CN101256137A - 公路及桥面铺装层间作用动态模拟测试仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及层间联结动态测试领域，具体提供一种公路及桥面铺装层间作用动态模拟测试仪，是在直剪仪外围设置有反力框架总成，反力框架总成是采用螺杆分别穿接两块压力钢板，两块压力钢板在两端设置有杆螺母之间的螺杆上与螺杆滑动连接；其中一个压力钢板上焊接有液压装置，液压装置的加载杆端设置有负荷传感器，负荷传感器上设置有加力钢板，加力钢板上设置有滑动滚轮组。本发明在利用反力框架给予目标测试件横向上的力的同时，再借助液压试验机、MTS或UTM等实时加载设备提供竖向压力，相对于其他类型的剪切设备，能够更实际的模拟出路面状况，提高实验数据的可靠性，体积小，便于移动，操作快捷。

Description

公路及桥面铺装层间作用动态模拟测试仪

技术领域

本发明涉及层间联结动态测试领域，可应用于路面结构层层面间的剪切试验和桥面铺装层层间的剪切试验，具体提供一种公路及桥面铺装层间作用动态模拟测试仪。

背景技术

公路路面的层间(沥青混凝土层与沥青混凝土层之间、水泥混凝土路面与沥青混凝土罩面层之间、桥面铺装层之间)联结问题一直是公路界极其重视的问题，我国沥青混凝土层与水泥稳定层之间以及沥青混凝土层之间的层间界面粘接比较薄弱，处于完全滑动与完全连续的中间状态，层与层之间通过接触传递应力。这样，沥青路面的实际工作状态与设计理论工作状态不相符合，从而直接影响到路面使用性能的预估，应采用合理的接触模型来描述层间状态，从而分析路面在实际工作状态下的力学响应，要达到以上目的需要对层间的实际接触情况进行合理的测算。

目前，用于测试路面材料和路面结构层及桥面铺装层层间抗剪切能力的试验方法及仪器种类很多，如长安大学研制的LLM系统，路面层间剪切实验仪等，但是该仪器都存在一些问题，如：造价昂贵，需要配以专门的加载加压设备，体积庞大不便于携带，操作复杂，只能供少数有经济能力的专门研究机构使用，均不能充分的模拟路面结构在车辆荷载作用下的真实受力状态实际的模拟出路面状况，实验数据的可靠性低，较实际情况存在很大偏差。

发明内容

本发明是针对上述现有技术的不足，提供一种设计合理、结构简单、使用安全、方便的公路及桥面铺装层间作用动态模拟测试仪。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

公路及桥面铺装层间作用动态模拟测试仪，包括直剪仪和反力框架总成，直剪仪包括底座、固定架、动试模件、定试模件、垫片，固定架垂直焊接在底座上，固定架内开有滑槽，定试模件设置在滑槽内与固定架固定连接，定试模件与固定架之间设置有垫片，定试模件一侧的滑槽内设置有动试模件，动试模件和固定架滑动连接，动试模件的顶端设置有压头，在直剪仪的动试模件外侧设置有固定垫块，定试模件外侧设置有随动垫块，在固定垫块和随动垫块的外围设置有反力框架总成，反力框架总成包括压力钢板、螺杆、杆螺母、滑动滚轮组、加力钢板、负荷传感器、液压装置；螺杆分别穿接两块压力钢板，两块压力钢板在两端设置有杆螺母之间的螺杆上与螺杆滑动连接；其中一个压力钢板上焊接有液压装置，液压装置的加载杆端设置有负荷传感器，负荷传感器上设置有加力钢板，加力钢板上设置有滑动滚轮组；固定垫块、直剪仪、随动垫块三者设置在反力框架总成的压力钢板和滑动滚轮组之间。

动试模件包括动试模板和动试模柱筒，动试模柱筒垂直的焊接在动试模板上，动试模柱筒内腔与动试模板贯通，动试模板在滑槽内与固定架滑动连接。

动试模柱筒内设置有测试件套筒，动试模柱筒筒壁上开有丝孔，丝孔内旋有固定螺丝，测试件套筒通过固定螺丝固定在柱筒内，测试件套筒的筒身长度等于动试模柱筒长度加动试模板厚度的和。

