專利名稱：公路及橋面鋪裝層間作用動(dòng)態(tài)模擬測試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及層間聯(lián)結(jié)動(dòng)態(tài)測試領(lǐng)域，可應(yīng)用于路面結(jié)構(gòu)層層面間的剪切試 驗(yàn)和橋面鋪裝層層間的剪切試驗(yàn)，具體提供一種公路及橋面鋪裝層間作用動(dòng)態(tài) 模擬測試儀。
背景技術(shù)：
公路路面的層間(瀝青混凝土層與瀝青混凝土層之間、水泥混凝土路面與 瀝青混凝土罩面層之間、橋面鋪裝層之間)聯(lián)結(jié)問題一直是公路界極其重視的 問題，我國瀝青混凝土層與水泥穩(wěn)定層之間以及瀝青混凝土層之間的層間界面 粘接比較薄弱，處于完全滑動(dòng)與完全連續(xù)的中間狀態(tài)，層與層之間通過接觸傳 遞應(yīng)力。這樣，瀝青路面的實(shí)際工作狀態(tài)與設(shè)計(jì)理論工作狀態(tài)不相符合，從而 直接影響到路面使用性能的預(yù)估，應(yīng)采用合理的接觸模型來描述層間狀態(tài)，從 而分析路面在實(shí)際工作狀態(tài)下的力學(xué)響應(yīng)，要達(dá)到以上目的需要對層間的實(shí)際 接觸情況進(jìn)行合理的測算。目前，用于測試路面材料和路面結(jié)構(gòu)層及橋面鋪裝層層間抗剪切能力的試驗(yàn)方法及儀器種類很多，如長安大學(xué)研制的LLM系統(tǒng)，路面層間剪切實(shí)驗(yàn)儀等, 但是該儀器都存在一些問題，如造價(jià)昂貴，需要配以專門的加載加壓設(shè)備， 體積龐大不便于攜帶，操作復(fù)雜，只能供少數(shù)有經(jīng)濟(jì)能力的專門研究機(jī)構(gòu)使用， 均不能充分的模擬路面結(jié)構(gòu)在車輛荷載作用下的真實(shí)受力狀態(tài)實(shí)際的模擬出 路面狀況，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性低，較實(shí)際情況存在很大偏差。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡單、使用 安全、方便的公路及橋面鋪裝層間作用動(dòng)態(tài)模擬測試儀。 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是-公路及橋面鋪裝層間作用動(dòng)態(tài)模擬測試儀，包括直剪儀和反力框架總成，直剪儀包括底座、固定架、動(dòng)試模件、定試模件、墊片，固定架垂直焊接在底 座上，固定架內(nèi)開有滑槽，定試模件設(shè)置在滑槽內(nèi)與固定架固定連接，定試模 件與固定架之間設(shè)置有墊片，定試模件一側(cè)的滑槽內(nèi)設(shè)置有動(dòng)試模件，動(dòng)試模 件和固定架滑動(dòng)連接，動(dòng)試模件的頂端設(shè)置有壓頭，在直剪儀的動(dòng)試模件外側(cè) 設(shè)置有固定墊塊，定試模件外側(cè)設(shè)置有隨動(dòng)墊塊，在固定墊塊和隨動(dòng)墊塊的外 圍設(shè)置有反力框架總成，反力框架總成包括壓力鋼板、螺桿、桿螺母、滑動(dòng)滾 輪組、加力鋼板、負(fù)荷傳感器、液壓裝置；螺桿分別穿接兩塊壓力鋼板，兩塊 壓力鋼板在兩端設(shè)置有桿螺母之間的螺桿上與螺桿滑動(dòng)連接；其中一個(gè)壓力鋼 板上焊接有液壓裝置，液壓裝置的加載桿端設(shè)置有負(fù)荷傳感器，負(fù)荷傳感器上 設(shè)置有加力鋼板，加力鋼板上設(shè)置有滑動(dòng)滾輪組；固定墊塊、直剪儀、隨動(dòng)墊 塊三者設(shè)置在反力框架總成的壓力鋼板和滑動(dòng)滾輪組之間。動(dòng)試模件包括動(dòng)試模板和動(dòng)試模柱筒，動(dòng)試模柱筒垂直的焊接在動(dòng)試模板 上，動(dòng)試模柱筒內(nèi)腔與動(dòng)試模板貫通，動(dòng)試模板在滑槽內(nèi)與固定架滑動(dòng)連接。動(dòng)試模柱筒內(nèi)設(shè)置有測試件套筒，動(dòng)試模柱筒筒壁上開有絲孔，絲孔內(nèi)旋 有固定螺絲，測試件套筒通過固定螺絲固定在柱筒內(nèi)，測試件套筒的筒身長度 等于動(dòng)試模柱筒長度加動(dòng)試模板厚度的和。