一種用于測(cè)試瀝青混凝土路面材料剪切性能的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及路面工程試驗(yàn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于測(cè)試瀝青混凝土路面材料剪切性能的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前我國(guó)高速公路里程位居全球第二，瀝青混凝土路面占到高等級(jí)公路的75%，隨著使用時(shí)間的增加，路面常常出現(xiàn)裂縫、坑洼等病害，處理辦法通常是加鋪瀝青混凝土材料，而加鋪后的部位會(huì)受到較大的縱向疲勞載荷，產(chǎn)生的剪應(yīng)力極易使病害部位發(fā)生二次損壞。
[0003]當(dāng)前有關(guān)剪應(yīng)力的技術(shù)和設(shè)備主要是針對(duì)層間結(jié)構(gòu)的剪應(yīng)力進(jìn)行測(cè)試，并不能獲得材料結(jié)構(gòu)的剪應(yīng)力，與實(shí)際工程中的受力情況不是完全符合。在材料性質(zhì)和本身強(qiáng)度不變的情況下，獲得結(jié)材料構(gòu)抗疲勞剪應(yīng)力對(duì)于病害預(yù)防補(bǔ)救方法具有重要指導(dǎo)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種用于測(cè)試瀝青混凝土路面材料剪切性能的裝置，該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，可以更真實(shí)地模擬瀝青混凝土試件在實(shí)際中的受力情況，為路面加鋪和病害補(bǔ)救方法提供可靠有力的參考數(shù)據(jù)。
[0005]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明上述目的所采用的技術(shù)方案為:
[0006]—種用于測(cè)試瀝青混凝土路面材料剪切性能的裝置，至少包括底座、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、剪切機(jī)構(gòu)和夾持機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括伺服電動(dòng)缸、壓力傳感器和絲杠，伺服電動(dòng)缸固定在底座上，壓力傳感器底部與伺服電動(dòng)缸的輸出軸連接，頂部與絲杠的下端連接，剪切機(jī)構(gòu)包括固定板、導(dǎo)軌、滑塊、承載板和用于壓緊瀝青混凝土試件的砝碼，固定板和承載板均呈U型，且固定板和承載板的頂部均開(kāi)口，承載板的底部?jī)?nèi)表面為平面，固定板底部固定在底座上，承載板位于固定板內(nèi)，固定板和承載板的側(cè)壁相互平行，導(dǎo)軌和滑塊均有兩個(gè)，兩導(dǎo)軌分別固定在固定板的兩側(cè)壁內(nèi)側(cè)上，兩滑塊分別固定在承載板兩側(cè)壁外側(cè)上與兩導(dǎo)軌相對(duì)應(yīng)的位置處，各滑塊和與其對(duì)應(yīng)的導(dǎo)軌相配合，絲杠的上端穿過(guò)固定板固定在承載板底部的中央，夾持機(jī)構(gòu)包括上壓板和下壓板，下壓板安裝在底座上，上壓板和下壓板通過(guò)螺栓緊固，且下壓板的上表面與承載板的內(nèi)表面在同一個(gè)水平面上。
[0007]所述的剪切機(jī)構(gòu)還包括位移傳感器，位移傳感器的底部固定在底座上，位移傳感器的敏感探頭與承載板底部接觸。
[0008]下壓板的底部固定有下壓板滑塊，底座上設(shè)有與下壓板滑塊相配合的底座導(dǎo)軌。
[0009]上壓板和下壓板均呈長(zhǎng)方體狀，上壓板的底面和下壓板的頂面形狀和面積相等。
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果和優(yōu)點(diǎn)在于:
[0011 ] 該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，操作簡(jiǎn)便，可以很方便地測(cè)得不同比例的瀝青混凝土試件在不同荷載、剪切力、剪切頻率和剪切幅值下的抗疲勞剪切性能，而且測(cè)量精度高，獲得抗疲勞剪切性能數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠，從而為路面加鋪和病害補(bǔ)救方法提供可靠有力的數(shù)據(jù)支撐。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明提供的用于測(cè)試瀝青混凝土路面材料剪切性能的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為圖1的左視圖。
[0014]其中，1-底座、2-伺服電動(dòng)缸、3-壓力傳感器、4-絲杠、5-位移傳感器、6-固定板、7-導(dǎo)軌、8-滑塊、9-承載板、10-砝碼、11-下壓板、12-瀝青混凝土試件、13-上壓板、14-下壓板滑塊、15-底座導(dǎo)軌。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體說(shuō)明。
