Машина для ускоренной полировки асфальтобетонных смесей — это специализированный испытательный прибор, предназначенный для оценки стойкости к полировке и износостойкости асфальтобетонных смесей в условиях имитации длительной транспортной нагрузки. Основанная на методе ускоренной полировки, она измеряет изменения поверхностного трения на различных этапах полировки, предоставляя надежные данные для оценки эксплуатационных характеристик дорожного покрытия, проектирования дорожных материалов и контроля качества в дорожном строительстве.

I. Назначение и область применения продукта

Машина для ускоренной полировки асфальтобетонных смесей TD760-1 разработана и изготовлена в соответствии с методом испытания T0760—2025 «Сопротивление полировке асфальтобетонных смесей» и со ссылкой на стандарты BS EN 1097-8 и EN 1097-8. Это профессиональный испытательный прибор. Устройство используется для имитации процесса полировки поверхности асфальтобетонных смесей под воздействием длительной транспортной нагрузки. Измеряя коэффициент трения образцов на разных стадиях полировки, он оценивает антиполировальные свойства и устойчивость к скольжению асфальтобетонных смесей, предоставляя надежные данные для проектирования дорожных материалов и оценки эксплуатационных характеристик дорог.

Область применения:

Подходит для образцов асфальтобетонной смеси, изготовленных в помещении (например, плит размером 300 мм × 300 мм × 50 мм, сформированных вальцовым фрезерованием), а также для образцов плит, вырезанных на месте (цилиндры или плиты диаметром ≤225 мм и толщиной ≤50 мм).

Он позволяет выполнить весь процесс предварительной обработки поверхности образца пескоструйным методом, ускоренной полировки и определения коэффициента трения, а также поддерживает анализ закономерностей снижения коэффициента трения при различных циклах полировки (например, 4500, 7500, 90000 и т. д.).

II. Технические параметры

1. Система полировки

Система оснащена тремя коническими полировочными роликами, равномерно расположенными по окружности. Сердечник изготовлен из металла, а внешний слой представляет собой резиновую втулку (твердость по Шору 65A±3A). Поверхность разделена на 8 равных канавок, начальный размер которых составляет 4,5 мм±0,5 мм (глубина) × 3,5 мм±0,5 мм (ширина).

Суммарная вертикальная нагрузка на полировальные ролики: 392 Н ± 3 Н;

Скорость вращения полировальных роликов: 500 об/мин ± 5 об/мин.

2. Система пескоструйной обработки

Диаметр сопла: 6,3 мм ± 0,2 мм;

Угол наклона к поверхности образца: 75° ± 5°;

Расстояние обработки: 70 мм ± 5 мм;

Скорость вращения образца: 24 об/с ± 2 об/с;

Давление воздуха для обработки: 600 кПа ± 30 кПа;

Зона обработки представляет собой кольцевую область шириной 40 мм на поверхности образца.

3. Блок подачи полировальной жидкости

Используется смесь кварцевого порошка и воды (кварцевый порошок 62 г ± 2 г + вода 1 л);

Температура воды: 20°C ± 5°C во время полировки;

Смесь непрерывно распыляется на поверхность образца через центральное сопло;

Расход воды из насоса: 5,0 л/мин ± 0,5 л/мин;

Диаметр сопла: 8,5 мм ± 0,5 мм.

4. Система измерения коэффициента трения

Скорость вращения головки трения: 50 об/с ± 1 об/с (подача воды начинается при ускорении до 45 об/с ± 1 об/с);

Вертикальная нагрузка: 253 Н ± 3 Н;

Температура подаваемой воды: 14°C ± 2°C;

Расход: 20 л/мин ± 2 л/мин;

Диапазон измерения крутящего момента: 0–50 Н·м, точность ±0,2%, частота дискретизации ≥100 Гц;

Точность измерения скорости вращения: ±2 об/с;

Диапазон измерения вертикальной нагрузки: ≥4 кН, точность ±0,2%.

