所述成型器通过所述定位机构6定位装配在所述振动台5的台面。因此，在进行试样的检验时，便可以通过该振动检验装置进行，由于前文已经对成型器的具体结构、功能原理以及技术效果进行详述，在此便不再赘述。任何有关于所述成型器的技术内容均可参考前文。

其中，成型器放置在振动台5上时，可以通过定位机构6进行定位安装。由于所述台面上设置有十字交叉型的刻度线51，可以用来方便的测量平均直径d，因此成型器可以通过定位机构6安装在振动台5的中心位置，与该刻度线51匹配，提高检验的效率。

如图13和图14所示，所述定位机构6包括：至少一个弧形底座61，所述弧形底座61设置在所述台面；至少一个弧形插块62，所述弧形插块62设置在所述成型器的底部；所述弧形底座61上开设有弧形插槽63，所述弧形插块62与所述弧形插槽63插接装配。所以，可以将弧形插块62与所述弧形插槽63插接装配，从而使成型器通过由弧形插块62和弧形插槽63构成定位机构6安装在振动台5的中心位置。

如图15至图18所示，所述弧形插槽63开设在所述弧形底座61的侧壁，所述弧形插块62的侧壁设置有与所述弧形插槽63插接装配的插接部64。此时，弧形插块62的插接部64可以通过成型器在台面上对接后转动而插接在弧形插槽63内。

所述弧形插槽63开设在所述弧形底座61的内部，所述弧形插块62为l型，所述弧形插块62的端部与所述弧形插槽63插接装配。同理的，此时，l型的弧形插块62可以通过成型器在台面上对接后转动而直接插接在弧形插槽63内。

本发明还提供了一种沥青用量判断快速检验方法，根据所述振动检验装置；包括如下步骤：将所述成型器放置在所述振动台5的台面；向所述成型器的内腔填充制备好的试样，启动所述振动台5以将所述试样振实，然后将所述成型器移除；再次启动所述振动台5，使所述试样在振动作用下坍塌成类锥体结构，测量该坍塌试样的高度h及平均直径d；更改所述试样的沥青胶结用量并重复上述步骤，选取高径比h/d为最大值时对应的试样配比。由于前文已经对成型器的具体结构、功能原理以及技术效果进行详述，并且也对使用该成型器的遴选方法进行了说明，所以在此便不再赘述。任何有关于所述成型器的技术内容均可参考前文。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。