瀝青混合料抗疲勞性能測試裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于路面材料性能測試技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種瀝青混合料抗疲勞性能測試裝置，包括箱體、豎向施壓裝置、位移傳感器、第一滑動塊、第二滑動塊以及外接電腦；第一滑動塊以及第二滑動塊并行鋪設(shè)在箱體上并可在箱體上自如滑動；位移傳感器置于第一滑動塊以及第二滑動塊之間；第一滑動塊的上表面、位移傳感器的感應(yīng)頭以及第二滑動塊的上表面處于同一水平面；豎向施壓裝置置于待測試瀝青混合料的正上方并向待測試瀝青混合料施加豎向壓力；豎向施壓裝置以及位移傳感器分別與外接電腦相連。本發(fā)明提供了一種瀝青混合料抗疲勞性能測試裝置，能夠更加真實的模擬瀝青混合料在路面結(jié)構(gòu)中所受到的復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)。
【專利說明】
瀝青混合料抗疲勞性能測試裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于路面材料性能測試技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種抗疲勞性能測試裝置，尤其涉及一種瀝青混合料抗疲勞性能測試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]瀝青混合料路面在使用中，長期受到車輛荷載與氣候等因素綜合作用，并使路面長期處于應(yīng)變與應(yīng)力的不斷變化下，由于瀝青混合料是彈塑性材料，其彈性性能不可能使路面結(jié)構(gòu)強度全部恢復(fù)，只會在塑性性能作用下不斷下降。當(dāng)路面荷載重復(fù)超過一定次數(shù)以后，這樣就會出現(xiàn)裂紋等病害，疲勞裂縫的產(chǎn)生進(jìn)而會導(dǎo)致一系列的病害，如水分下滲、坑槽、剝落、松散等，從而導(dǎo)致路面的舒適性和耐久性降低，路面養(yǎng)護(hù)維修養(yǎng)護(hù)次數(shù)和養(yǎng)護(hù)費用的增加。因此，如何提升路面的抗疲勞性能，延長路面壽命一直是道路工作者研究的方向。
[0003]目前，《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》(JTGE20-2011)中規(guī)定采用四點彎曲疲勞壽命進(jìn)行瀝青混合料抗疲勞特性的研究，四點彎曲疲勞試驗?zāi)軌驒z驗瀝青混合料抗疲勞性能的差異，但由于瀝青混合料在路面結(jié)構(gòu)層中，不僅承受車輛荷載的疲勞荷載應(yīng)力，而且還受結(jié)構(gòu)層間的剪切作用以及溫度梯度產(chǎn)生的溫度疲勞應(yīng)力等。因此，亟需研發(fā)一種瀝青混合料抗疲勞性能測試裝置，全面的考慮了車輛荷載應(yīng)力、層間剪應(yīng)力、拉應(yīng)力等作用力，更加真實的模擬瀝青混合料在路面結(jié)構(gòu)中所受到的復(fù)雜應(yīng)力的狀態(tài)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于【背景技術(shù)】所提出的目前疲勞試驗的測試裝置的測試條件與瀝青路面實際工作狀態(tài)相差較大，本發(fā)明提供了一種瀝青混合料抗疲勞性能測試裝置，能夠更加真實的模擬瀝青混合料在路面結(jié)構(gòu)中所受到的復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案:
[0006]—種瀝青混合料抗疲勞性能測試裝置，其特征在于:所述瀝青混合料抗疲勞性能測試裝置包括箱體、豎向施壓裝置、位移傳感器、第一滑動塊、第二滑動塊以及外接電腦;所述第一滑動塊以及第二滑動塊并行鋪設(shè)在箱體上并可在箱體上自如滑動;所述位移傳感器置于第一滑動塊以及第二滑動塊之間；所述第一滑動塊的上表面、位移傳感器的感應(yīng)頭以及第二滑動塊的上表面處于同一水平面;待測試瀝青混合料鋪設(shè)在第一滑動塊以及第二滑動塊的上表面上;所述豎向施壓裝置置于待測試瀝青混合料的正上方并向待測試瀝青混合料施加豎向壓力;所述豎向施壓裝置以及位移傳感器分別與外接電腦相連。
[0007]作為優(yōu)選，本發(fā)明所采用的箱體上鋪設(shè)有滑軌;所述第一滑動塊以及第二滑動塊分別設(shè)置在滑軌上并在滑軌上自如滑動。
