本實用新型涉及道路工程領(lǐng)域，特別是涉及一種路面結(jié)構(gòu)層間剪切試驗裝置，并進一步提供一種路面結(jié)構(gòu)層間剪切試驗方法，所述試驗裝置和方法可以用于道路工程雙層結(jié)構(gòu)的層間剪切狀態(tài)。

背景技術(shù)：

在舊水泥混凝土道面上加鋪高性能瀝青面層(形成復(fù)合道面)，不僅能有效提高道面的結(jié)構(gòu)承載力，改善道面功能性能，而且可以在不停航條件下實施，是機場道面加鋪的主流方式。我國的既有道面以水泥混凝土為主，其中近1/3的跑道在未來十年將實施加鋪，預(yù)計復(fù)合道面和數(shù)量將快速增長。

在復(fù)合道面結(jié)構(gòu)設(shè)計與評價中，瀝青加鋪層和舊水泥混凝土道面的層間性狀是決定設(shè)計和評價合理性的核心因素。傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析中，一般簡單地假定復(fù)合道面的層間為完全連續(xù)或某一特定狀態(tài)，由于缺乏與實際情況的有效關(guān)聯(lián)，往往導(dǎo)致設(shè)計和評價結(jié)果的不合理。為了適應(yīng)修筑大量高質(zhì)量復(fù)合道面的需求，迫切需要解決層間的分析和評價問題，其基礎(chǔ)是掌握層間的力學(xué)性狀和演變規(guī)律，其解決手段是通過室內(nèi)試驗方法檢測道面的層間狀態(tài)。

目前，針對復(fù)合道面層間狀態(tài)的問題，國際上仍未建立獲得廣泛認證的統(tǒng)一試驗方法，各國所使用的方法在試驗步驟、設(shè)備和參數(shù)等皆不相同。部分現(xiàn)有設(shè)備僅能完成無法向荷載作用下的層間剪切試驗，并不符合道面層間在大型飛機荷載作用下的受力情況。因此，本實用新型通過改進現(xiàn)有儀器設(shè)備，提供一種科學(xué)的用于檢測機場復(fù)合道面的層間狀態(tài)的直接剪切試驗裝置，并可推廣至道路工程領(lǐng)域雙層結(jié)構(gòu)的層間狀態(tài)測試應(yīng)用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本實用新型的目的在于提供一種路面結(jié)構(gòu)層間剪切試驗裝置，并進一步提供一種路面結(jié)構(gòu)層間剪切試驗方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題。

為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本實用新型第一方面提供一種路面結(jié)構(gòu)層間剪切試驗裝置，包括支架，所述支架上設(shè)有固定槽位、豎直切向荷載加載裝置和水平荷載加載裝置，所述豎直切向荷載加載裝置和水平荷載加載裝置分別位于固定槽位的兩側(cè)，所述豎直切向荷載加載裝置包括位于支架上的豎直切向荷載加載基座和位于豎直切向荷載加載基座上的豎直切向荷載加載槽位，所述豎直切向荷載加載槽位的位置與固定槽位的位置相配合。

在本實用新型一些實施方式中，所述豎直切向荷載加載槽位與固定槽位在水平方向上留有間距。

在本實用新型一些實施方式中，所述豎直切向荷載加載基座包括加載基座本體和伸縮裝置，所述基座本體通過伸縮裝置與支架相連。

在本實用新型一些實施方式中，所述支架上還設(shè)有用于引導(dǎo)豎直切向荷載加載基座移動方向的導(dǎo)向裝置。

在本實用新型一些實施方式中，所述水平荷載加載裝置上設(shè)有拉壓力傳感器。

在本實用新型一些實施方式中，所述水平荷載加載裝置包括液壓傳動裝置，所述液壓傳動裝置上設(shè)有傳動件。

本實用新型第二方面提供一種路面結(jié)構(gòu)層間剪切試驗方法，使用所述路面結(jié)構(gòu)層間剪切試驗裝置，包括如下步驟：

(1)將路面結(jié)構(gòu)試件置于固定槽位中，并使路面結(jié)構(gòu)試件的結(jié)構(gòu)層的交界面位于豎直切向荷載加載槽位與固定槽位之間；

