CN102564849A - 一种沥青混合料试验夹具及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种沥青混合料试验夹具及其使用方法，属于沥青混凝土试验领域。沥青混合料试验夹具由框架、垫块、加力气囊或固体测力装置组成，组装后的框架可以提供给试件加力时的支撑；该夹具的实施要点是：用加力气囊或固体测力装置测定加力值，通过压板上的螺母使给试件的压力维持稳定；而且，可以通过加力气囊的加压、减压，实现对试件的间断加力。本发明能给沥青混合料试件持续或者间断的受力，使沥青混合料试件在试验过程更符合实际状态，并且体积较小，便于使用。

Description

一种沥青混合料试验夹具及其使用方法
技术领域
本发明涉及一种试验夹具及其使用方法，具体说涉及一种沥青混合料试验夹具及其使用方法。
背景技术
为了评价沥青混合料的水稳定性，需要进行沥青混合料冻融劈裂试验。该试验依据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011)中的“沥青混合料冻融劈裂试验”(T0729-2000)进行，在该规程中，规定先制作试件，试件尺寸为：直径101.6mm±0.25mm、高63.5mm±1.3mm，将试件进行真空饱水处理，再放入加入10ml水的塑料袋中，冷冻，然后放入恒温水槽溶解，最后恢复常温(25℃±0.5℃)，再进行下一步的劈裂试验。
沥青混合料在实际路面中发生冻融的过程中，会不断受到路面车辆荷载的作用，是在持续或者间断受力的情况下进行的，而在前述试验规程中，试件的冻融过程是在不受力情况下进行的，可见沥青混合料的试验状态和沥青混合料实际状态存在较大差异，就会造成试验数据与实际的差别，影响沥青混合料的水稳定性评价结果。
在《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011)中的“沥青混合料抗剪强度试验(三轴压缩法)”(T0729-2000)提供了一种可以给试件轴向加载和围压施加的装置，但该装置体积大，并且对试件进行了包裹，不能用于混合料冻融劈裂试验。
在沥青混合料其他试验中也存在类似问题。因此，有必要提供一种新型的装置，来克服上述现有试验的缺陷，能给沥青混合料试件持续或者间断的受力，使沥青混合料试件在试验过程更符合实际状态，并能满足试验要求。
发明内容
本发明所要解决的问题是：提供一种夹具，使用该夹具可以给沥青混合料试件持续或者间断的受力，使沥青混合料试件在试验过程更符合实际状态，并且体积较小，便于使用。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种沥青混合料试验夹具，由框架、垫块、加力气囊组成；框架由底板、不少于3根的侧杆、压板和顶板组成，框架内腔高度和直径均大于试件尺寸；底板的顶面为水平面；侧杆平行并环绕底板中心均匀布置，侧杆围成的内腔直径大于试件直径，下端与底板垂直相连，上端一定长度内有螺纹，并设有螺母；压板为两面平行的板，顶板的底面为平面；压板和顶板位于底板正上方且平行于底板，在对应侧杆位置有槽口或者穿孔，压板和顶板可通过槽口或者穿孔沿侧杆上下运动，并受螺母限位；压板设于底板和顶板之间；在底板顶面、压板底面设有垫块，垫块形状与试件的截面形状一致；加力气囊由气囊、气管、阀门、测压计和气泵组成，气囊和气泵通过气管相连，气管上有测压计，测压计与气泵之间的气管上设有阀门；气囊有平行的、上下两个平面，气囊直径小于试件直径，上、下平面与顶板的底面、压板的顶面贴合。
上述加力气囊还可以用固体测力装置替代，用于夹具给试件持续加力的情况，固体测力装置由固体传感器、测力计、导线组成，固体传感器和测力计用导线相连，固体传感器有平行的、上下两个平面，直径小于试件直径，上、下平面与顶板、底板贴合。
