專利名稱：一體式瀝青混合料性能檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于公路工程浙青路面的性能檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種浙青混合料抗拉、抗壓以及多角度抗剪切性能的檢測(cè)方法及裝置。
背景技術(shù)：
隨著道路事業(yè)的不斷發(fā)展，我國(guó)道路總里程數(shù)不斷增加，質(zhì)量等級(jí)也不斷提高，浙青路面病害越來(lái)越受到重視。在一些交通量大的浙青路面，尤其是在夏季高溫，更容易產(chǎn)生車轍、擁包、推移等病害，使路面強(qiáng)度降低。這些病害的產(chǎn)生不僅是因?yàn)橥饨绛h(huán)境因素的影響，還包括來(lái)自于車輛的荷載力。而這種力的方向不僅是垂直于路面方向，還包括平行于路面方向以及與路面成各種角度的方向。由此路面受到拉力、壓力和各種角度的剪力作用。正 是由于這些力的存在導(dǎo)致路面容易發(fā)生各種破壞。所以有必要提出一種方法來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)各個(gè)角度的作用力對(duì)于路面性能的影響。目前對(duì)于路面性能的檢測(cè)大多是利用三軸試驗(yàn)、Superpave剪切試驗(yàn)、同軸剪切試驗(yàn)、旋轉(zhuǎn)剪切試驗(yàn)、單軸貫入式試驗(yàn)等分別檢測(cè)路面的抗剪性能。三軸試驗(yàn)通過(guò)測(cè)定混合料的粘結(jié)力和內(nèi)摩擦角來(lái)計(jì)算混合料的抗剪強(qiáng)度，但是這個(gè)試驗(yàn)操作復(fù)雜，應(yīng)用較少。Superpave剪切試驗(yàn)主要進(jìn)行恒高度重復(fù)剪切試驗(yàn)和恒高度頻率掃描試驗(yàn),試件被固定在兩鋼板之間，在試件的頂面和底面施加外力，但是這種試驗(yàn)儀價(jià)格昂貴，不適于推廣。同軸剪切試驗(yàn)這種試驗(yàn)方法是把一中空?qǐng)A柱體試件用環(huán)氧樹(shù)脂粘貼在鋼筒和鋼柱之間，軸向荷載通過(guò)鋼柱作用于中空?qǐng)A柱體試件內(nèi)壁，同時(shí)試件的外側(cè)面受限,使試件產(chǎn)生剪切破壞，通過(guò)三維有限元建模，計(jì)算確定同軸剪切試驗(yàn)剪切強(qiáng)度系數(shù)，從而確定抗剪強(qiáng)度。該方法精度好但粒徑大的骨料對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有較大的影響，該方法應(yīng)用較少。旋轉(zhuǎn)剪切試驗(yàn)該試驗(yàn)是在旋轉(zhuǎn)壓實(shí)儀上安裝一套系統(tǒng)，用于測(cè)定浙青混合料壓實(shí)過(guò)程中的剪切應(yīng)力，因設(shè)備價(jià)格昂貴，目前沒(méi)有廣泛應(yīng)用。單軸貫入式試驗(yàn)試驗(yàn)儀的加載壓頭遠(yuǎn)小于試件，在加載過(guò)程中，充分考慮了側(cè)向約束的影響，但是也無(wú)法測(cè)定試件多角度受力下的抗剪性能。發(fā)明人在研發(fā)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，上述的幾種檢測(cè)試驗(yàn)均存在以下問(wèn)題其僅能測(cè)定試件的水平剪切性能和垂直剪切性能，而路面在實(shí)際情況下不僅受到水平和垂直力的作用，還受到了其它各個(gè)角度方向的力，而且不僅僅是壓力或者拉力還有剪切力，而且，其功能單一，僅能夠檢測(cè)出一種性能，針對(duì)不同性能只能用不同儀器分別測(cè)試，因此需要一種簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)一體化的檢測(cè)裝置來(lái)評(píng)價(jià)浙青混合料抗拉、抗壓以及各角度抗剪切力的特性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的浙青混合料性能檢測(cè)過(guò)程中所存在的不足，提供了能夠綜合檢測(cè)浙青混合料的抗拉、抗壓以及抗剪切性能的一種一體式多功能的浙青混合料性能檢測(cè)裝置。