一種瀝青混合料拉伸動(dòng)態(tài)模量試驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于道路工程領(lǐng)域，具體涉及一種測(cè)試瀝青混合料在拉伸狀態(tài)下的動(dòng)態(tài)模量的試驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]瀝青路面的材料參數(shù)是瀝青路面設(shè)計(jì)的一個(gè)重要因素，我國(guó)目前的瀝青路面設(shè)計(jì)主要采用靜力學(xué)設(shè)計(jì)。然而，瀝青路面結(jié)構(gòu)在使用過(guò)程中受到來(lái)自車(chē)輛、氣候、人文等因素不斷變化的作用。其實(shí)際工作狀態(tài)無(wú)論是力學(xué)模型還是材料性質(zhì)都與現(xiàn)行的靜力學(xué)體系有著較大差距。交通部瀝青路面設(shè)計(jì)指標(biāo)與參數(shù)的研宄總報(bào)告中提出應(yīng)系統(tǒng)地進(jìn)行材料動(dòng)態(tài)性能研宄和動(dòng)態(tài)參數(shù)試驗(yàn)，逐漸用動(dòng)態(tài)參數(shù)取代靜態(tài)參數(shù)。在此背景下，近年來(lái)國(guó)內(nèi)對(duì)瀝青路面設(shè)計(jì)材料動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)參數(shù)的研宄越來(lái)越多，研宄者對(duì)瀝青混合料的動(dòng)態(tài)模量變化規(guī)律及其主曲線進(jìn)行了一系列的研宄，取得了一定成果。我國(guó)《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》(JTG E20-2011)參照美國(guó)ASTM D3497、AASHTO TP62-03標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)，結(jié)合我國(guó)實(shí)際試驗(yàn)狀況編寫(xiě)了“瀝青混合料單軸壓縮動(dòng)態(tài)模量試驗(yàn)”(T0738-2011)，用于測(cè)定瀝青混合料在線粘彈性范圍內(nèi)的單軸壓縮動(dòng)態(tài)模量。
[0003]然后現(xiàn)有的規(guī)范及試驗(yàn)方法均是對(duì)材料壓縮狀態(tài)下的動(dòng)態(tài)模量進(jìn)行試驗(yàn)，而瀝青路面在使用過(guò)程中，部分路面材料將承受拉應(yīng)力，從而導(dǎo)致裂縫病害的產(chǎn)生。瀝青混合料在受壓狀態(tài)下的強(qiáng)度，由瀝青膠結(jié)料的粘結(jié)強(qiáng)度以及集料之間的內(nèi)摩阻力共同提供；而受拉狀態(tài)下的強(qiáng)度，則主要取決于瀝青膠結(jié)料的粘結(jié)強(qiáng)度。因此僅僅研宄壓縮狀態(tài)，難以全面描述瀝青混合料在動(dòng)態(tài)荷載作用下的力學(xué)特征。因此，設(shè)計(jì)發(fā)明一種試驗(yàn)方法和裝置，對(duì)拉伸狀態(tài)下的瀝青混合料動(dòng)態(tài)模量進(jìn)行測(cè)定和研宄，有利于全面描述瀝青混合料的動(dòng)態(tài)力學(xué)特征，對(duì)于瀝青混合料力學(xué)本構(gòu)模型的建立，數(shù)值仿真的研宄，病害機(jī)理的分析等科研及工程領(lǐng)域，均具有十分重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)一種可以測(cè)定拉伸狀態(tài)下瀝青混合料動(dòng)態(tài)模量的試驗(yàn)裝置，用于研宄瀝青混合料拉伸狀態(tài)下的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能。