5. Зажимное устройство

Поддерживает пластинчатые образцы размером 300 мм × 300 мм × 50 мм или цилиндрические образцы диаметром ≤225 мм × 50 мм;

Включает держатель образца и стандартный держатель пластины для измерения коэффициента трения;

Стандартный размер пластины: 300 мм × 300 мм × 7 мм;

Номинальный диапазон коэффициента трения: 8–20;

Точность: ±3%.

6. Система управления

Цифровая панель управления, позволяющая устанавливать циклы полировки, осуществлять подсчет в реальном времени и контролировать скорость, нагрузку и крутящий момент;

Поддерживает функции автоматического управления, ручной паузы и аварийной остановки.

7. Требования к электропитанию:

Переменный ток 380 В ± 10% (трехфазная пятипроводная система), 50 Гц;

Общая мощность: ≤3 кВт.

8. Габариты оборудования (Д×Ш×В): 1500 мм × 1000 мм × 1800 мм (включая шкаф управления и систему направляющих).

9. Общий вес: ≈500 кг.

III. Структурный состав оборудования

Оборудование в основном состоит из следующих основных систем:

1. Система пескоструйной обработки

Включает в себя сопло (регулируемый угол до 75° ± 5°), клапан регулирования давления воздуха и устройство привода вращения образца (24 об/с ± 2 об/с). Используется для удаления асфальтовой пленки с поверхности образца и обнажения крупнозернистого заполнителя.

2. Зажимное устройство

Включает в себя держатель образца (для фиксации пластинчатых образцов размером 300 мм × 300 мм или цилиндрических образцов) и держатель стандартной пластины с коэффициентом трения (для фиксации стандартных пластин с номинальными значениями 8–20).

3. Система ускоренной полировки

Полировальный диск, оснащенный тремя коническими полировальными роликами, создающими вертикальную нагрузку 392 Н ± 3 Н посредством подъемного механизма;

Датчик крутящего момента (контролирует крутящий момент во время полировки, диапазон 0–50 Н·м, точность ±0,2%);

Блок подачи полировальной жидкости (система смешивания кварцевого порошка с водой, контроль температуры и распыление);

Блок управления нагрузкой с обратной связью для точного поддержания нагрузки 392 Н ± 3 Н на полировальных роликах.

4. Система промывки

Для удаления абразивных остатков с поверхности образца после полировки используется поток воды под высоким давлением (5 л/мин ± 1 л/мин).

5. Система измерения коэффициента трения

Триггерная головка (три ползунка с шагом 120° ± 5°; резиновые ползунки с твердостью по Шору 65A ± 3A, радиусом кривизны 7,5 мм ± 0,5 мм, толщиной 5 мм ± 1 мм и средней длиной контакта 30 мм ± 1 мм);

Датчики крутящего момента, скорости и вертикальной нагрузки для сбора данных о сопротивлении трению в реальном времени;

Система водоснабжения (температура воды 14°C ± 2°C, расход 20 л/мин ± 2 л/мин).

6. Шкаф управления

Встроенная панель управления (настройка циклов полировки, запуск/пауза/аварийная остановка), цифровой дисплей (мониторинг скорости, нагрузки, крутящего момента и количества циклов в реальном времени) и схема защиты.

IV. Подготовка к тесту

(1) Требования к окружающей среде и оборудованию

Условия окружающей среды:

Все испытания должны проводиться при температуре 20°C ± 5°C и относительной влажности 50% ± 15%. Оборудование должно быть предварительно подготовлено в той же среде в течение не менее 120 минут. Полировальные ролики и направляющие должны быть подготовлены в течение не менее 12 часов.

Проверка оборудования:

· Полировальные валики:

Проверьте, не повреждены ли резиновые втулки и не липнут ли они, а также убедитесь, что на поверхности нет неравномерного износа или темных пятен. (Твердость по Шору 65A ± 3A; размеры: 36 мм ± 1 мм (верхний диаметр) / 80 мм ± 1 мм (нижний диаметр) / 57,5 мм ± 0,5 мм (высота)).