[0008]作為優(yōu)選，本發(fā)明所采用的第一滑動塊以及第二滑動塊的底部均設(shè)置有滑動槽；所述第一滑動塊以及第二滑動塊分別通過滑動槽設(shè)置在滑軌上并在滑軌上自如滑動。
[0009]作為優(yōu)選，本發(fā)明所采用的豎向施壓裝置包括加載系統(tǒng)以及與加載系統(tǒng)相連的壓力桿;所述加載系統(tǒng)與外接電腦相連;所述壓力桿作用于待測試瀝青混合料的正上方。
[0010]作為優(yōu)選，本發(fā)明所采用的加載系統(tǒng)是MTS液壓伺服加載系統(tǒng);所述MTS液壓伺服加載系統(tǒng)的荷載施加頻率為1Hz。
[0011]作為優(yōu)選，本發(fā)明所采用的壓力桿的底端部是半球狀的。
[0012]作為優(yōu)選，本發(fā)明所采用的瀝青混合料抗疲勞性能測試裝置還包括設(shè)置在箱體上的第一限位裝置以及第二限位裝置;所述第一滑動塊以及第二滑動塊分別設(shè)置在第一限位裝置以及第二限位裝置中；所述第一限位裝置以及第二限位裝置的相對位置是可調(diào)整的。
[0013]作為優(yōu)選，本發(fā)明所采用的第一限位裝置以及第二限位裝置均包括卡槽以及與卡槽相對的擋板;所述第一滑動塊以及第二滑動塊分別設(shè)置在卡槽以及擋板之間。
[0014]作為優(yōu)選，本發(fā)明所采用的卡槽與擋板之間的距離是可調(diào)的。
[0015]作為優(yōu)選，本發(fā)明所采用的瀝青混合料抗疲勞性能測試裝置還包括置于箱體上并罩于第一滑動塊、第二滑動塊以及待測試瀝青混合料上部的環(huán)境箱。
[0016]本發(fā)明的優(yōu)點是:
[0017]本發(fā)明提供了一種瀝青混合料抗疲勞性能測試裝置，包括箱體、豎向施壓裝置、位移傳感器、第一滑動塊、第二滑動塊以及外接電腦;第一滑動塊以及第二滑動塊并行鋪設(shè)在箱體上并可在箱體上自如滑動;位移傳感器置于第一滑動塊以及第二滑動塊之間；第一滑動塊的上表面、位移傳感器的感應(yīng)頭以及第二滑動塊的上表面處于同一水平面;待測試瀝青混合料鋪設(shè)在第一滑動塊以及第二滑動塊的上表面上;豎向施壓裝置置于待測試瀝青混合料的正上方并向待測試瀝青混合料施加豎向壓力；豎向施壓裝置以及位移傳感器分別與外接電腦相連。。本發(fā)明通過環(huán)氧膠將待測試瀝青混合料粘到滑動塊上，設(shè)定加載頻率和加載波形，加載系統(tǒng)施加豎向壓力，壓力通過壓桿傳遞到待測試瀝青混合料的正上方，粘結(jié)待測試瀝青混合料的兩塊滑動塊可以在滑軌中自由滑動，也可以通過擋板和卡槽分別限制兩塊滑動塊的位置，在卡槽的中間設(shè)置位移傳感器，位移傳感器的感應(yīng)頭與滑動塊的上表面處于同一水平面，環(huán)境箱的測試溫度通過溫控儀進(jìn)行控制。本發(fā)明同時考慮了壓應(yīng)力、拉應(yīng)力以及層間剪切力對瀝青混合料性能的影響，更加真實的模擬瀝青混合料在實際路面中的工作狀態(tài)。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明所提供的瀝青混合料抗疲勞性能測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖中標(biāo)記說明如下:
[0020]1-箱體;2-滑軌;3-第一滑動塊;4-待測試瀝青混合料;5-位移傳感器;6_壓力桿；7-MTS液壓伺服加載系統(tǒng);8-外接電腦;9-環(huán)境箱;10-卡槽;11-擋板;12-第二滑動塊。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明，但是本發(fā)明不僅限于下述的實施方式，不詳之處見
【發(fā)明內(nèi)容】
部分。
[0022]參見圖1，本發(fā)明提供了一種瀝青混合料抗疲勞性能測試裝置，瀝青混合料抗疲勞性能測試裝置包括箱體1、豎向施壓裝置、位移傳感器5、第一滑動塊3、第二滑動塊12以及外接電腦8;第一滑動塊3以及第二滑動塊12并行鋪設(shè)在箱體I上并可在箱體I上自如滑動;位移傳感器5置于第一滑動塊3以及第二滑動塊12之間；第一滑動塊3的上表面、位移傳感器5的感應(yīng)頭以及第二滑動塊12的上表面處于同一水平面;待測試瀝青混合料4鋪設(shè)在第一滑動塊3以及第二滑動塊12的上表面上;豎向施壓裝置置于待測試瀝青混合料4的正上方并向待測試瀝青混合料4施加豎向壓力;豎向施壓裝置以及位移傳感器5分別與外接電腦8相連。
[0023]箱體I上鋪設(shè)有滑軌2;第一滑動塊3以及第二滑動塊12分別設(shè)置在滑軌2上并在滑軌2上自如滑動。