定試模件包括定試模板和定試模柱筒，定試模柱筒垂直焊接在定試模板 上，定試模柱筒內(nèi)腔與定試模板貫通，定試模板上開有螺孔，定試模板通過螺 栓和螺母緊固在固定架上。定試模柱筒內(nèi)也設(shè)置有測試件套筒，定試模柱筒筒壁上開有絲孔，絲孔內(nèi) 旋有固定螺絲，測試件套筒通過固定螺絲固定在柱筒內(nèi)，測試件套筒的筒身長 度等于動(dòng)試模柱筒長度加動(dòng)試模板厚度的和。液壓裝置的液壓油缸上設(shè)置有油管接頭。本發(fā)明的公路及橋面鋪裝層間作用動(dòng)態(tài)模擬測試儀和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有 以下突出的有益效果結(jié)構(gòu)簡單、易于加工、剛性強(qiáng)、使用方便；測試件套筒 在動(dòng)、定試模柱筒內(nèi)的使用，可以使測試件卡在測試件套筒內(nèi)，使測試件在直 剪測試過程中無受力偏轉(zhuǎn)，更能有效的提高測試精度，提高測試結(jié)果的準(zhǔn)確度; 該測試儀在反力框架給予目標(biāo)測試件橫向上的力的同時(shí)，再借助液壓試驗(yàn)機(jī)、 MTS或UTM等實(shí)時(shí)加載設(shè)備提供豎向壓力，相對于國內(nèi)其他同類型的剪切設(shè)備， 可以模擬路面結(jié)構(gòu)在車輛荷載作用下的真實(shí)受力狀態(tài)實(shí)際的模擬出路面狀況，提高實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性，該測試儀體積更小，便于移動(dòng)，操作更加簡單快捷， 且造價(jià)降低便于在施工部門推廣使用。


附圖1是本發(fā)明的俯視結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖2是本發(fā)明的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖3是本發(fā)明的直剪儀的主視圖； 附圖4是本發(fā)明的直剪儀的側(cè)視圖； 附圖5是本發(fā)明的直剪儀的俯視圖。 附圖中的標(biāo)記表示為a、 直剪儀，1底座，2、固定架，3、動(dòng)試模板，4、動(dòng)試模柱筒，5、定 試模板，6、定試模柱筒，7、墊片，8、壓頭，9、螺栓，10、螺母，11、固定 螺絲，12、滑槽，13、測試件套筒，14、固定墊塊，15隨動(dòng)墊塊；b、 反力框架總成，16、壓力鋼板，17、螺桿，18、桿螺母，19、滑動(dòng)滾 輪組，20、加力鋼板，21、負(fù)荷傳感器，22、液壓裝置，23、油管接頭。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附歐l、 2、 3和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不作為對 本發(fā)明的限定。下面給出一個(gè)最佳實(shí)施例公路及橋面鋪裝層間作用動(dòng)態(tài)模擬測試儀，包括直剪儀a和反力框架總成 b，直剪儀a包括底座l、固定架2、動(dòng)試模件、定試模件、墊片7，固定架2 垂直焊接在底座1上，固定架2內(nèi)開有滑槽12,定試模件設(shè)置在滑槽12內(nèi)與 固定架2固定連接，定試模件與固定架2之間設(shè)置有墊片7，定試模件一側(cè)的 滑槽12內(nèi)設(shè)置有動(dòng)試模件，動(dòng)試模件和固定架2滑動(dòng)連接，動(dòng)試模件的頂端 設(shè)置有壓頭8。在直剪儀的動(dòng)試模件外側(cè)設(shè)置有固定墊塊，定試模件外側(cè)設(shè)置 有隨動(dòng)墊塊，在固定墊塊和隨動(dòng)墊塊的外圍設(shè)置有反力框架總成b，反力框架 總成b包括壓力鋼板16、螺桿17、桿螺母18、滑動(dòng)滾輪組19、加力鋼板20、 負(fù)荷傳感器21、液壓裝置22;螺桿17分別穿接兩塊壓力鋼板16，兩塊壓力鋼 板在兩端設(shè)置有桿螺母18之間的螺桿17上與螺桿17滑動(dòng)連接；其中一個(gè)壓力鋼板上焊接有液壓裝置22，液壓裝置22的加載桿端設(shè)置有負(fù)荷傳感器21， 負(fù)荷傳感器21上設(shè)置有加力鋼板20，加力鋼板20上設(shè)置有滑動(dòng)滾輪組19; 固定墊塊、直剪儀、隨動(dòng)墊塊三者設(shè)置在反力框架總成的壓力鋼板和滑動(dòng)滾輪 組之間。