定试模件包括定试模板和定试模柱筒，定试模柱筒垂直焊接在定试模板上，定试模柱筒内腔与定试模板贯通，定试模板上开有螺孔，定试模板通过螺栓和螺母紧固在固定架上。

定试模柱筒内也设置有测试件套筒，定试模柱筒筒壁上开有丝孔，丝孔内旋有固定螺丝，测试件套筒通过固定螺丝固定在柱筒内，测试件套筒的筒身长度等于动试模柱筒长度加动试模板厚度的和。

液压装置的液压油缸上设置有油管接头。

本发明的公路及桥面铺装层间作用动态模拟测试仪和现有技术相比，具有以下突出的有益效果：结构简单、易于加工、刚性强、使用方便；测试件套筒在动、定试模柱筒内的使用，可以使测试件卡在测试件套筒内，使测试件在直剪测试过程中无受力偏转，更能有效的提高测试精度，提高测试结果的准确度；该测试仪在反力框架给予目标测试件横向上的力的同时，再借助液压试验机、MTS或UTM等实时加载设备提供竖向压力，相对于国内其他同类型的剪切设备，可以模拟路面结构在车辆荷载作用下的真实受力状态实际的模拟出路面状况，提高实验数据的可靠性，该测试仪体积更小，便于移动，操作更加简单快捷，且造价降低便于在施工部门推广使用。

附图说明

附图1是本发明的俯视结构示意图；

附图2是本发明的侧视结构示意图；

附图3是本发明的直剪仪的主视图；

附图4是本发明的直剪仪的侧视图；

附图5是本发明的直剪仪的俯视图。

附图中的标记表示为：

a、直剪仪，1底座，2、固定架，3、动试模板，4、动试模柱筒，5、定试模板，6、定试模柱筒，7、垫片，8、压头，9、螺栓，10、螺母，11、固定螺丝，12、滑槽，13、测试件套筒，14、固定垫块，15随动垫块；

b、反力框架总成，16、压力钢板，17、螺杆，18、杆螺母，19、滑动滚轮组，20、加力钢板，21、负荷传感器，22、液压装置，23、油管接头。

具体实施方式

下面结合附图1、2、3和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。

下面给出一个最佳实施例：

公路及桥面铺装层间作用动态模拟测试仪，包括直剪仪a和反力框架总成b，直剪仪a包括底座1、固定架2、动试模件、定试模件、垫片7，固定架2垂直焊接在底座1上，固定架2内开有滑槽12，定试模件设置在滑槽12内与固定架2固定连接，定试模件与固定架2之间设置有垫片7，定试模件一侧的滑槽12内设置有动试模件，动试模件和固定架2滑动连接，动试模件的顶端设置有压头8。在直剪仪的动试模件外侧设置有固定垫块，定试模件外侧设置有随动垫块，在固定垫块和随动垫块的外围设置有反力框架总成b，反力框架总成b包括压力钢板16、螺杆17、杆螺母18、滑动滚轮组19、加力钢板20、负荷传感器21、液压装置22；螺杆17分别穿接两块压力钢板16，两块压力钢板在两端设置有杆螺母18之间的螺杆17上与螺杆17滑动连接；其中一个压力钢板上焊接有液压装置22，液压装置22的加载杆端设置有负荷传感器21，负荷传感器21上设置有加力钢板20，加力钢板20上设置有滑动滚轮组19；固定垫块、直剪仪、随动垫块三者设置在反力框架总成的压力钢板和滑动滚轮组之间。

动试模件包括动试模板3和动试模柱筒4，动试模柱筒4垂直的焊接在动试模板3上，动试模柱筒4内腔与动试模板3贯通，动试模板3在滑槽12内与固定架2滑动连接。

动试模柱筒4内设置有测试件套筒13，动试模柱筒4筒壁上开有丝孔，丝孔内旋有固定螺丝11，测试件套筒13通过固定螺丝11固定在柱筒内，测试件套筒13的筒身长度等于动试模柱筒长度加动试模板厚度的和。

定试模件包括定试模板5和定试模柱筒6，定试模柱筒6垂直焊接在定试模板5上，定试模柱筒6内腔与定试模板5贯通，定试模板5上开有螺孔，定试模板5通过螺栓9和螺母10紧固在固定架2上。

定试模柱筒6内也设置有测试件套筒，定试模柱筒6筒壁上开有丝孔，丝孔内旋有固定螺丝，测试件套筒通过固定螺丝固定在柱筒内，测试件套筒的筒身长度等于动试模柱筒长度加动试模板厚度的和。