本發(fā)明的解決技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是該一體式浙青混合料性能檢測(cè)裝置是在底座通過(guò)緊固件固定有支架，通過(guò)下緊固機(jī)構(gòu)安裝有旋轉(zhuǎn)式加載機(jī)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)式加載機(jī)構(gòu)的上端通過(guò)上緊固機(jī)構(gòu)與固定在支架上的液壓油缸聯(lián)接，在上固定機(jī)構(gòu)上設(shè)置有荷載傳感器，荷載傳感器與安裝在待測(cè)試件側(cè)面的應(yīng)變片分別通過(guò)導(dǎo)線與數(shù)據(jù)采集單元的兩個(gè)輸入端相連，數(shù)據(jù)采集單元的輸出端通過(guò)導(dǎo)線與計(jì)算機(jī)的輸入端口相連，計(jì)算機(jī)的輸出端口通過(guò)導(dǎo)線與液壓控制器相連，液壓控制器通過(guò)管道與液壓油缸相聯(lián)通。上述的旋轉(zhuǎn)式加載機(jī)構(gòu)為在左加載盤(pán)的右側(cè)設(shè)置有右加載盤(pán)，構(gòu)成一個(gè)圓盤(pán)，左加載盤(pán)與右加載盤(pán)之間設(shè)置有載物臺(tái)，左加載盤(pán)和右加載盤(pán)的邊緣加工有對(duì)下緊固機(jī)構(gòu)和上緊固機(jī)構(gòu)搭接的卡孔。上述的上緊固機(jī)構(gòu)為安裝在荷載傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的荷載輸出軸上的上固定座上設(shè)置有上限位桿，上限位桿上設(shè)置有與左加載盤(pán)或右加載盤(pán)的卡孔搭接的上限位突起。 上述下緊固機(jī)構(gòu)為安裝底座上的下固定座上設(shè)置有下限位桿，下限位桿上設(shè)置有與左加載盤(pán)或右加載盤(pán)的卡孔搭接的下限位突起。上述卡孔沿左加載盤(pán)和右加載盤(pán)的邊緣均布排列在同一圓周上。上述的左加載盤(pán)的右端為階梯形，右加載盤(pán)的左端為階梯形與左加載盤(pán)的右端相對(duì)應(yīng)。本發(fā)明的一體式浙青混合料性能檢測(cè)裝置是將試件放在可旋轉(zhuǎn)式加載機(jī)構(gòu)的中心位置，當(dāng)施加不同角度的力時(shí)，就可以通過(guò)荷載傳感器、應(yīng)變片的形變檢測(cè)出試件的抗拉力、抗壓力、抗拉剪與壓剪的性能，通過(guò)調(diào)整左加載盤(pán)和右加載盤(pán)的旋轉(zhuǎn)角度可以實(shí)現(xiàn)不同角度的試件性能檢測(cè)，從而測(cè)定不同角度的荷載對(duì)于試件的影響。


圖I為本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖I中的下緊固機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為圖2的左視圖。圖4為圖I中旋轉(zhuǎn)式加載機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為圖I中上緊固機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為圖5的左視圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明，但是本發(fā)明不僅限于下述的實(shí)施方式。實(shí)施例I參見(jiàn)圖1，本實(shí)施例中的一體式浙青混合料性能檢測(cè)裝置由底座I、下緊固機(jī)構(gòu)2、旋轉(zhuǎn)式加載機(jī)構(gòu)3、應(yīng)變片4、上緊固機(jī)構(gòu)5、荷載傳感器6、支架7、液壓油缸8、液壓控制器9、計(jì)算機(jī)10、數(shù)據(jù)采集單元11聯(lián)接構(gòu)成。