Неиспользованные валики следует герметично упаковать и хранить в темном месте при температуре 4–10°C.

• Ползунки фрикционной головки:

Убедитесь, что толщина резиновых накладок составляет ≥2 мм, без повреждений или деформаций. (Твердость по Шору 65A ± 3A; коэффициент упругости 67%–74%).

Неиспользованные ползунки следует герметично упаковать и хранить в темном месте при температуре 4–10°C.

• Полировальный диск и зажимное устройство:

Удалите все прилипшие загрязнения и убедитесь, что подшипники полировального диска свободно вращаются. Убедитесь, что система подачи полировальной жидкости (расход водяного насоса 5,0 л/мин ± 0,5 л/мин) работает нормально.

Предварительный нагрев:

Начните предварительный нагрев за 30 минут до начала процесса. Поддерживайте температуру смеси кварцевого порошка и воды на уровне 25°C ± 5°C (которая стабилизируется на уровне 20°C ± 5°C во время полировки). Убедитесь, что температура подаваемой воды стабилизируется на уровне 14°C ± 2°C во время испытаний коэффициента трения.

(2) Подготовка и предварительная обработка образцов

1. Типы образцов:

· Лабораторные формованные образцы:

Изготовлены методом вальцового прессования согласно Т0703, в виде плит размером 300 мм × 300 мм × 50 мм. Отклонение между измеренным и расчетным содержанием воздушных пустот должно составлять ≤1% (каждая группа содержит не менее 2 действительных образцов).

• Образцы для полевых испытаний:

Вырежьте образцы в виде плит размером 300 мм × 300 мм или керны диаметром 225 мм. Толщина должна составлять 50 мм. Поверхность резки должна быть параллельна верхней поверхности, а неровности дна должны быть выровнены с помощью гипса.

2. Предварительная пескоструйная обработка (только для образцов, не подвергавшихся воздействию транспортных нагрузок):

• Высушите поверхность образца с помощью электрического вентилятора. Поместите его горизонтально и поддерживайте температуру 5°C ± 3°C в течение не менее 120 минут для кондиционирования.

• Расположив поверхность вверх, используйте сопло (6,3 мм ± 0,2 мм, давление воздуха 600 кПа ± 30 кПа) для пескоструйной обработки кольцевой области шириной 40 мм в течение 120 с ± 5 с. Заменяйте порошок корунда перед каждой операцией.

• После пескоструйной обработки удалите остаточные частицы с помощью сжатого воздуха. Затем кондиционируйте образец горизонтально при температуре 23°C ± 5°C в течение не менее 120 минут. Поддерживайте эту температуру на протяжении всего процесса испытания.

V. Порядок работы

(1) Процесс полировки образца

Установка образца:

Закрепите предварительно обработанный образец на зажимном устройстве полировального блока и убедитесь, что поверхность ровная.

Приложение нагрузки:

Опустите полировальный диск на поверхность образца и приложите вертикальную нагрузку 392 Н ± 3 Н с помощью системы управления нагрузкой с обратной связью.

Начало полировки:

Включите подачу полировальной жидкости (распыление смеси кварцевого порошка и воды). Полировальный диск вращается со скоростью 500 об/мин ± 5 об/мин, и начинается ускоренный процесс полировки.

Контроль полировки:

• Выберите циклы полировки в соответствии с требованиями испытаний (например, 90 000 циклов для стандартной полировки или 4500/7500/15 000 циклов для испытаний на деградацию).

• Контролируйте колебания крутящего момента в процессе. В пределах 10–90% циклов полировки изменение крутящего момента не должно превышать ±10% от среднего значения; в противном случае образец следует отбраковать.

Обработка после полировки:

После достижения заданного количества циклов прекратите полировку. Промойте поверхность образца водой со скоростью потока 5 л/мин ± 1 л/мин в течение 180 с ± 5 с для удаления остатков абразивного материала.