液压装置的液压油缸上设置有油管接头23。

其中动试模柱筒4和定试模柱筒6的内、外径大小相同，筒高一致。

本发明的公路及桥面铺装层间作用动态模拟测试仪在使用时，首先根据测试件的尺寸选择合适厚度的测试件的测试件套筒，将测试件套筒分别安装在动试模柱筒和定试模柱筒内，用固定螺丝固定，将目标测试件穿入到两个测试件套筒内，这时动试模柱筒和定试模柱筒的中心轴线基本重合，这时确保目标测试件的层间联结部位正好位于动试模板和定试模板之间，在目标测试件的两端分别加设固定垫块和随动垫块，通过反力框架总成把位于固定垫块和随动垫块之间的目标测试件夹持住，通过液压装置的油管接头连接液压油，由此来提供横向力，可以模拟路面结构在车辆荷载作用下的真实受力状态实际的模拟出路面状况，提高实验数据的可靠性，由负荷传感器上显示出压力数据，在所需的压力下，将该整套仪器平放在液压试验机、MTS或UTM等实时加载设备下，使直剪仪a的动试模件上的压头8正对机器的加载压头，然后开始竖向加压，即可开始直剪实验，并记录试验结果。在竖向加压于动试模件时，随动垫块15在动试模柱筒内跟随着动试模件一起向下运动，滑动滚轮组19的位置不动，只是把横向上的力分散到随动垫块上，随动垫块又把横向力传导给目标测试件。其中直剪距离最大为20mm，即动试模件行程的最下端相对于定试模件向下有20mm的直剪行程，动试模板和定试模板之间的距离可以通过添加垫片7来调节大小，垫片厚度可选合适的尺寸规格的垫片。

以上所述的实施例，只是本发明较优选的具体实施方式的一种，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1、公路及桥面铺装层间作用动态模拟测试仪，其特征在于：包括直剪仪和反力框架总成，直剪仪包括底座、固定架、动试模件、定试模件、垫片，固定架垂直焊接在底座上，固定架内开有滑槽，定试模件设置在滑槽内与固定架固定连接，定试模件与固定架之间设置有垫片，定试模件一侧的滑槽内设置有动试模件，动试模件和固定架滑动连接，动试模件的顶端设置有压头；在直剪仪的动试模件外侧设置有固定垫块，定试模件外侧设置有随动垫块，在固定垫块和随动垫块的外围设置有反力框架总成，反力框架总成包括压力钢板、螺杆、杆螺母、滑动滚轮组、加力钢板、负荷传感器、液压装置；螺杆分别穿接两块压力钢板，两块压力钢板在两端设置有杆螺母之间的螺杆上与螺杆滑动连接；其中一个压力钢板上焊接有液压装置，液压装置的加载杆端设置有负荷传感器，负荷传感器上设置有加力钢板，加力钢板上设置有滑动滚轮组；固定垫块、直剪仪、随动垫块三者设置在反力框架总成的压力钢板和滑动滚轮组之间。

2、根据权利要求1所述的公路及桥面铺装层间作用动态模拟测试仪，其特征在于动试模件包括动试模板和动试模柱筒，动试模柱筒垂直的焊接在动试模板上，动试模柱筒内腔与动试模板贯通，动试模板在滑槽内与固定架滑动连接。

3、根据权利要求2所述的公路及桥面铺装层间作用动态模拟测试仪，其特征在于动试模柱筒内设置有测试件套筒，动试模柱筒筒壁上开有丝孔，丝孔内旋有固定螺丝，测试件套筒通过固定螺丝固定在柱筒内，测试件套筒的筒身长度等于动试模柱筒长度加动试模板厚度的和。

4、根据权利要求1所述的公路及桥面铺装层间作用动态模拟测试仪，其特征在于定试模件包括定试模板和定试模柱筒，定试模柱筒垂直焊接在定试模板上，定试模柱筒内腔与定试模板贯通，定试模板上开有螺孔，定试模板通过螺栓和螺母紧固在固定架上。

5、根据权利要求4所述的公路及桥面铺装层间作用动态模拟测试仪，其特征在于定试模柱筒内也设置有测试件套筒，定试模柱筒筒壁上开有丝孔，丝孔内旋有固定螺丝，测试件套筒通过固定螺丝固定在柱筒内，测试件套筒的筒身长度等于动试模柱筒长度加动试模板厚度的和。

6、根据权利要求1所述的公路及桥面铺装层间作用动态模拟测试仪，其特征在于液压装置的液压油缸上设置有油管接头。

Images