[0016]本發(fā)明提供的用于測(cè)試瀝青混凝土路面材料剪切性能的裝置的結(jié)構(gòu)如圖1和圖2所示，該裝置至少包括底座1、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、剪切機(jī)構(gòu)和夾持機(jī)構(gòu)。動(dòng)機(jī)構(gòu)包括伺服電動(dòng)缸2、壓力傳感器3和絲杠4，伺服電動(dòng)缸采用位移控制，行程精度達(dá)到0.05mm，瀝青混凝土試件在做剪切試驗(yàn)時(shí)有時(shí)候剪切速度很慢，可達(dá)到lmm/min，用伺服電動(dòng)缸可以達(dá)到這個(gè)精度要求。伺服電動(dòng)缸(DMC75-0560-1500-020-31，深圳邁茨工業(yè)有限公司)固定在底座上，壓力傳感器(CXH-102A、北京中航藍(lán)科自動(dòng)化設(shè)備有限公司)底部和頂部自帶螺紋孔，伺服電動(dòng)缸的輸出軸和絲杠自帶螺紋，伺服電動(dòng)缸的輸出軸與壓力傳感器的底部通過(guò)螺紋連接，絲杠與壓力傳感器的頂部通過(guò)螺紋連接。
[0017]剪切機(jī)構(gòu)包括固定板6、導(dǎo)軌7、滑塊8、位移傳感器5、承載板9和用于壓緊瀝青混凝土試件的砝碼10。固定板6和承載板9均呈U型，且固定板6和承載板9的頂部均開(kāi)口。承載板9的底部?jī)?nèi)表面為平面，承載板9底部的厚度應(yīng)大于抗疲勞剪切試驗(yàn)中剪切位移的3倍，從而使承載板的強(qiáng)度足夠大。固定板6的底部固定在底座上，承載板9位于固定板6內(nèi)，固定板6和承載板9的側(cè)壁相互平行。導(dǎo)軌7和滑塊8均有兩個(gè)，兩導(dǎo)軌7通過(guò)螺栓分別固定在固定板6的兩側(cè)壁內(nèi)側(cè)上，兩滑塊8通過(guò)螺栓分別固定在承載板9兩側(cè)壁外側(cè)上與兩導(dǎo)軌相對(duì)應(yīng)的位置處，各滑塊8和與其對(duì)應(yīng)的導(dǎo)軌7相配合。絲杠4的上端穿過(guò)固定板6固定在承載板9底部的中央。位移傳感器(SLPS、土耳其OPKON公司)5的底部固定在底座上，位移傳感器5的敏感探頭與承載板9底部接觸。伺服電動(dòng)缸得到位移需要進(jìn)行信號(hào)解碼，試驗(yàn)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)容易數(shù)據(jù)溢出，并不能精確地得到承載板的實(shí)際位移值，這時(shí)候位移傳感器的作用就體現(xiàn)出來(lái)了，根據(jù)位移傳感器就可以精確測(cè)得承載板的實(shí)際位移值。砝碼10放置于瀝青混凝土試件上，砝碼用于給瀝青混凝土試件施加壓力(即荷載)以及固定瀝青混凝土試件，砝碼與瀝青混凝土試件的接觸面積要足夠大，且與瀝青混凝土試件接觸的砝碼的長(zhǎng)度與承載板底部的長(zhǎng)度最好相當(dāng)，才能使瀝青混凝土試件受力的面積更大更均勻，且能保證剪切時(shí)瀝青混凝土試件的剪切力發(fā)生在承載板和上下壓板的縫隙之間，這樣才會(huì)使測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確度、可靠度更高。
[0018]夾持機(jī)構(gòu)包括上壓板13和下壓板11，上壓板13和下壓板11均呈長(zhǎng)方體狀，上壓板13的底面和下壓11板的頂面形狀和面積相等。上壓板13和下壓板11通過(guò)螺栓緊固，上下壓板固定在一起時(shí)整體呈長(zhǎng)方體狀。下壓板的底部固定有下壓板滑塊14，底座上設(shè)有與下壓板滑塊14相配合的底座導(dǎo)軌15，這樣就可以通過(guò)下壓板滑塊調(diào)節(jié)下壓板與承載板之間的距離。測(cè)試時(shí)，瀝青混凝土試件的一端部通過(guò)上、下夾板夾緊固定，另一端部壓在砝碼下面，而且承載板底部的寬度與瀝青混凝土試件的寬度相匹配，即瀝青混凝土試件12的寬度略小于承載板底部的寬度，這樣才能使瀝青混凝土試件在砝碼下面的部分剛好水平地卡在承載板內(nèi)，保證剪切試驗(yàn)時(shí)瀝青混凝土試件不會(huì)左右晃動(dòng)，不會(huì)影響測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。下壓板11的上表面與承載板的內(nèi)表面在同一個(gè)水平面上，這樣才能保證測(cè)試初始時(shí)瀝青混凝土試件不彎曲。
[0019]本發(fā)明提供的用于測(cè)試瀝青混凝土路面材料剪切性能的裝置的測(cè)量方法如下:
[0020]I)首先調(diào)節(jié)承載板的高度，使下壓板上表面與承載板的內(nèi)表面在同一個(gè)水平面上，然后調(diào)節(jié)下壓板與承載板之間的距離，使下壓板和承載板達(dá)到一個(gè)設(shè)定的距離，再將瀝青混凝土試件的一端固定在下壓板和上壓板之間，另一端置于承載板底部?jī)?nèi)表面上。