[0024]第一滑動塊3以及第二滑動塊12的底部均設(shè)置有滑動槽;第一滑動塊3以及第二滑動塊12分別通過滑動槽設(shè)置在滑軌2上并在滑軌2上自如滑動。
[0025]豎向施壓裝置包括加載系統(tǒng)以及與加載系統(tǒng)相連的壓力桿6；加載系統(tǒng)與外接電腦8相連;壓力桿6作用于待測試瀝青混合料4的正上方。加載系統(tǒng)是MTS液壓伺服加載系統(tǒng)7 ;MTS液壓伺服加載系統(tǒng)7的荷載施加頻率為1Hz，加載波形為正弦波，采用應(yīng)力控制的疲勞模式。壓力桿6的底端部是半球狀的。
[0026]瀝青混合料抗疲勞性能測試裝置還包括設(shè)置在箱體I上的第一限位裝置以及第二限位裝置;第一滑動塊3以及第二滑動塊12分別設(shè)置在第一限位裝置以及第二限位裝置中；第一限位裝置以及第二限位裝置的相對位置是可調(diào)整的。
[0027]第一限位裝置以及第二限位裝置均包括卡槽10以及與卡槽10相對的擋板11;第一滑動塊3以及第二滑動塊12分別設(shè)置在卡槽10以及擋板11之間。
[0028]卡槽10與擋板11之間的距離是可調(diào)的。
[0029]述瀝青混合料抗疲勞性能測試裝置還包括置于箱體I上并罩于第一滑動塊3、第二滑動塊12以及待測試瀝青混合料4上部的環(huán)境箱9。
[0030]本發(fā)明在具體使用時，首先通過環(huán)氧膠將待測試瀝青混合料4粘到滑動塊3上，設(shè)定加載頻率、加載波形和間歇時間，MTS液壓伺服加載系統(tǒng)7施加豎向壓力，壓力通過壓力桿6傳遞到待測試瀝青混合料4的正上方，粘結(jié)待測試瀝青混合料4的兩塊滑動塊3可以在滑軌2中自由滑動，也可以通過擋板11和卡槽10將其位置限制，在卡槽10的中間設(shè)置位移傳感器5，位移傳感器5的感應(yīng)頭與滑動塊3的上表面處于同一水平面，環(huán)境箱9的測試溫度通過溫控儀進(jìn)行控制。通過該測試裝置可以測試待測試瀝青混合料4在不同受力狀態(tài)下的疲勞壽命，當(dāng)滑動塊3的兩側(cè)沒有被擋板11限制時，待測試瀝青混合料4在豎向的周期性壓應(yīng)力作用下，待測試瀝青混合料4底部會產(chǎn)生拉應(yīng)力，在壓應(yīng)力和拉應(yīng)力反復(fù)作用下，待測試瀝青混合料4底部會產(chǎn)生疲勞裂縫，當(dāng)滑動塊3的位置兩側(cè)被擋板11和卡槽10限制，待測試瀝青混合料4在豎向周期性壓應(yīng)力作用下、底部會產(chǎn)生拉應(yīng)力和剪應(yīng)力，在拉應(yīng)力和剪應(yīng)力共同作用下，待測試瀝青混合料4也會產(chǎn)生疲勞裂縫。
[0031]實施例1:
[0032]采用旋轉(zhuǎn)壓實成型的方式制備試件，也可以直接從路面結(jié)構(gòu)中鉆取直徑為150mm的試件，在圓柱體軸線兩端進(jìn)行平行切割，切掉兩端部分，切至高38mm;再在圓柱體直徑兩端平行對稱切割，使得試件的寬度為75mm，標(biāo)準(zhǔn)試件的尺寸為長150mm、寬為75mm、高為38mm，將滑動塊3放置在滑軌2上，左邊的卡槽1和擋板11限制左邊的滑動塊3，右邊的卡槽10和擋板11限制右邊的滑動塊3，在滑動塊3上表面均勻涂上環(huán)氧膠，將待測試瀝青混合料4粘結(jié)在兩塊滑動塊3上，養(yǎng)護(hù)一定時間，將環(huán)境箱9溫度調(diào)整為測試溫度，將待測試瀝青混合料4放置在環(huán)境箱9內(nèi)保溫2?4h，確保待測試瀝青混合料4的內(nèi)部溫度與環(huán)境箱9溫度保持一致，選擇MTS液壓伺服加載系統(tǒng)7的加載波形為正弦波、加載頻率為1Hz，加載系統(tǒng)連接壓力桿6，并將周期性壓力通過壓力桿6傳遞到待測試瀝青混合料4的上表面，擋板11的位置可以調(diào)節(jié)，當(dāng)兩塊滑動塊3兩側(cè)沒有被擋板11限制時，待測試瀝青混合料4在豎向的周期性壓應(yīng)力作用下，待測試瀝青混合料4底部會產(chǎn)生拉應(yīng)力，在壓應(yīng)力和拉應(yīng)力反復(fù)作用下，待測試瀝青混合料4會產(chǎn)生疲勞裂縫，MTS液壓伺服加載系統(tǒng)7會將測試過程中的測試數(shù)據(jù)傳遞到外接電腦8上，根據(jù)測試數(shù)據(jù)計算待測試瀝青混合料4的疲勞壽命;當(dāng)兩塊滑動塊3的兩側(cè)被擋板和卡槽限制時，待測試瀝青混合料4在豎向周期性壓應(yīng)力作用下、底部會產(chǎn)生拉應(yīng)力和剪應(yīng)力，在拉應(yīng)力和剪應(yīng)力共同作用下，待測試瀝青混合料也會產(chǎn)生疲勞裂縫，通過測試數(shù)據(jù)計算待測試瀝青混合料4的疲勞壽命。