(2) Процедура измерения коэффициента трения

1. Калибровка системы:

Перед каждым испытанием необходимо проверить систему с помощью эталонной пластины коэффициента трения (номинальное значение 8–20, точность ±3%). Разница между результатами калибровки до и после испытания не должна превышать 10%; в противном случае данные считаются недействительными.

2. Позиционирование образца:

Переместите отполированный образец по направляющей непосредственно под фрикционную головку и зафиксируйте его на месте.

3. Начало измерения:

• Разгоните головку трения до 50 об/с ± 1 об/с (подача воды включается при 45 об/с ± 1 об/с; температура воды 14°C ± 2°C, расход 20 л/мин ± 2 л/мин).

• Головка трения автоматически опускается и прикладывает вертикальную нагрузку 253 Н ± 3 Н к поверхности образца.

• Записывайте изменение крутящего момента до полной остановки вращения головки трения.

4. Запись данных:

Частота дискретизации должна быть ≥100 Гц. Измерьте коэффициент трения стандартной пластины дважды: до и после испытания. Разница между результатами не должна превышать 10%, чтобы данные считались достоверными.

(3) Параллельное испытание нескольких образцов

Каждая группа испытаний должна испытывать как минимум два образца параллельно; если разница в коэффициенте трения между двумя образцами при скорости 60 км/ч превышает 3,5, следует добавить третий образец, и для расчета окончательного результата следует использовать данные с наименьшей разницей.

VI. Обработка данных

1. Расчет коэффициента трения для отдельных образцов: Рассчитайте коэффициент трения μv при различных скоростях, используя формулу (T0760-1) (с точностью до 0,01), постройте кривую μv-скорость V и рассчитайте коэффициент трения μ60 при 60 км/ч, используя полиномиальную аппроксимацию 6-го порядка.

2. Калибровка стандартной пластины: Рассчитайте средний коэффициент трения μk60 стандартной пластины по первому и последнему измерениям (с точностью до 0,01).

3. Окончательный результат: Коэффициент трения μ60 асфальтобетонной смеси при 60 км/ч = μ60 (спектр) - μk60 (спектр) + μ (номинальное значение стандартной пластины) (с точностью до 0,1).

4. Анализ закона затухания: Измерьте значение μ60 при различных циклах полировки (например, 4500/7500…270000 раз) и постройте кривую зависимости μ60 от количества циклов полировки (для оценки снижения противоскользящих свойств).

VII. Меры предосторожности

1. Безопасность эксплуатации:

Во время работы оборудования строго запрещено прикасаться к вращающимся частям (полировальному диску и фрикционной головке). Защитная дверца должна оставаться закрытой. Кнопка аварийной остановки должна использоваться только в нештатных ситуациях.

2. Техническое обслуживание ключевых компонентов:

·Полировальные ролики:

Заменяйте ролики, если они использовались или хранились более 2 лет, или если наблюдается неравномерный износ или повреждение (необходимо одновременное замещение всех трех роликов). Перед полировкой ролики должны достичь стабильности крутящего момента (≥300 000 циклов) или пройти проверку стандартного образца (отклонение коэффициента трения ≤ ±3% после 90 000 циклов).

• Ползунки:

Замените их, если они использовались или хранились более 1 года, или если толщина резины составляет менее 2 мм (необходимо заменить все три ползунка одновременно). Предварительная полировка требует пятикратного тестирования стандартной пластины (погрешность ≤ ±3%).

• Стандартные пластины и абразивы:

Регулярно проверяйте соответствие номинальных значений (стабильность стандартной пластины ≥ 2 лет; чистота кварцевого порошка ≥ 90%).

3. Контроль окружающей среды:

Температура полировальной жидкости (смесь кварцевого порошка и воды) и воды, используемой для испытаний на трение, должна строго контролироваться (20°C ± 5°C и 14°C ± 2°C) во избежание отклонения результатов испытаний, вызванного колебаниями температуры.

4. Требования к очистке:

После каждого испытания необходимо очистить остатки абразивного материала с полировального диска и зажимного устройства. Отложения полировальной жидкости не подлежат повторному использованию.