動(dòng)試模件包括動(dòng)試模板3和動(dòng)試模柱筒4，動(dòng)試模柱筒4垂直的焊接在動(dòng) 試模板3上，動(dòng)試模柱筒4內(nèi)腔與動(dòng)試模板3貫通，動(dòng)試模板3在滑槽12內(nèi) 與固定架2滑動(dòng)連接。動(dòng)試模柱筒4內(nèi)設(shè)置有測試件套筒13，動(dòng)試模柱筒4筒壁上開有絲孔，絲 孔內(nèi)旋有固定螺絲11，測試件套筒13通過固定螺絲11固定在柱筒內(nèi)，測試件 套筒13的筒身長度等于動(dòng)試模柱筒長度加動(dòng)試模板厚度的和。定試模件包括定試模板5和定試模柱筒6，定試模柱筒6垂直焊接在定試 模板5上，定試模柱筒6內(nèi)腔與定試模板5貫通，定試模板5上開有螺孔，定 試模板5通過螺栓9和螺母10緊固在固定架2上。定試模柱筒6內(nèi)也設(shè)置有測試件套筒，定試模柱筒6筒壁上開有絲孔，絲 孔內(nèi)旋有固定螺絲，測試件套筒通過固定螺絲固定在柱筒內(nèi)，測試件套筒的筒 身長度等于動(dòng)試模柱筒長度加動(dòng)試模板厚度的和。液壓裝置的液壓油缸上設(shè)置有油管接頭23。其中動(dòng)試模柱筒4和定試模柱筒6的內(nèi)、外徑大小相同，筒高一致。 本發(fā)明的公路及橋面鋪裝層間作用動(dòng)態(tài)模擬測試儀在使用時(shí)，首先根據(jù)測 試件的尺寸選擇合適厚度的測試件的測試件套筒，將測試件套筒分別安裝在動(dòng) 試模柱筒和定試模柱筒內(nèi)，用固定螺絲固定，將目標(biāo)測試件穿入到兩個(gè)測試件 套筒內(nèi)，這時(shí)動(dòng)試模柱筒和定試模柱筒的中心軸線基本重合，這時(shí)確保目標(biāo)測 試件的層間聯(lián)結(jié)部位正好位于動(dòng)試模板和定試模板之間，在目標(biāo)測試件的兩端 分別加設(shè)固定墊塊和隨動(dòng)墊塊，通過反力框架總成把位于固定墊塊和隨動(dòng)墊塊 之間的目標(biāo)測試件夾持住，通過液壓裝置的油管接頭連接液壓油，由此來提供 橫向力，可以模擬路面結(jié)構(gòu)在車輛荷載作用下的真實(shí)受力狀態(tài)實(shí)際的模擬出路 面狀況，提高實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性，由負(fù)荷傳感器上顯示出壓力數(shù)據(jù)，在所需的 壓力下，將該整套儀器平放在液壓試驗(yàn)機(jī)、MTS或UTM等實(shí)時(shí)加載設(shè)備下，使 直剪儀a的動(dòng)試模件上的壓頭8正對機(jī)器的加載壓頭，然后開始豎向加壓，即可開始直剪實(shí)驗(yàn)，并記錄試驗(yàn)結(jié)果。在豎向加壓于動(dòng)試模件時(shí)，隨動(dòng)墊塊15 在動(dòng)試模柱筒內(nèi)跟隨著動(dòng)試模件一起向下運(yùn)動(dòng)，滑動(dòng)滾輪組19的位置不動(dòng)， 只是把橫向上的力分散到隨動(dòng)墊塊上，隨動(dòng)墊塊又把橫向力傳導(dǎo)給目標(biāo)測試 件。其中直剪距離最大為20mm，即動(dòng)試模件行程的最下端相對于定試模件向下 有20mm的直剪行程,動(dòng)試模板和定試模板之間的距離可以通過添加墊片7來調(diào) 節(jié)大小，墊片厚度可選合適的尺寸規(guī)格的墊片。以上所述的實(shí)施例，只是本發(fā)明較優(yōu)選的具體實(shí)施方式
的一種，本領(lǐng)域的 技術(shù)人員在本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)進(jìn)行的通常變化和替換都應(yīng)包含在本發(fā)明 的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 