【主權(quán)項】
1.一種瀝青混合料抗疲勞性能測試裝置，其特征在于:所述瀝青混合料抗疲勞性能測試裝置包括箱體(I)、豎向施壓裝置、位移傳感器(5)、第一滑動塊(3)、第二滑動塊(12)以及外接電腦(8);所述第一滑動塊(3)以及第二滑動塊(12)并行鋪設(shè)在箱體(I)上并可在箱體(I)上自如滑動;所述位移傳感器(5)置于第一滑動塊(3)以及第二滑動塊(12)之間；所述第一滑動塊(3)的上表面、位移傳感器(5)的感應(yīng)頭以及第二滑動塊(12)的上表面處于同一水平面;待測試瀝青混合料(4)鋪設(shè)在第一滑動塊(3)以及第二滑動塊(12)的上表面上;所述豎向施壓裝置置于待測試瀝青混合料(4)的正上方并向待測試瀝青混合料(4)施加豎向壓力;所述豎向施壓裝置以及位移傳感器(5)分別與外接電腦(8)相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瀝青混合料抗疲勞性能測試裝置，其特征在于:所述箱體(I)上鋪設(shè)有滑軌(2);所述第一滑動塊(3)以及第二滑動塊(12)分別設(shè)置在滑軌(2)上并在滑軌(2)上自如滑動。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的瀝青混合料抗疲勞性能測試裝置，其特征在于:所述第一滑動塊(3)以及第二滑動塊(12)的底部均設(shè)置有滑動槽;所述第一滑動塊(3)以及第二滑動塊(12)分別通過滑動槽設(shè)置在滑軌(2)上并在滑軌(2)上自如滑動。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的瀝青混合料抗疲勞性能測試裝置，其特征在于:所述豎向施壓裝置包括加載系統(tǒng)以及與加載系統(tǒng)相連的壓力桿(6);所述加載系統(tǒng)與外接電腦(8)相連;所述壓力桿(6)作用于待測試瀝青混合料(4)的正上方。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的瀝青混合料抗疲勞性能測試裝置，其特征在于:所述加載系統(tǒng)是MTS液壓伺服加載系統(tǒng)(7);所述MTS液壓伺服加載系統(tǒng)(7)的荷載施加頻率為10Hz。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的瀝青混合料抗疲勞性能測試裝置，其特征在于:所述壓力桿(6)的底端部是半球狀的。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的瀝青混合料抗疲勞性能測試裝置，其特征在于:所述瀝青混合料抗疲勞性能測試裝置還包括設(shè)置在箱體(I)上的第一限位裝置以及第二限位裝置;所述第一滑動塊(3)以及第二滑動塊(12)分別設(shè)置在第一限位裝置以及第二限位裝置中；所述第一限位裝置以及第二限位裝置的相對位置是可調(diào)整的。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的瀝青混合料抗疲勞性能測試裝置，其特征在于:所述第一限位裝置以及第二限位裝置均包括卡槽(10)以及與卡槽(10)相對的擋板(11);所述第一滑動塊(3)以及第二滑動塊(12)分別設(shè)置在卡槽(10)以及擋板(11)之間。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的瀝青混合料抗疲勞性能測試裝置，其特征在于:所述卡槽(10)與擋板(11)之間的距離是可調(diào)的。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的瀝青混合料抗疲勞性能測試裝置，其特征在于:所述瀝青混合料抗疲勞性能測試裝置還包括置于箱體(I)上并罩于第一滑動塊(3)、第二滑動塊(12)以及待測試瀝青混合料(4)上部的環(huán)境箱(9)。
【文檔編號】G01N3/02GK105928811SQ201610555463
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年7月14日
【發(fā)明人】吳喜榮, 劉少文, 張艷聰, 劉志勝, 彭剛
【申請人】山西省交通科學(xué)研究院, 山西交科公路勘察設(shè)計院