本發明屬于道路工程實驗技術領域，涉及一種道路工程實驗室儀器設計制作技術領域，尤其是一種氣壓式固態瀝青取樣裝置。

背景技術：

上世紀90年代以來，隨著中國經濟的持續高速發展，高速公路建設事業也在飛速前進，截止2014年底，我國高速公路總里程達11.19萬公里，已超過美國居世界第一，瀝青路面憑借優越的使用性能和行車舒適性，在我國己建成的高速公路和一級公路路面中占了90％以上的比重。

瀝青材料是由不同分子量大的高分子碳氫化合物及其非金屬衍生物組成的黑褐色復雜混合物，表面呈黑色，不溶于水而幾乎溶于二硫化碳、四氯化碳的固體、半固體或液體有機膠凝材料。作為一種高分子非晶態熱塑性物質，當溫度升高時，瀝青由固態或半固態逐漸軟化導致流動性增加，甚至像液體一樣流動，當溫度降低時，液態瀝青流動性降低又逐漸由粘流態凝固為半固態或固態，當溫度低于一定程度時甚至變硬變脆。

在實驗室里，我們經常需要取用瀝青試樣進行各種道路工程室內試驗。但是在常溫和低溫天氣條件下，瀝青多呈固態并且瀝青儲存桶大多體積巨大，很難在不加熱的情況下將瀝青試樣從瀝青儲存桶中快速取出。現有實驗室取瀝青的方法通常為明火加熱使瀝青液化流動，或者在高溫情況下久置待瀝青變軟后流出。但是在高溫加熱狀態下，瀝青中部分高分子化合物會揮發并產生有毒刺激性黑色煙霧，直接排放到大氣中對環境造成污染，嚴重時還會對人體皮膚粘膜產生刺激性，并且有光毒作用和致癌作用。瀝青在加熱過程中還會產生老化，瀝青老化是指瀝青在貯存、施工及路面使用過程中由于長時間暴露在空氣中，在環境因素的作用下發生的揮發、氧化、聚合等物理化學作用，導致瀝青內部分子結構和化學組分發生變化，進而促使瀝青物理化學性質劣化的過程。熱氧化反應是瀝青老化的最主要原因，瀝青的老化是由于瀝青中活性基團與空氣中氧反應的結果，氧化的產物主要為羰基與亞礬官能團，深度老化有可能生成梭基官能團。分子間的締合與縮聚作用，使得老化后瀝青的平均分子量增加。從組成與性質上分析，老化后瀝青中膠質減少，瀝青質增加，軟化點升高，粘度增大，針入度與延度下降。瀝青老化產生的瀝青性能衰減可能會導致室內試驗結果嚴重偏離實際情況，對試驗結果準確性和可信度造成巨大影響。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種氣壓式固態瀝青取樣裝置，避免了瀝青在取樣過程中試樣老化、污染環境等問題，克服了實驗室取用瀝青技術的效率低下和安全性不足的問題；該裝置結構簡單，設計合理，能夠快速從瀝青儲存桶內取出瀝青試樣。

本發明的目的是通過以下技術方案來解決的：

這種氣壓式固態瀝青取樣裝置，包括瀝青取樣裝置，提供瀝青取樣裝置轉動的電動機，提供瀝青取樣裝置下壓的扶手；其中瀝青取樣裝置包括底部為開口的瀝青取樣桶，瀝青取樣桶上設置有加熱裝置，瀝青取樣桶頂部與氣壓控制室連通，氣壓控制室通過機械臂與電動機連接。

更進一步的，本發明的特點還在于：

其中加熱裝置為設置在瀝青取樣桶桶壁內的電熱絲。

其中加熱裝置還包括設置在瀝青取樣桶桶壁上的溫度傳感器。

其中氣壓控制室為底部開口的空心的圓柱體結構，其頂部通過機械臂與電動機連接。

其中氣壓控制室上還設置有用于控制氣壓控制室內氣體與外界環境連通的控制閥門。

其中電動機設置在工作平臺上。

其中工作平臺上設置有兩個相對的扶手。

本發明的有益效果是：瀝青取樣裝置能夠通過電動機和扶手的作用下壓，在固態瀝青儲存桶內提取固態瀝青，其中氣壓控制室利用氣壓差將固態瀝青樣品提取出來；電動機連接的機械臂產生旋轉，使氣壓控制室連同瀝青取樣裝置向下旋轉插入進入固態瀝青中，加熱裝置能夠將瀝青取樣桶桶壁上的瀝青軟化從而降低粘度，使瀝青取樣桶方便插入和提出。

