本發(fā)明屬于瀝青性能測試技術(shù)領(lǐng)域，具體來說，涉及到一種測量感應(yīng)加熱時(shí)瀝青混合料試件體積變化的儀器及方法。

背景技術(shù)：

瀝青混凝土路面在常溫下可以自愈合，但速度非常緩慢，且要求沒有行車荷載的循環(huán)作用。當(dāng)瀝青混合料中的黏結(jié)劑在間歇期受到高溫時(shí)，瀝青的愈合率會(huì)提高，瀝青愈合會(huì)修復(fù)瀝青混凝土路面由低溫、疲勞和基層反射所導(dǎo)致的裂縫松散等病害，因此會(huì)提高瀝青混凝土路面的服務(wù)壽命，減少路面的養(yǎng)護(hù)和修復(fù)，帶來經(jīng)濟(jì)和交通等方面的益處。瀝青混凝土路面自愈合技術(shù)與密封劑等修復(fù)措施相比，不會(huì)給修復(fù)路面帶來負(fù)面影響，如抗滑性能等。因此國內(nèi)外學(xué)者廣泛開展了瀝青路面感應(yīng)加熱自愈合技術(shù)研究。

瀝青路面感應(yīng)加熱自愈合技術(shù)是通過摻加導(dǎo)電纖維的瀝青混凝土在電磁發(fā)射裝置產(chǎn)生的的磁場里做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)時(shí)，摻加導(dǎo)電纖維的瀝青混凝土中就會(huì)產(chǎn)生電流，從而升溫，愈合已有的損傷。但是感應(yīng)加熱是否會(huì)使得瀝青路面的體積發(fā)生較大變化，而引起鼓包等病害的發(fā)生是我們關(guān)心的關(guān)鍵問題之一。但是，目前仍然沒有很好的一體化的室內(nèi)試驗(yàn)設(shè)備用于測量感應(yīng)加熱過程瀝青混合料試件體積變化情況的儀器及方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、操作簡便、使用效果好的測量感應(yīng)加熱時(shí)瀝青混合料試件體積變化的儀器及方法。

本發(fā)明所述的一種測量感應(yīng)加熱時(shí)瀝青混合料試件體積變化的儀器，所述儀器包括分為左側(cè)和右側(cè)，左側(cè)為環(huán)境箱24，右側(cè)頂部為控制箱22；控制箱22下方為交流發(fā)電機(jī)17；交流發(fā)電機(jī)17的左下方往下依次為風(fēng)熱控溫裝置19和連接桿控制裝置20，右下方往下依次為圖像分析裝置18和圖像采集裝置控制系統(tǒng)21；環(huán)境箱24內(nèi)在頂部設(shè)有電磁發(fā)射裝置1，兩側(cè)壁各刻有刻度10，中央放有試件11，試件11上下側(cè)設(shè)有攝像頭定位裝置8；電磁發(fā)射裝置1的兩端通過兩根可伸縮導(dǎo)電連接桿2與環(huán)境箱24的兩側(cè)壁水平連接，其還與交流發(fā)電機(jī)17連接；電磁發(fā)射裝置1在兩根可伸縮導(dǎo)電連接桿2的引導(dǎo)下，做水平運(yùn)動(dòng)；可伸縮導(dǎo)電連接桿2與連接桿控制裝置20連接；攝像頭定位裝置8有兩個(gè)，其橫截面為圓弧狀，且突起側(cè)通過可伸縮桿25與環(huán)境箱24的頂面或底面連接；攝像頭定位裝置8內(nèi)凹側(cè)安裝有四個(gè)將圓弧面等分的攝像頭9；攝像頭9的方向180°可調(diào)；調(diào)節(jié)可伸縮桿25的長度能調(diào)節(jié)攝像頭定位裝置8與攝像頭9的高度；攝像頭定位裝置8、攝像頭9及可伸縮桿25與圖像采集控制系統(tǒng)21連接；固定桿13有兩個(gè)，分別位于試件11兩側(cè)，能將試件11固定在環(huán)境箱24的中間；每根固定桿13的一端通過貼片12與試件11連接，另一端與環(huán)境箱24側(cè)壁的接口14連接；兩排刻度10的上下兩端共設(shè)有四個(gè)溫度傳感器，分別為溫度傳感器B4、溫度傳感器C5、溫度傳感器D6和溫度傳感器E7；溫度傳感器A3設(shè)在試件表面位置；五個(gè)溫度傳感器與風(fēng)熱控溫裝置19連接；控制箱22包括箱體、箱體內(nèi)的電子線路板以及箱體外側(cè)壁上的屏幕15和控制鍵盤16；電子線路板上安裝有控制器23；五個(gè)溫度傳感器、屏幕15、控制鍵盤16、交流發(fā)電機(jī)17、圖像分析裝置18、連接桿控制裝置20和圖像采集裝置控制系統(tǒng)21與控制器23連接。