[0021]2)在瀝青混凝土試件上放置砝碼，用于固定瀝青混凝土試件和給瀝青混凝土試件施加荷載，砝碼的重量即為施加的荷載(壓力)，設(shè)置伺服電動(dòng)缸的轉(zhuǎn)速和行程，開(kāi)啟伺服電動(dòng)缸，伺服電動(dòng)缸帶動(dòng)壓力傳感器、絲杠、承載板做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使瀝青混凝土試件隨之上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而使瀝青混凝土試件在一定荷載的作用下發(fā)生剪切行為。該裝置通過(guò)放置不同重量的砝碼來(lái)給瀝青混凝土試件施加不同的荷載，通過(guò)控制伺服電動(dòng)缸的轉(zhuǎn)速和行程實(shí)現(xiàn)瀝青混凝土試件的剪切頻率和幅值的改變，通過(guò)壓力傳感器測(cè)量瀝青混凝土所受到的剪切力，從而測(cè)得不同配比的瀝青混凝土試件在不同工況下的抗疲勞剪切性能，即在不同的荷載、剪切力、剪切頻率和剪切幅值下，測(cè)量不同配比的瀝青混凝土試件在破壞時(shí)受到剪切的剪切次數(shù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于測(cè)試瀝青混凝土路面材料剪切性能的裝置，其特征在于:至少包括底座、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、剪切機(jī)構(gòu)和夾持機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括伺服電動(dòng)缸、壓力傳感器和絲杠，伺服電動(dòng)缸固定在底座上，壓力傳感器底部與伺服電動(dòng)缸的輸出軸連接，頂部與絲杠的下端連接，剪切機(jī)構(gòu)包括固定板、導(dǎo)軌、滑塊、承載板和用于壓緊瀝青混凝土試件的砝碼，固定板和承載板均呈U型，且固定板和承載板的頂部均開(kāi)口，承載板的底部?jī)?nèi)表面為平面，固定板底部固定在底座上，承載板位于固定板內(nèi)，固定板和承載板的側(cè)壁相互平行，導(dǎo)軌和滑塊均有兩個(gè)，兩導(dǎo)軌分別固定在固定板的兩側(cè)壁內(nèi)側(cè)上，兩滑塊分別固定在承載板兩側(cè)壁外側(cè)上與兩導(dǎo)軌相對(duì)應(yīng)的位置處，各滑塊和與其對(duì)應(yīng)的導(dǎo)軌相配合，絲杠的上端穿過(guò)固定板固定在承載板底部的中央，夾持機(jī)構(gòu)包括上壓板和下壓板，下壓板安裝在底座上，上壓板和下壓板通過(guò)螺栓緊固，且下壓板的上表面與承載板的內(nèi)表面在同一個(gè)水平面上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于測(cè)試瀝青混凝土路面材料剪切性能的裝置，其特征在于:所述的剪切機(jī)構(gòu)還包括位移傳感器，位移傳感器的底部固定在底座上，位移傳感器的敏感探頭與承載板底部接觸。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于測(cè)試瀝青混凝土路面材料剪切性能的裝置，其特征在于:下壓板的底部固定有下壓板滑塊，底座上設(shè)有與下壓板滑塊相配合的底座導(dǎo)軌。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于測(cè)試瀝青混凝土路面材料剪切性能的裝置，其特征在于:上壓板和下壓板均呈長(zhǎng)方體狀，上壓板的底面和下壓板的頂面形狀和面積相等。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用于測(cè)試瀝青混凝土路面材料剪切性能的裝置，至少包括底座、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、剪切機(jī)構(gòu)和夾持機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括伺服電動(dòng)缸、壓力傳感器和絲杠，伺服電動(dòng)缸固定在底座上，壓力傳感器底部與伺服電動(dòng)缸的輸出軸連接，頂部與絲杠連接，剪切機(jī)構(gòu)包括固定板、導(dǎo)軌、滑塊、承載板和砝碼，固定板和承載板均呈U型，固定板固定在底座上，承載板位于固定板內(nèi)，導(dǎo)軌和滑塊均有兩個(gè)，兩導(dǎo)軌分別固定在固定板上，兩滑塊分別固定在承載板上，各滑塊和與其對(duì)應(yīng)的導(dǎo)軌相配合，絲杠穿過(guò)固定板固定在承載板上，夾持機(jī)構(gòu)包括上、下壓板，下壓板安裝在底座上，上、下壓板通過(guò)螺栓緊固。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以更真實(shí)的模擬瀝青混凝土試件在實(shí)際中的受力情況。
【IPC分類】G01N3/38
【公開(kāi)號(hào)】CN105067458
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510458352
【發(fā)明人】朱曉斌, 張翛, 劉志勝, 邢婷婷, 張彧琦
【申請(qǐng)人】山西省交通科學(xué)研究院, 山西交科公路勘察設(shè)計(jì)院
【公開(kāi)日】2015年11月18日
【申請(qǐng)日】2015年7月30日