公路及橋面鋪裝層間作用動(dòng)態(tài)模擬測試儀，其特征在于包括直剪儀和反力框架總成，直剪儀包括底座、固定架、動(dòng)試模件、定試模件、墊片，固定架垂直焊接在底座上，固定架內(nèi)開有滑槽，定試模件設(shè)置在滑槽內(nèi)與固定架固定連接，定試模件與固定架之間設(shè)置有墊片，定試模件一側(cè)的滑槽內(nèi)設(shè)置有動(dòng)試模件，動(dòng)試模件和固定架滑動(dòng)連接，動(dòng)試模件的頂端設(shè)置有壓頭；在直剪儀的動(dòng)試模件外側(cè)設(shè)置有固定墊塊，定試模件外側(cè)設(shè)置有隨動(dòng)墊塊，在固定墊塊和隨動(dòng)墊塊的外圍設(shè)置有反力框架總成，反力框架總成包括壓力鋼板、螺桿、桿螺母、滑動(dòng)滾輪組、加力鋼板、負(fù)荷傳感器、液壓裝置；螺桿分別穿接兩塊壓力鋼板，兩塊壓力鋼板在兩端設(shè)置有桿螺母之間的螺桿上與螺桿滑動(dòng)連接；其中一個(gè)壓力鋼板上焊接有液壓裝置，液壓裝置的加載桿端設(shè)置有負(fù)荷傳感器，負(fù)荷傳感器上設(shè)置有加力鋼板，加力鋼板上設(shè)置有滑動(dòng)滾輪組；固定墊塊、直剪儀、隨動(dòng)墊塊三者設(shè)置在反力框架總成的壓力鋼板和滑動(dòng)滾輪組之間。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的公路及橋面鋪裝層間作用動(dòng)態(tài)模擬測試儀，其 特征在于動(dòng)試模件包括動(dòng)試模板和動(dòng)試模柱筒，動(dòng)試模柱筒垂直的焊接在動(dòng)試 模板上，動(dòng)試模柱筒內(nèi)腔與動(dòng)試模板貫通，動(dòng)試模板在滑槽內(nèi)與固定架滑動(dòng)連 接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的公路及橋面鋪裝層間作用動(dòng)態(tài)模擬測試儀，其 特征在于動(dòng)試模柱筒內(nèi)設(shè)置有測試件套筒，動(dòng)試模柱筒筒壁上開有絲孔，絲孔 內(nèi)旋有固定螺絲，測試件套筒通過固定螺絲固定在柱筒內(nèi)，測試件套筒的筒身 長度等于動(dòng)試模柱筒長度加動(dòng)試模板厚度的和。 .
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的公路及橋面鋪裝層間作用動(dòng)態(tài)模擬測試儀，其 特征在于定試模件包括定試模板和定試模柱筒，定試模柱筒垂直焊接在定試模 板上，定試模柱筒內(nèi)腔與定試模板貫通，定試模板上開有螺孔，定試模板通過 螺栓和螺母緊固在固定架上。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的公路及橋面鋪裝層間作用動(dòng)態(tài)模擬測試儀，其 特征在于定試模柱筒內(nèi)也設(shè)置有測試件套筒，定試模柱筒筒壁上開有絲孔，絲 孔內(nèi)旋有固定螺絲，測試件套筒通過固定螺絲固定在柱筒內(nèi)，測試件套筒的筒 身長度等于動(dòng)試模柱筒長度加動(dòng)試模板厚度的和。6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的公路及橋面鋪裝層間作用動(dòng)態(tài)模擬測試儀，其 特征在于液壓裝置的液壓油缸上設(shè)置有油管接頭。
全文摘要
本發(fā)明涉及層間聯(lián)結(jié)動(dòng)態(tài)測試領(lǐng)域，具體提供一種公路及橋面鋪裝層間作用動(dòng)態(tài)模擬測試儀，是在直剪儀外圍設(shè)置有反力框架總成，反力框架總成是采用螺桿分別穿接兩塊壓力鋼板，兩塊壓力鋼板在兩端設(shè)置有桿螺母之間的螺桿上與螺桿滑動(dòng)連接；其中一個(gè)壓力鋼板上焊接有液壓裝置，液壓裝置的加載桿端設(shè)置有負(fù)荷傳感器，負(fù)荷傳感器上設(shè)置有加力鋼板，加力鋼板上設(shè)置有滑動(dòng)滾輪組。本發(fā)明在利用反力框架給予目標(biāo)測試件橫向上的力的同時(shí)，再借助液壓試驗(yàn)機(jī)、MTS或UTM等實(shí)時(shí)加載設(shè)備提供豎向壓力，相對于其他類型的剪切設(shè)備，能夠更實(shí)際的模擬出路面狀況，提高實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性，體積小，便于移動(dòng)，操作快捷。
文檔編號(hào)G01N3/00GK101256137SQ20081001519
公開日2008年9月3日 申請日期2008年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月24日
發(fā)明者付建村, 廖寶梁, 林 王, 江 陳, 韋金城 申請人:山東省交通科學(xué)研究所