本發(fā)明所述的測量感應(yīng)加熱時(shí)瀝青混合料試件體積變化的方法，所述方法具體步驟為：

1)在沿著試件直徑的兩側(cè)用環(huán)氧膠固定兩個(gè)貼片12，在試件表面采用環(huán)氧膠固定溫度傳感器A3，試件11在常溫下養(yǎng)生24h，使得環(huán)氧膠完成固化，兩個(gè)貼片12和溫度傳感器A3牢固的黏結(jié)在試件表面；

2)將試件11上的兩個(gè)貼片12分別與兩根固定桿13連接，將兩根固定桿的另一端與兩個(gè)接口14連接，從而將試件11固定在環(huán)境箱24中；

3)通過圖像采集控制系統(tǒng)21調(diào)節(jié)兩根可伸縮桿25的長度、調(diào)節(jié)八個(gè)攝像頭9的方向，保證八個(gè)攝像頭9能夠全面的采集試件11全方位的圖像；

4)設(shè)定環(huán)境箱溫度，環(huán)境箱的溫度采用瀝青混合料感應(yīng)加熱修復(fù)工程的現(xiàn)場大氣溫度，將固定好的試件11在環(huán)境箱中保溫5h；

5)通過圖像分析裝置18，并借助環(huán)境箱24兩側(cè)的刻度10與環(huán)境箱的結(jié)構(gòu)圖，將八個(gè)攝像頭9采集的八張視圖做立體拼接；借助圖像分析裝置18計(jì)算試件11的體積；

6)感應(yīng)加熱前試件體積計(jì)算完畢后，開啟交流發(fā)電機(jī)17，在電磁發(fā)射裝置1產(chǎn)生固定強(qiáng)度的電磁波信號，并通過兩根可伸縮導(dǎo)電連接桿(2)和連接桿控制裝置20，讓電磁發(fā)射裝置1做水平向的勻速運(yùn)動(dòng)；這相當(dāng)于試件11在磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，這時(shí)如果試件11中摻加有導(dǎo)電介質(zhì)，試件11內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生電流，從而升溫，加速修復(fù)已有的損傷；

7)隨著試件表面的升溫,根據(jù)溫度傳感器A3傳輸?shù)臏囟惹闆r，控制器實(shí)時(shí)采集感應(yīng)加熱時(shí)間、試件表面溫度；圖像采集控制系統(tǒng)21實(shí)時(shí)采集試件11圖像，并通過圖像分析裝置18，并借助環(huán)境箱24兩側(cè)的刻度10與環(huán)境箱的結(jié)構(gòu)圖，將八個(gè)攝像頭9采集的八張視圖做立體拼接；借助圖像分析裝置18實(shí)時(shí)計(jì)算試件11的體積；最后得到感應(yīng)加熱時(shí)間、試件表面溫度、試件體積于一體的試驗(yàn)數(shù)據(jù)；試驗(yàn)過程中，當(dāng)試件表面溫度大于瀝青軟化點(diǎn)溫度時(shí)，設(shè)備自動(dòng)會(huì)通過交流發(fā)電機(jī)17、溫度傳感器A3與控制器23的協(xié)同工作將試件表面的溫度恒定在瀝青軟化點(diǎn)溫度。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述的測量感應(yīng)加熱時(shí)瀝青混合料試件體積變化的儀器及方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1)儀器結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計(jì)合理且安裝及使用操作簡便，投入成本較低，安裝緊湊，占用空間較??；