[0005]根據(jù)加載設(shè)備施加壓力的性能優(yōu)于施加拉力的性能這一特點(diǎn)，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一套試驗(yàn)裝置，能夠?qū)⒓虞d設(shè)備提供的豎直向下的壓力轉(zhuǎn)化為對(duì)瀝青混合料圓柱形試件的拉伸力。通過(guò)采用與“瀝青混合料單軸壓縮動(dòng)態(tài)模量試驗(yàn)”(T0738-2011)中相同的加載方式，便能夠?qū)⑺┘拥膲毫D(zhuǎn)化為拉伸力，從而測(cè)定瀝青混合料拉伸狀態(tài)下的動(dòng)態(tài)模量。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
[0007]一種瀝青混合料拉伸動(dòng)態(tài)模量試驗(yàn)裝置，包括基座和加載支架，所述的基座為剛性框架結(jié)構(gòu)，所述的基座從下到上依次為底座、底座立柱和水平橫梁；所述的底座固定于水平試驗(yàn)工作臺(tái)上，所述的底座立柱設(shè)在底座上，所述的水平橫梁固定在底座立柱的上端；所述的加載支架的支架立柱豎向穿過(guò)所述的水平橫梁并與水平橫梁可滑動(dòng)配合；在所述的水平橫梁的下部固定有第一法蘭盤(pán)；在加載支架的支架立柱的下端固定有第二法蘭盤(pán)；將瀝青混合料圓柱形試件的上端固定有第一錨固法蘭盤(pán)，下端固定有第二錨固法蘭盤(pán)；將第一錨固法蘭盤(pán)錨固于第一法蘭盤(pán)的下端，第二錨固法蘭盤(pán)錨固于第二法蘭盤(pán)的上端；當(dāng)下壓加載支架時(shí)，所述的第一法蘭盤(pán)和第二法蘭盤(pán)相互遠(yuǎn)離，使得瀝青混合料圓柱形試件被拉伸。
[0008]進(jìn)一步的，所述的第一錨固法蘭盤(pán)通過(guò)螺栓錨固于第一法蘭盤(pán)的下端，所述的第二錨固法蘭盤(pán)通過(guò)螺栓錨固于第二法蘭盤(pán)的上端。
[0009]其中，所述的底座為一個(gè)直徑為330mm圓環(huán)。
[0010]進(jìn)一步的，在底座的兩側(cè)設(shè)置限位孔，用于利用螺栓將底座固定于水平試驗(yàn)工作臺(tái)上。
[0011]在底座上設(shè)置三根底座立柱，底座立柱在底座上分別相隔120°夾角布置。
[0012]在水平橫梁上設(shè)置圓孔，用于加載支架的支架立柱穿過(guò)。
[0013]其中，所述的瀝青混合料圓柱形試件為采用旋轉(zhuǎn)壓實(shí)成型150mm直徑的圓柱體，然后利用鉆芯切割方法獲得直徑100mm，高度150mm的圓柱形試件。
[0014]優(yōu)選的，瀝青混合料圓柱形試件的兩端均是利用粘結(jié)膠結(jié)料固定于第一錨固法蘭盤(pán)和第二錨固法蘭盤(pán)上的。
[0015]為了達(dá)到拉壓轉(zhuǎn)換的效果，本發(fā)明的試驗(yàn)裝置設(shè)置了兩個(gè)主要構(gòu)件，分別是底座與加載支架。底座固定居于試驗(yàn)工作平臺(tái)之上，通過(guò)底座立柱與水平橫梁將圓形的第一法蘭盤(pán)固定于某一高度；將瀝青混合料圓柱形試件的上端利用粘結(jié)膠結(jié)料固定于第一錨固法蘭盤(pán)上，并將該第一錨固法蘭盤(pán)與底座上的第一法蘭盤(pán)利用螺栓相互錨固，形成整體；試件的下端同樣利用膠結(jié)料固定于第二錨固法蘭盤(pán)上，第二錨固法蘭盤(pán)與加載支架中的第二法蘭盤(pán)錨固成整體。