在底座I上用螺紋緊固件固定聯(lián)接有下緊固機(jī)構(gòu)2，參見(jiàn)圖2和3，下緊固機(jī)構(gòu)2是由下固定座2-1、下限位桿2-2和下限位突起2-3聯(lián)接構(gòu)成，下固定座2-1通過(guò)螺紋緊固件固定在底座I上，下固定座2-1的上端呈弧形，下固定座2-1的兩側(cè)用螺栓各固定安裝有I個(gè)下限位桿2-2，兩個(gè)下限位桿2-2的上部?jī)?nèi)側(cè)設(shè)置有下限位突起2-3，扭動(dòng)螺栓可以調(diào)節(jié)下限位桿2-2的松緊。在下固定座2-1的弧形端上設(shè)置有旋轉(zhuǎn)式加載機(jī)構(gòu)3。圖4給出了旋轉(zhuǎn)式加載機(jī)構(gòu)3的結(jié)構(gòu)示意圖，參見(jiàn)圖4，在圖4中，本實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)式加載機(jī)構(gòu)3是由左加載盤(pán)3-1、載物臺(tái)3-2、膠圈3-3、右加載盤(pán)3-4聯(lián)接構(gòu)成，左加載盤(pán)3-1的右端為階梯形，右加載盤(pán)3-4的左端為階梯形與左加載盤(pán) 3-1的右端相對(duì)應(yīng)，左加載盤(pán)3-1與右加載盤(pán)3-4對(duì)稱設(shè)置通過(guò)膠圈3-3聯(lián)接，在圓盤(pán)的中心位置左加載盤(pán)3-1與右加載盤(pán)3-4之間安裝有載物臺(tái)3-2，左加載盤(pán)3-1與右加載盤(pán)3-4的外緣成圓弧形，拼接構(gòu)成一個(gè)圓盤(pán)，左加載盤(pán)3-1的底端外沿安裝在下固定座2-1的上端，緊密貼合在一起，保證左加載盤(pán)3-1受力均衡，在左加載盤(pán)3-1和右加載盤(pán)3-4的盤(pán)面邊緣處均布加工有一圈卡孔，卡孔的圓心位于同一圓周上。下限位突起2-3正好卡在左加載盤(pán)3-1的卡孔內(nèi)，擰緊下限位桿2-2上的螺栓緊固下限位桿2-2，將左加載盤(pán)3-1固定在底座I上。上緊固機(jī)構(gòu)5的結(jié)構(gòu)與下緊固機(jī)構(gòu)2的結(jié)構(gòu)相同。圖5、6給出了上緊固機(jī)構(gòu)5的結(jié)構(gòu)示意圖，參見(jiàn)圖5和圖6，在圖5、6中，本實(shí)施例的上緊固機(jī)構(gòu)5由上固定座5-1、上限位桿5-2、上限位突起5-3聯(lián)接構(gòu)成，上固定座5-1的底端呈弧形，與右加載盤(pán)3-4的外沿吻合，上固定座5-1通過(guò)螺栓與上限位桿5-2聯(lián)接，上限位桿5-2的末端加工有上限位突起5-3，上限位突起5-3卡在右加載盤(pán)3-4的卡孔內(nèi)，緊固上限位桿5-2，將右加載盤(pán)3-4固定。在上緊固機(jī)構(gòu)5的上方設(shè)置有液壓油缸8，液壓油缸8通過(guò)螺紋緊固件固定在矩形支架上，液壓油缸8的伸縮桿與上緊固機(jī)構(gòu)5的頂部通過(guò)聯(lián)接件聯(lián)接，將荷載通過(guò)上緊固機(jī)構(gòu)5傳遞到右加載盤(pán)3-4上。液壓油缸8通過(guò)管道與液壓控制器9相聯(lián)通，液壓控制器9通過(guò)導(dǎo)線與計(jì)算機(jī)10的一個(gè)端口相連，接收計(jì)算機(jī)10發(fā)出的液壓控制信號(hào)，通過(guò)電磁閥門(mén)的開(kāi)合來(lái)控制液壓油缸。在上緊固機(jī)構(gòu)5上還安裝有荷載傳感器6，荷載傳感器6通過(guò)導(dǎo)線與數(shù)據(jù)采集單元11的一個(gè)輸入端口相連，數(shù)據(jù)采集單元11的另一個(gè)輸入端口通過(guò)導(dǎo)線與粘貼在浙青混合料試件前側(cè)面上的應(yīng)變片4相連，接收荷載傳感器6與應(yīng)變片4傳送的信號(hào)，數(shù)據(jù)采集單元11的輸出端通過(guò)導(dǎo)線與計(jì)算機(jī)10相連。荷載傳感器6將接收到荷載傳動(dòng)機(jī)構(gòu)7的力信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出到數(shù)據(jù)采集單元11，數(shù)據(jù)采集單元11將輸入的電信號(hào)專換成數(shù)字信號(hào)輸出到計(jì)算機(jī)10。