沥青混合料试验夹具的使用步骤为：
使用有加力气囊的夹具给试件间断加力时的使用步骤：
步骤一：取连接完成的底板和侧杆，在底板上依次放置垫块、试件、垫块、压板，安装螺母并稍微加力，使压板与垫块贴近并使试件固定；安装时注意各个零件中心均与底板中心一致；
步骤二：依次安装气囊、顶板；安装时注意其中心均与底板中心一致；安装螺母，将顶板限位，调整顶板底面与底板顶面平行；
步骤三：将气泵、气管、测压计、阀门与气囊连接；
步骤四：打开阀门，启动气泵，给气囊充气加压，观察测压计并调整，直到压力值符合要求，关闭阀门；
步骤五：将夹具连同试件进行下一步测试，保持气泵、阀门和测压计与试件连接；
步骤六：需要时，打开阀门泄压，观察压力计，控制试件受力减小，再按照步骤四加压，如此重复给试件减力、加力。
其中步骤三可以在步骤一或者步骤二之前完成。
使用有加力气囊的夹具给试件持续加力时的使用步骤：
步骤一～步骤四与间断加力使用步骤相同。
步骤五：将压板限位螺母拧紧，观测测压计，压力值刚刚开始降低时停止；注意不得使压力降低过多，应尽量同步拧紧各个侧杆上的螺母，防止螺母加力不均匀；
步骤六：将气囊减压，拆除顶板和加力气囊，将试件连同夹具进行下一步测试。
其余与间断加力使用步骤相同，不再重复。
使用有固体测力计的夹具给试件持续加力的使用步骤：
步骤一：取连接完成的底板和侧杆，在底板上依次放置垫块、试件、垫块、压板，安装螺母并拧紧，使压板与垫块贴近并使试件固定；安装时注意各个零件中心均与底板中心一致；
步骤二：依次安装固体传感器、顶板；安装时注意其中心均与底板中心一致；安装螺母，将顶板限位，调整顶板底面与底板顶面平行；
步骤三：将固体传感器、导线与测力计连接；
步骤四：同步拧紧顶板上的螺母，给顶板加压，观察测力计并调整，直到压力值符合要求；
步骤五：将压板限位螺母拧紧，观测测力计，压力值刚刚开始降低时停止；注意不得使压力降低过多，应尽量同步螺母拧紧，防止螺母加力不均匀；
步骤六：拧松顶板螺母，拆除顶板和固体测力计，将试件连同夹具进行下一步测试。
其中步骤三可以在步骤一或者步骤二之前完成。
本发明的有益结果是，能给沥青混合料试件持续或者间断的受力，使沥青混合料试件在试验过程更符合实际状态，夹具体积较小、使用方便。
附图说明
图1沥青混合料试验夹具第一种实施方案正视图
图2第一种实施方案的夹具底板、侧杆、垫块组合俯视图
图3第一种实施方案的框架俯视图
图4沥青混合料试验夹具第二种实施方案正视图
附图标记
1.框架；11.底板；12.侧杆；13.顶板；14.压板；15.螺母；2.垫块；3.加力气囊；31.气囊；32气泵；33.气管；34阀门；35.测压计；4.固体测力装置；41.固体传感器；42导线；43.测力计；5.试件
具体实施方式
实施例1：
如图1～3所示，本发明的沥青混合料试验夹具包括框架(1)、垫块(2)、加力气囊(3)；框架(1)由圆形底板(11)、4根侧杆(12)、圆形压板(14)和圆形顶板(13)组成，框架(1)内腔高度和直径均大于试件(5)尺寸；4根侧杆(12)平行并环绕底板(11)中心均匀对称布置，4根侧杆(12)围成的内腔直径大于试件(5)的直径，侧杆(12)下端与底板(11)垂直相连，上端一定长度内有螺纹，并设有限位螺母(15)；压板(14)和顶板(13)位于底板(11)正上方且平行于底板(11)，在对应侧杆(12)位置有槽口或者穿孔，压板(14)和顶板(13)可通过槽口或者穿孔沿侧杆(12)上下运动，并受螺母(15)限位；压板(14)设于底板(11)和顶板(13)之间；在底板(11)顶面、压板(13)底面设有垫块(2)，垫块(2)形状与试件的截面形状一致；加力气囊(3)由气囊(31)、气管(33、阀门(34)、测压计(35)和气泵(32)组成，气囊(31)和气泵(32)通过气管(33)相连，气管(33)上有测压计(35)，测压计(35)与气泵(32)之间的气管(33)上设有阀门(34)；气囊(31)有平行的、上下两个平面，气囊(31)直径小于试件(5)直径，上、下平面与顶板(13)的底面、压板(14)的顶面贴合。