[0016]加載設(shè)備將壓力施加于加載支架上，從而將向下的力傳遞至瀝青混合料圓柱形試件的下端；試件上端由于與裝置底座形成整體，固定不動(dòng)，受到向上的反作用力；因此試件在荷載作用下呈現(xiàn)出拉伸狀態(tài)，從而可以進(jìn)一步的利用傳感器測(cè)定瀝青混合料試件在拉伸狀態(tài)下的力學(xué)行為，研宄其拉伸動(dòng)態(tài)模量。
[0017]現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)中的瀝青混合料動(dòng)態(tài)模量是在單軸壓縮狀態(tài)下進(jìn)行測(cè)試的，難以反映材料拉伸狀態(tài)下的動(dòng)態(tài)模量。本發(fā)明的設(shè)計(jì)理念是設(shè)計(jì)一種與單軸壓縮動(dòng)態(tài)模量試驗(yàn)兼容性較好的，能夠通用試驗(yàn)方法和加載設(shè)備的單軸拉伸動(dòng)態(tài)模量試驗(yàn)。
[0018]本發(fā)明的設(shè)計(jì)思路是使用相同的加載設(shè)備，將單軸壓縮動(dòng)態(tài)模量試驗(yàn)中采用的豎直向下的動(dòng)態(tài)荷載轉(zhuǎn)化為對(duì)瀝青混合料試件的拉伸力。試驗(yàn)過(guò)程中，除了本發(fā)明所設(shè)計(jì)的試驗(yàn)裝置外，包括加載設(shè)備、傳感器、加載力的設(shè)置、試驗(yàn)方法、試件類(lèi)型等均可以與單軸壓縮動(dòng)態(tài)模量試驗(yàn)保持完全一致。
[0019]有益效果:
[0020]本發(fā)明的試驗(yàn)裝置能夠?qū)⒓虞d設(shè)備的施加的豎向向下的壓力轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)瀝青混合料試件的拉伸力，從而對(duì)瀝青混合料的拉伸動(dòng)態(tài)模量進(jìn)行測(cè)試。利用該試驗(yàn)裝置，結(jié)合已有單軸壓縮動(dòng)態(tài)模量試驗(yàn)方法，可以全面測(cè)定瀝青混合料在拉壓狀態(tài)下的動(dòng)態(tài)模量，從而為全面評(píng)價(jià)瀝青混合料的力學(xué)性能奠定基礎(chǔ)。同時(shí)，對(duì)于建立材料力學(xué)本構(gòu)模型并進(jìn)行仿真分析，研宄瀝青混合料在實(shí)際路面中的力學(xué)響應(yīng)與破壞機(jī)理，具有十分重要的作用。
[0021]利用本發(fā)明的特殊試驗(yàn)裝置，能夠在完全通用現(xiàn)有單軸壓縮動(dòng)態(tài)模量試驗(yàn)的加載設(shè)備、成型模具、試驗(yàn)方法的基礎(chǔ)上，將豎直向下的加載力轉(zhuǎn)化為對(duì)瀝青混合料試件的拉伸力，從而對(duì)瀝青混合料的拉伸動(dòng)態(tài)模量進(jìn)行測(cè)試?；谠撛囼?yàn)裝置，可以掌握瀝青混合料在拉伸狀態(tài)下的實(shí)測(cè)動(dòng)態(tài)模量，從而為瀝青混合料在路面應(yīng)用中的應(yīng)力狀態(tài)分析，疲勞破壞機(jī)理研宄奠定試驗(yàn)基礎(chǔ)。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1:瀝青混合料拉伸動(dòng)態(tài)模量試驗(yàn)裝置的總體示意圖。
[0023]圖2:瀝青混合料拉伸動(dòng)態(tài)模量試驗(yàn)裝置的前視圖。
[0024]圖3:瀝青混合料拉伸動(dòng)態(tài)模量試驗(yàn)裝置的俯視圖。
[0025]圖4:瀝青混合料拉伸動(dòng)態(tài)模量試驗(yàn)裝置的仰視圖。
[0026]圖5:瀝青混合料拉伸動(dòng)態(tài)模量試驗(yàn)裝置底座的示意圖。
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