更進一步的，加熱裝置為設置在瀝青取樣桶桶壁內的電熱絲，且桶壁內還設置有溫度傳感器用于控制桶壁的溫度，防止溫度過高導致瀝青試樣產生老化，影響室內試驗結果準確性。

更進一步的，氣壓控制室上設置有控制閥門，控制閥門控制氣壓控制室內的空氣與外界環境流通，氣壓控制室底部開口，該開口與瀝青取樣桶頂部的連通口連通，使得氣壓控制室通過控制閥門能夠控制瀝青取樣桶內的氣壓。

更進一步的，工作平臺上設置有相對的扶手，能夠方便將瀝青取樣裝置下壓和上提。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為本發明中瀝青取樣裝置的剖面示意圖。

其中：1為瀝青取樣桶；2為氣壓控制室；3為控制閥門；4為機械臂；5為工作平臺；6為電動機；7為連接導線；8為扶手；9為電子控制裝置；10為溫度傳感器；11為電熱絲；12為連通口。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步詳細描述：

本發明提供了一種氣壓式固態瀝青取樣裝置，如圖1所示，包括瀝青取樣裝置，瀝青取樣結構包括底部為開口的瀝青取樣桶1，如圖2所示，瀝青取樣通1為圓柱體狀的，瀝青取樣桶1的頂部設置有連通口12，連通口12使瀝青取樣桶1與氣壓控制室2連通起來；其中瀝青取樣桶1上還設置有加熱裝置，加熱裝置為設置在瀝青取樣桶1桶壁內的電熱絲11，瀝青取樣桶1的桶壁內還設置有溫度傳感器10；氣壓控制室2為倒扣在連通口12上的圓柱形結構，且氣壓控制室2上設置有控制閥門3，控制閥門3控制氣壓控制室2內氣體的排出，調節氣壓控制室2內的氣壓。

如圖1所示，氣壓控制室2的頂部通過機械臂4與電動機6連接，且電動機6設置在工作平臺5上，電動機6通過導線7與電動機6連接，即機械臂4與工作平臺5連接，且工作平臺5上設置有能夠將工作平臺5、機械臂4連通氣壓控制室2下壓的扶手8，扶手8為相對設置的兩個扶手，工作平臺5上還設置有電子控制裝置9，電子控制裝置9用于控制電動機6的運行，以及電熱絲11和溫度傳感器10的工作。

本發明的使用方法是：將瀝青取樣桶1豎直放置在瀝青桶上方，然后打開控制閥門3；裝置接上電源之后，連通電熱絲11，給瀝青取樣桶1加熱至合適溫度后，再啟動電動機6，電動機6帶動機械臂4旋轉，并且下壓扶手8，使氣壓控制室2帶動瀝青取樣桶1逐漸旋轉切入到瀝青桶中，使得固態瀝青充滿瀝青取樣桶1；待固態瀝青完全充滿瀝青取樣桶1時，使電動機6停止轉動，關閉控制閥門3，然后握住扶手8向上提起，由于氣壓控制室2完全密封，待瀝青取樣桶上升一定高度后，氣壓控制室2與外界形成一定壓力差，使固態瀝青能夠被壓在瀝青取樣桶1內，并且隨著瀝青取樣桶1的向上提出，瀝青取樣桶1將其內部的固態瀝青取出。

本發明的工作原理是：打開控制閥門，使氣壓控制室2內外保持連通，當瀝青取樣桶1旋轉切入固態瀝青中，并完全浸沒在固態瀝青中之后，由于瀝青呈粘稠固態，會將桶內完全充滿，此時關閉控制閥門3使氣壓控制室2完全密封，阻塞了氣壓控制室2和外界之間的空氣流通。待瀝青取樣桶1緩慢上升時，由于瀝青取樣桶1內壁溫度很高，靠近桶沿的瀝青黏結性減小，瀝青試樣會產生少量的豎向位移，從而導致密閉的氣壓控制室2內空氣體積增大，氣壓減小，與外界形成壓力差，足以將瀝青試樣整體托住而不會下滑，從而將瀝青試樣從儲存桶中取出。再將瀝青取樣裝置下方放置瀝青存放容器，打開控制閥門3并使瀝青取樣桶1加熱到合適溫度，瀝青取樣桶1邊緣的瀝青由于溫度升高黏結性下降，固態瀝青試樣在重力的作用下落入瀝青存放容器中，完成固態瀝青取樣。