沥青混合料试验夹具的用于给试件间断加力的使用步骤为：
步骤一：取连接完成的底板(11)和侧杆(12)，在底板(11)上依次放置垫块(2)、试件(5)、垫块(2)、压板(14)，安装螺母(15)，使压板(14)与垫块(2)贴紧并使试件(5)被夹紧固定；安装时注意各个零件中心均与底板(11)中心一致；
步骤二：依次安装气囊(31)、顶板(13)；安装时注意其中心均与底板(11)中心一致；安装螺母(15)，将顶板(13)限位，调整顶板(13)使其底面与底板(11)顶面平行；
步骤三：将气泵(32)、气管(33)、测压计(35)、阀门(34)与气囊(31)连接；
步骤四：打开阀门(34)，启动气泵(32)，给气囊(31)充气加压，观察测压计(35)并调整，直到压力值符合要求，关闭阀门(34)；
步骤五：将试件(5)连同夹具放入冰箱进行测试，气泵(32)、阀门(34)和测压计(35)留在冰箱外；
步骤六：需要时，打开阀门(34)泄压，观察压力计(35)，控制试件(5)受力减小，再按照步骤四加压，如此重复给试件(5)减力、加力。
用于持续加力的使用步骤：
步骤一～步骤四与间断加力使用步骤相同，不再重复。
步骤五：将压板(14)的限位螺母(15)拧紧，观测测压计(35)，压力值刚刚开始降低时停止；注意不得使压力降低过多，应尽量同步拧紧各个侧杆(12)上的螺母(15)，防止螺母(15)加力不均匀；
步骤六：将气囊(31)减压，拆除顶板(13)和加力气囊(3)，将试件(5)连同夹具进行下一步测试。
实施例2：
如图1～4所示，一种沥青混合料试验夹具，由框架(1)、垫块(2)、固体测力装置(4)组成；固体测力装置(4)由固体传感器(41)、测力计(43)、导线(42)组成，固体传感器(41)和测力计(43)用导线(42)相连，固体传感器(41)有平行的、上下两个平面，直径小于试件直径，固体传感器(41)上、下平面与顶板(13)的底面、压板(14)的顶面贴合；固体传感器(41)为压力传感器，其上、下平面为承压面；其余结构与实施例1相同。
使用有固体测力计的夹具持续加力的使用步骤：
步骤一：取连接完成的底板(11)和侧杆(12)，在底板上依次放置垫块(2)、试件(5)、垫块(2)、压板(14)，安装螺母(5)，使压板(14)与垫块(2)贴近并使试件(5)被夹紧固定；安装时注意各个零件中心均与底板(11)中心一致；
步骤二：依次安装固体传感器(31)、顶板(13)；安装时注意其中心均与底板(11)中心一致；安装螺母(5)，将顶板(13)限位，调整顶板(13)底面与底板(11)顶面平行；
步骤三：将固体传感器(41)、导线(42)与测力计(43)连接；
步骤四：同步拧紧顶板上的螺母(5)，给顶板(13)加压，观察测力(43)计并调整，直到压力值符合要求；
步骤五：将压板(14)顶面的限位螺母(5)拧紧，观测测力计(43)压力值刚刚开始降低时停止；注意不得使压力降低过多，螺母(5)拧紧时应尽量同步，防止螺母加力不均匀；
步骤六：拧松顶板(13)顶面的螺母(5)，拆除顶板(13)和固体测力装置(3)，将试件(5)连同夹具放入冰箱进行测试。
其中步骤三也可以在步骤一或者步骤二之前完成。
上述实施例为本发明的具体实施方式，仅用于说明本发明，而非用于限制本发明。

Claims (5)