當(dāng)浙青混合料試件在壓力或扭剪力作用下產(chǎn)生形變時(shí)應(yīng)變片4將位移信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集單元11，數(shù)據(jù)采集單元11將輸入的電信號(hào)專換成數(shù)字信號(hào)信號(hào)輸出到計(jì)算機(jī)10。在檢測(cè)時(shí)，用環(huán)氧樹(shù)脂將成型的浙青混合料試件固定在載物臺(tái)3-2上，并將應(yīng)變片4粘貼在浙青混合料試件的前側(cè)面，松開(kāi)上緊固機(jī)構(gòu)5和下緊固機(jī)構(gòu)2的螺栓，旋轉(zhuǎn)左加載盤(pán)3-1和右加載盤(pán)3-4，調(diào)整位于左加載盤(pán)3-1與右加載盤(pán)3-4之間的載物臺(tái)3_2水平，即浙青混合料試件與水平方向的夾角β為0°，擰緊螺栓，液壓控制器9接收計(jì)算機(jī)10發(fā)出的操作信號(hào)，電磁閥門(mén)打開(kāi)，液壓油缸8的活塞桿在豎直方向開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng)，傳遞壓力給右加載盤(pán)3-4上，右加載盤(pán)3-4向下施加壓力到載物臺(tái)3-2上，浙青混合料試件受到與其垂直方向的壓力擠壓后產(chǎn)生形變，應(yīng)變片4將浙青混合料試件形變的位移信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)發(fā)送到數(shù)據(jù)采集單元11，同時(shí)，荷載傳感器6接收到施加在浙青混合料試件上的應(yīng)力信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)傳輸給數(shù)據(jù)采集單元11，數(shù)據(jù)采集單元11接收的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸出到計(jì)算機(jī)10，計(jì)算機(jī)10再將輸入的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理計(jì)算并顯示出浙青混合料試件的抗壓性能。同理，再松動(dòng)上緊固機(jī)構(gòu)5與下緊固機(jī)構(gòu)2的螺栓，調(diào)整左加載盤(pán)3-1和右加載盤(pán)3-4在其他的卡孔上固定，則可以檢測(cè)出相對(duì)應(yīng)的試件與水平方向的夾角β方向的斜壓作用時(shí)的抗剪切性能。當(dāng)β為90°，試件與水平方向垂直時(shí)，即可測(cè)得浙青混合料試件在受到水平壓力作用時(shí)的抗剪切性能。當(dāng)左加載盤(pán)3-1和右加載盤(pán)3-4作用在試件上的是拉力時(shí)，能夠檢測(cè)出在相應(yīng)的下相應(yīng)方向的拉力作用下浙青混合料試件的抗拉性能。實(shí)施例2在本實(shí)施例中，左加載盤(pán)3-1的右側(cè)兩端設(shè)置有卡勾，右加載盤(pán)3-4的左側(cè)兩端設(shè)置有卡環(huán)，左加載盤(pán)3-1和右加載盤(pán)3-4之間通過(guò)卡勾與卡環(huán)聯(lián)接,構(gòu)成一個(gè)圓盤(pán)。左加載盤(pán)3-1和右加載盤(pán)3-4的盤(pán)面沿著邊緣還可以設(shè)置成同一圓周上的卡槽，下限位突起2-3正好卡在左加載盤(pán)3-1的卡槽中，上限位突起5-3正好卡在右加載盤(pán)3-4的卡槽中，擰緊螺栓即可將左加載盤(pán)3-1和右加載盤(pán)3-4卡緊，防止其在受到壓力時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，確保檢測(cè)結(jié)果可 靠。其它的部件及其聯(lián)接關(guān)系與實(shí)施例I相同。
權(quán)利要求