(2)水平荷載加載裝置對路面結(jié)構(gòu)試件施加水平荷載；

(3)豎直切向荷載加載裝置對路面結(jié)構(gòu)試件施加豎直切向荷載。

在本實用新型一些實施方式中，通過豎直切向荷載和/或路面結(jié)構(gòu)試件發(fā)生的位移分析路面結(jié)構(gòu)試件的結(jié)構(gòu)層的交界面的層間狀態(tài)。

在本實用新型一些實施方式中，所述步驟(3)中，施加豎直荷載至路面結(jié)構(gòu)試件至其產(chǎn)生剪切破壞。

本實用新型所提供的路面結(jié)構(gòu)層間剪切試驗裝置和路面結(jié)構(gòu)層間剪切試驗方法，可以良好地解決道路工程雙層結(jié)構(gòu)的層間狀態(tài)的測試問題，通過對實驗室試件或現(xiàn)場芯樣的直接剪切試驗，可以掌握路面的層間力學(xué)性狀和演變規(guī)律、評價多種結(jié)構(gòu)組合的層間粘結(jié)性能、預(yù)估已有路面的抗剪性能衰減情況，為路面的設(shè)計和評價提供科學(xué)的試驗手段。

附圖說明

圖1顯示為本實用新型側(cè)視圖。

圖2顯示為本實用新型立體結(jié)構(gòu)示意圖。

元件標號說明

1 支架

2 固定槽位

3 豎直切向荷載加載裝置

31 豎直切向荷載加載基座

311 基座本體

312 伸縮裝置

32 豎直切向荷載加載槽位

33 導(dǎo)向裝置

4 水平荷載加載裝置

41 液壓傳動裝置

42 傳動件

5 拉壓力傳感器

具體實施方式

以下由特定的具體實施例說明本實用新型的實施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本實用新型的其他優(yōu)點及功效。

請參閱圖1至圖2。須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本實用新型可實施的限定條件，故不具技術(shù)上的實質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本實用新型所能產(chǎn)生的功效及所能達成的目的下，均應(yīng)仍落在本實用新型所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本實用新型可實施的范圍，其相對關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本實用新型可實施的范疇。

如圖1-2所示，本實用新型提供一種路面結(jié)構(gòu)層間剪切試驗裝置，包括支架1，所述支架1上設(shè)有固定槽位2、豎直切向荷載加載裝置3和水平荷載加載裝置4，所述豎直切向荷載加載裝置3和水平荷載加載裝置4分別位于固定槽位2的兩側(cè)，所述豎直切向荷載加載裝置3包括位于支架1上的豎直切向荷載加載基座31和位于豎直切向荷載加載基座上的豎直切向荷載加載槽位32，所述豎直切向荷載加載槽位32的位置與固定槽位2的位置相配合。所述豎直切向荷載加載槽位32可以是開口朝向固定槽位2的中空的圓柱體凹槽，圓柱體的橫截面直徑可以為10-20cm，高度可以為3-7cm，固定槽位2可以是中空的半圓柱，其橫截面直徑與豎直切向荷載加載槽位32相配合，固定槽位2的高度可以是10-15cm(槽位的高度方向為水平方向)。

本實用新型所提供的路面結(jié)構(gòu)層間剪切試驗裝置中，豎直切向荷載加載槽位32與固定槽位2在水平方向上留有間距，間距可以是0.8-1.2cm。使得路面結(jié)構(gòu)試件的結(jié)構(gòu)層的交界面可以位于豎直切向荷載加載槽位與固定槽位之間，通常來說，路面結(jié)構(gòu)試件優(yōu)先固定于固定槽位2上。所述豎直切向荷載加載槽位32的位置與水平荷載加載裝置4的位置通常相配合，水平荷載加載裝置4可以對路面結(jié)構(gòu)試件施加水平荷載，水平荷載加載裝置4所以施加的水平荷載通常指向豎直切向荷載加載槽位32。