1.一种沥青混合料试验夹具，其特征在于由框架、垫块、加力气囊组成；框架由底板、不少于3根的侧杆、压板和顶板组成，内腔高度和直径均大于试件尺寸；底板的顶面为水平面；侧杆平行并环绕底板中心均匀布置，侧杆围成的内腔直径大于试件直径，下端与底板垂直相连，上端一定长度内有螺纹，并设有限位螺母；压板为两面平行的板，顶板的底面为平面；和顶板位于底板正上方且平行于底板，在对应侧杆位置有槽口或者穿孔，压板和顶板可通过槽口或者穿孔沿侧杆上下运动，并受螺母限位；压板设于底板和顶板之间；在底板顶面、压板底面设有垫块，垫块形状与试件的截面形状一致；加力气囊由气囊、气管、阀门、测压计和气泵组成，气囊和气泵通过气管相连，气管上有测压计，测压计与气泵之间的气管上设有阀门；气囊有平行的、上下两个平面，气囊直径小于试件直径，上、下平面与顶板的底面、压板的顶面贴合。
2.根据权利要求1所述的沥青混合料试验夹具，其特征在于所述加力气囊还可以用固体测力装置替代，用于夹具给试件持续加力的情况，固体测力装置由固体传感器、测力计、导线组成，固体传感器和测力计用导线相连，固体传感器有平行的、上下两个平面，直径小于试件直径，上、下平面与顶板、底板贴合。
3.一种如权利要求1中所述的沥青混合料试验夹具的使用方法，其特征在于：具体步骤如下：
步骤一：取连接完成的底板和侧杆，在底板上依次放置垫块、试件、垫块、压板，安装螺母，使压板与垫块贴近并使试件固定；安装时注意各个零件中心均与底板中心一致；
步骤二：依次安装气囊、顶板；安装时注意其中心均与底板中心一致；安装螺母，将顶板限位，调整顶板底面与底板顶面平行；
步骤三：将气泵、气管、测压计、阀门与气囊连接；
步骤四：打开阀门，启动气泵，给气囊充气加压，观察测压计并调整，直到压力值符合要求，关闭阀门；
步骤五：将夹具连同试件进行下一步测试，保持气泵、阀门和测压计与试件连接；
步骤六：需要时，打开阀门泄压，观察压力计，控制试件受力减小，再按照步骤四加压，如此重复给试件减力、加力。
4.一种如权利要求1中所述的沥青混合料试验夹具的使用方法，其特征在于：具体步骤如下：
步骤一：取连接完成的底板和侧杆，在底板上依次放置垫块、试件、垫块、压板，安装螺母并拧紧，使压板与垫块贴近并使试件固定；安装时注意各个零件中心均与底板中心一致；
步骤二：依次安装气囊、顶板；安装时注意其中心均与底板中心一致；安装螺母，将顶板限位，调整顶板底面与底板顶面平行；
步骤三：将气泵、气管、测压计、阀门与气囊连接；
步骤四：打开阀门，启动气泵，给气囊充气加压，观察测压计并调整，直到压力值符合要求，关闭阀门；
步骤五：将压板限位螺母拧紧，观测测压计，压力值刚刚开始降低时停止；注意不得使压力降低过多，螺母拧紧时应尽量同步，防止螺母加力不均匀；
步骤六：将气囊减压，拆除顶板和加力气囊，将试件连同夹具进行下一步测试。
5.一种如权利要求2中所述的沥青混合料试验夹具的使用方法，其特征在于：具体步骤如下：
步骤一：取连接完成的底板和侧杆，在底板上依次放置垫块、试件、垫块、压板，安装螺母，使压板与垫块贴近并使试件固定；安装时注意各个零件中心均与底板中心一致；
步骤二：依次安装固体传感器、顶板；安装时注意其中心均与底板中心一致；安装螺母，将顶板限位，调整顶板底面与底板顶面平行；
步骤三：将固体传感器、导线与测力计连接；
步骤四：同步拧紧顶板上的螺母，给顶板加压，观察测力计并调整，直到压力值符合要求；
步骤五：将压板限位螺母拧紧，观测测力计，压力值刚刚开始降低时停止；注意不得使压力降低过多，螺母拧紧时应尽量同步，防止螺母加力不均匀；
步骤六：拧松顶板螺母，拆除顶板和固体测力计，将试件连同夹具进行下一步测试。
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