2)儀器參數(shù)調(diào)整簡便，能對環(huán)境箱溫度、感應(yīng)加熱速度、試件表面感應(yīng)加熱溫度、數(shù)據(jù)采集頻率等參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，并且設(shè)置有控制箱，控制簡易，能精確控制環(huán)境箱溫度、感應(yīng)加熱速度、試件表面感應(yīng)加熱溫度，精確地模擬了一定現(xiàn)場使用條件下的瀝青路面不同感應(yīng)加熱修復(fù)過程中瀝青路面體積變化規(guī)律；

3)儀器設(shè)置有環(huán)境箱、風(fēng)熱控溫裝置、溫度傳感器B、溫度傳感器C、溫度傳感器D、溫度傳感器E，形成了特定路面的大氣環(huán)境條件，模擬了瀝青路面感應(yīng)修復(fù)工程的大氣環(huán)境；

4)儀器在試件表面設(shè)置有溫度傳感器A，并將溫度傳感器A與控制器連接，試驗(yàn)過程中能夠精確地采集試件表面溫度，并控制感應(yīng)加熱一段時(shí)間后試件表面的溫度恒定在瀝青軟化點(diǎn)溫度；

5)儀器設(shè)置有攝像頭定位裝置、攝像頭、刻度、圖像采集裝置控制系統(tǒng)、圖像分析裝置，它們在控制器的連接下協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)了瀝青混合料試件體積變化情況的精確測量與計(jì)算；

6)使用效果好且實(shí)用價(jià)值高，外形美觀且環(huán)保，極大程度上方便了感應(yīng)加熱前后瀝青混合料試件體積變化情況的測量，并且模擬感應(yīng)加熱過程易于控制，具有一體化操作方便等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1：本發(fā)明所述儀器示意圖；圖2：電磁發(fā)射裝置示意圖；圖3：控制器電路原理示意圖；1-電磁發(fā)射裝置；2-可伸縮導(dǎo)電連接桿；3-溫度傳感器A；4-溫度傳感器B；5-溫度傳感器C；6-溫度傳感器D；7-溫度傳感器E；8-攝像頭定位裝置；9-攝像頭；10-刻度；11-試件；12-貼片；13-固定桿；14-接口；15-屏幕；16-控制鍵盤；17-交流發(fā)電機(jī)；18-圖像分析裝置；19-風(fēng)熱控溫裝置；20-連接桿控制裝置；21-圖像采集裝置控制系統(tǒng)；22-控制箱；23-控制器；24-環(huán)境箱；25-可伸縮桿。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體的實(shí)施例對本發(fā)明所述的測量感應(yīng)加熱時(shí)瀝青混合料試件體積變化的儀器及方法做進(jìn)一步說明，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。

實(shí)施例1

一種測量感應(yīng)加熱時(shí)瀝青混合料試件體積變化的儀器，所述儀器包括分為左側(cè)和右側(cè)，左側(cè)為環(huán)境箱24，右側(cè)頂部為控制箱22；控制箱22下方為交流發(fā)電機(jī)17；交流發(fā)電機(jī)17的左下方往下依次為風(fēng)熱控溫裝置19和連接桿控制裝置20，右下方往下依次為圖像分析裝置18和圖像采集裝置控制系統(tǒng)21；環(huán)境箱24內(nèi)在頂部設(shè)有電磁發(fā)射裝置1，兩側(cè)壁各刻有刻度10，中央放有試件11，試件11上下側(cè)設(shè)有攝像頭定位裝置8；電磁發(fā)射裝置1的兩端通過兩根可伸縮導(dǎo)電連接桿2與環(huán)境箱24的兩側(cè)壁水平連接，其還與交流發(fā)電機(jī)17連接；電磁發(fā)射裝置1在兩根可伸縮導(dǎo)電連接桿2的引導(dǎo)下，做水平運(yùn)動(dòng)；可伸縮導(dǎo)電連接桿2與連接桿控制裝置20連接；攝像頭定位裝置8有兩個(gè)，其橫截面為圓弧狀，且突起側(cè)通過可伸縮桿25與環(huán)境箱24的頂面或底面連接；攝像頭定位裝置8內(nèi)凹側(cè)安裝有四個(gè)將圓弧面等分的攝像頭9；攝像頭9的方向180°可調(diào)；調(diào)節(jié)可伸縮桿25的長度能調(diào)節(jié)攝像頭定位裝置8與攝像頭9的高度；攝像頭定位裝置8、攝像頭9及可伸縮桿25與圖像采集控制系統(tǒng)21連接；固定桿13有兩個(gè)，分別位于試件11兩側(cè)，能將試件11固定在環(huán)境箱24的中間；每根固定桿13的一端通過貼片12與試件11連接，另一端與環(huán)境箱24側(cè)壁的接口14連接；兩排刻度10的上下兩端共設(shè)有四個(gè)溫度傳感器，分別為溫度傳感器B4、溫度傳感器C5、溫度傳感器D6和溫度傳感器E7；溫度傳感器A3設(shè)在試件表面位置；五個(gè)溫度傳感器與風(fēng)熱控溫裝置19連接；控制箱22包括箱體、箱體內(nèi)的電子線路板以及箱體外側(cè)壁上的屏幕15和控制鍵盤16；電子線路板上安裝有控制器23；五個(gè)溫度傳感器、屏幕15、控制鍵盤16、交流發(fā)電機(jī)17、圖像分析裝置18、連接桿控制裝置20和圖像采集裝置控制系統(tǒng)21與控制器23連接。