1.一種一體式浙青混合料性能檢測(cè)裝置，其特征在于在底座(I)通過(guò)緊固件固定有支架(7)，通過(guò)下緊固機(jī)構(gòu)(2)安裝有旋轉(zhuǎn)式加載機(jī)構(gòu)(3)，旋轉(zhuǎn)式加載機(jī)構(gòu)(3)的上端通過(guò)上緊固機(jī)構(gòu)(5)與固定在支架(7)上的液壓油缸(8)聯(lián)接，在上固定機(jī)構(gòu)(5)上設(shè)置有荷載傳感器(6)，荷載傳感器(6)與安裝在待測(cè)試件側(cè)面的應(yīng)變片(4)分別通過(guò)導(dǎo)線與數(shù)據(jù)采集單元(11)的兩個(gè)輸入端相連，數(shù)據(jù)采集單元(11)的輸出端通過(guò)導(dǎo)線與計(jì)算機(jī)(10)的輸入端口相連，計(jì)算機(jī)(10)的輸出端口通過(guò)導(dǎo)線與液壓控制器(9)相連，液壓控制器(9)通過(guò)管道與液壓油缸(8)相聯(lián)通。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一體式浙青混合料性能檢測(cè)裝置，其特征在于所述的旋轉(zhuǎn)式加載機(jī)構(gòu)(3)為在左加載盤(pán)(3-1)的右側(cè)設(shè)置有右加載盤(pán)(3-4)，構(gòu)成一個(gè)圓盤(pán)，左加載盤(pán)(3-1)與右加載盤(pán)(3-4)之間設(shè)置有載物臺(tái)(3-2)，左加載盤(pán)(3-1)和右加載盤(pán)(3-4)的邊緣加工有對(duì)下緊固機(jī)構(gòu)(2)和上緊固機(jī)構(gòu)(5)搭接的卡孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一體式浙青混合料性能檢測(cè)裝置，其特征在于所述的上緊固機(jī)構(gòu)(5 )為安裝在荷載傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(7 )的荷載輸出軸上的上固定座(5-1)上設(shè)置有上限位桿(5-2)，上限位桿(5-2)上設(shè)置有與左加載盤(pán)(3-1)或右加載盤(pán)(3-4)的卡孔搭接的上限位突起(5-3)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一體式浙青混合料性能檢測(cè)裝置，其特征在于所述下緊固機(jī)構(gòu)(2)為安裝底座(I)上的下固定座(2-1)上設(shè)置有下限位桿(2-2)，下限位桿(2-2)上設(shè)置有與左加載盤(pán)(3-1)或右加載盤(pán)(3-4 )的卡孔搭接的下限位突起(2-3 )。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的一體式浙青混合料性能檢測(cè)裝置，其特征在于所述卡孔沿左加載盤(pán)(3-1)和右加載盤(pán)(3-4)的邊緣均布排列在同一圓周上。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的一體式浙青混合料性能檢測(cè)裝置，其特征在于所述的左加載盤(pán)(3-1)的右端為階梯形，右加載盤(pán)(3-4)的左端為階梯形與左加載盤(pán)(3-1)的右端相對(duì)應(yīng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種一體式瀝青混合料性能檢測(cè)裝置，其通過(guò)可旋轉(zhuǎn)式加載機(jī)構(gòu)，將試件放在可旋轉(zhuǎn)式加載機(jī)構(gòu)的中心位置，當(dāng)施加不同角度的力時(shí)，就可以通過(guò)荷載傳感器、應(yīng)變片的形變檢測(cè)出試件的抗拉力、抗壓力、抗拉剪與壓剪的性能，通過(guò)調(diào)整左加載盤(pán)和右加載盤(pán)的旋轉(zhuǎn)角度可以實(shí)現(xiàn)不同角度的試件性能檢測(cè)，從而測(cè)定不同角度的荷載對(duì)于試件的影響。
文檔編號(hào)G01N3/24GK102879276SQ20121035520
公開(kāi)日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月21日
發(fā)明者裴建中, 任仲山, 張久鵬, 李彥偉, 石鑫 申請(qǐng)人:長(zhǎng)安大學(xué)