本實用新型所提供的路面結(jié)構(gòu)層間剪切試驗裝置中，所述豎直切向荷載加載基座31可以包括加載基座本體311和伸縮裝置312，所述基座本體311通過伸縮裝置312與支架1相連，從而可以使基座本體311作豎直方向運動，從而可以使豎直切向荷載加載裝置對路面結(jié)構(gòu)試件施加豎直切向荷載，所述伸縮裝置312可以是例如彈簧等，彈簧的彈性系數(shù)可以為5500-6500N/m。所述支架1上還可以設(shè)有用于引導(dǎo)豎直切向荷載加載基座31移動方向的導(dǎo)向裝置33，例如，導(dǎo)向裝置33可以包括軸承和導(dǎo)向軸，所述導(dǎo)向軸可以是位于支架1上的豎直的金屬桿，所述軸承可以與基座本體311相連且套接于導(dǎo)向軸上，從而可以引導(dǎo)基座本體311豎直移動時的移動方向。

本實用新型所提供的路面結(jié)構(gòu)層間剪切試驗裝置中，所述水平荷載加載裝置4上可以設(shè)有拉壓力(拉力和壓力)傳感器5，從而可以顯示水平荷載加載裝置4施加給路面結(jié)構(gòu)試件的水平荷載，所述傳感器的精度可以是3‰以上。所述水平荷載加載裝置4可以包括液壓傳動裝置41，所述液壓傳動裝置41上設(shè)有傳動件42，所述傳動件42可以將液壓傳動裝置41施加的水平荷載傳遞給路面結(jié)構(gòu)試件。所述液壓傳動裝置41可以是液壓缸等，所述傳動件42可以是金屬圓盤，所述金屬圓盤的盤面通常貼合于路面結(jié)構(gòu)試件。

本實用新型所提供的路面結(jié)構(gòu)層間剪切試驗裝置中，所述支架1、固定槽位2、基座本體311、豎直切向荷載加載槽位32、傳動件42等部件通?？梢圆捎酶邚姸炔牧现苽?，例如可以是鐵合金材料。

采用本實用新型提供的路面結(jié)構(gòu)層間剪切試驗裝置所進行的路面結(jié)構(gòu)層間剪切試驗方法的具體過程如下：

(1)將本實用新型的試驗裝置安裝在萬能試驗機上，使萬能試驗機的上壓頭對準試驗裝置的基座本體。

(2)獲取路面結(jié)構(gòu)試件，從已有路面結(jié)構(gòu)鉆芯取樣獲得(或由實驗室制備而成)。路面結(jié)構(gòu)試件為雙層復(fù)合試件，底部為直徑15cm的圓形，總高度10cm，每層結(jié)構(gòu)的高度均為5cm。

(3)將試件橫置于試驗裝置的試件槽位，優(yōu)先填滿固定槽位，使路面結(jié)構(gòu)試件的交界面位于兩個試件槽位的間隙中。

(4)啟動液壓傳動裝置，通過金屬圓盤對試件施加水平荷載，借助拉壓力傳感器和顯示儀表控制荷載大小。

(5)啟動萬能試驗機，通過基座本體對試件施加豎直切向荷載直至其產(chǎn)生剪切破壞。

(6)停止萬能試驗機，試驗裝置借助彈簧回復(fù)原位，取下試件。

(7)由計算機記錄切向豎直荷載和試件的切向位移數(shù)據(jù)，并繪制剪切荷載-位移曲線。

(8)通過試驗曲線分析路面結(jié)構(gòu)試件的層間狀態(tài)。

綜上所述，本實用新型有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。

上述實施例僅例示性說明本實用新型的原理及其功效，而非用于限制本實用新型。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本實用新型的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在未脫離本實用新型所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本實用新型的權(quán)利要求所涵蓋。