本發(fā)明所述的測量感應(yīng)加熱時(shí)瀝青混合料試件體積變化的方法，所述方法具體步驟為：

1)在沿著試件直徑的兩側(cè)用環(huán)氧膠固定兩個(gè)貼片12，在試件表面采用環(huán)氧膠固定溫度傳感器A3，試件11在常溫下養(yǎng)生24h，使得環(huán)氧膠完成固化，兩個(gè)貼片12和溫度傳感器A3牢固的黏結(jié)在試件表面；

2)將試件11上的兩個(gè)貼片12分別與兩根固定桿13連接，將兩根固定桿的另一端與兩個(gè)接口14連接，從而將試件11固定在環(huán)境箱24中；

3)通過圖像采集控制系統(tǒng)21調(diào)節(jié)兩根可伸縮桿25的長度、調(diào)節(jié)八個(gè)攝像頭9的方向，保證八個(gè)攝像頭9能夠全面的采集試件11全方位的圖像；

4)設(shè)定環(huán)境箱溫度，環(huán)境箱的溫度采用瀝青混合料感應(yīng)加熱修復(fù)工程的現(xiàn)場大氣溫度，將固定好的試件11在環(huán)境箱中保溫5h；

5)通過圖像分析裝置18，并借助環(huán)境箱24兩側(cè)的刻度10與環(huán)境箱的結(jié)構(gòu)圖，將八個(gè)攝像頭9采集的八張視圖做立體拼接；借助圖像分析裝置18計(jì)算試件11的體積；

6)感應(yīng)加熱前試件體積計(jì)算完畢后，開啟交流發(fā)電機(jī)17，在電磁發(fā)射裝置1產(chǎn)生固定強(qiáng)度的電磁波信號，并通過兩根可伸縮導(dǎo)電連接桿2和連接桿控制裝置20，讓電磁發(fā)射裝置1做水平向的勻速運(yùn)動(dòng)；這相當(dāng)于試件11在磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，這時(shí)如果試件11中摻加有導(dǎo)電介質(zhì)，試件11內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生電流，從而升溫，加速修復(fù)已有的損傷；

7)隨著試件表面的升溫,根據(jù)溫度傳感器A3傳輸?shù)臏囟惹闆r，控制器實(shí)時(shí)采集感應(yīng)加熱時(shí)間、試件表面溫度；圖像采集控制系統(tǒng)21實(shí)時(shí)采集試件11圖像，并通過圖像分析裝置18，并借助環(huán)境箱24兩側(cè)的刻度10與環(huán)境箱的結(jié)構(gòu)圖，將八個(gè)攝像頭9采集的八張視圖做立體拼接；借助圖像分析裝置18實(shí)時(shí)計(jì)算試件11的體積；最后得到感應(yīng)加熱時(shí)間、試件表面溫度、試件體積于一體的試驗(yàn)數(shù)據(jù)；試驗(yàn)過程中，當(dāng)試件表面溫度大于瀝青軟化點(diǎn)溫度時(shí)，設(shè)備自動(dòng)會(huì)通過交流發(fā)電機(jī)17、溫度傳感器A3與控制器23的協(xié)同工作將試件表面的溫度恒定在瀝青軟化點(diǎn)溫度。