CN105738230B - 一种沥青混合料抗反射裂缝性能测试装置及测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种沥青混合料抗反射裂缝能力的测试装置及测试方法，包括竖向支架平台、下夹板、上夹板、伸缩杆、应力传感器、液压装置和位移传感器；下夹板以及上夹板分别横向设置在竖向支架平台上；车辙板试件的底部开设有切缝；车辙板试件的一端伸入上夹板与下夹板之间，另一端的底部设置有伸缩杆；切缝的开口面向下夹板；伸缩杆上分别设置有位移传感器和应力传感器；液压装置与伸缩杆相连并通过驱动伸缩杆诱发车辙板试件从切缝中断裂。本发明所提供的测试装置的结构简单，便于操作，能够快速的评价沥青混合料或者设置夹层的沥青混合料抵抗反射裂缝的能力。

Description

一种沥青混合料抗反射裂缝性能测试装置及测试方法
技术领域
本发明属于道路工程领域，涉及一种道路工程结构性能研究设备，尤其涉及一种沥青混合料抗反射裂缝性能测试装置及测试方法。
背景技术
反射裂缝是发生在柔性路面或者混凝土路面的一种结构病害，公路机构每年要花费数百万用于路面的维修和恢复。
在过去的几十年里，发明了很多室内试验测试方法用来判定沥青混合料的抗反射裂缝的能力。包括直接拉伸试验、弯曲疲劳试验、间接拉伸试验、半圆弯曲试验、盘型压缩拉伸试验以及最新的Overlay tester试验等。然而，这些测试方法都要一定的局限性：(1)这些方法都基于半经验性，而且费时费力，因此，不适合日常混合料配合比的设计；(2)这些测试方法缺乏相应的现场试验数据的验证；(3)试件制备较复杂；(4)无法现场取芯。所有这些挑战需要一种简单和实用的室内测试方法用于日常材料的选择，混合料设计，区分热拌沥青混合料的抗裂性能。
因此，在这个背景下，基于以上原因亟需开发一种沥青混合料抗反射裂缝性能测试装置。
发明内容
针对现有沥青混合料抗裂性能评价方法的缺陷，本发明的目的在于提供一种成型试件方便简单、可通过荷载循环周期和应力大小以及裂缝发展速度进而判断沥青混合料抵抗反射裂缝能力的沥青混合料抗反射裂缝性能测试装置及测试方法。
为实现上述目的，本发明采取如下技术方案：
一种沥青混合料抗反射裂缝性能测试装置，其特征在于：所述沥青混合料抗反射裂缝性能测试装置包括竖向支架平台、下夹板、上夹板、伸缩杆、应力传感器、液压装置以及位移传感器；所述下夹板横向设置在竖向支架平台上；所述上夹板横向设置在竖向支架平台上并可在竖向支架平台上进行自如上下滑动；车辙板试件的底部开设有切缝；车辙板试件的一端伸入上夹板与下夹板之间，另一端的底部设置有伸缩杆；所述切缝的开口面向下夹板；所述伸缩杆上分别设置有位移传感器以及应力传感器；所述液压装置与伸缩杆相连并通过驱动伸缩杆诱发车辙板试件从切缝中断裂。
所述竖向支架平台上设置有上夹板滑动轨道；所述上夹板与竖向支架平台接触的部位设置有与上夹板滑动轨道相匹配的滑槽；所述上夹板横向设置在竖向支架平台的上夹板滑动轨道上并可在上夹板滑动轨道中进行自如上下滑动。
所述下夹板以及上夹板上均设置有一个或多个用于固定车辙板试件的螺纹孔；车辙板试件的一端伸入上夹板与下夹板之间并通过螺纹孔固定。
所述沥青混合料抗反射裂缝性能测试装置还包括与切缝处于同一轴线上并用于观测裂缝的发展情况的微型摄像机。
所述切缝的深度是5mm，宽度是2mm。
所述沥青混合料抗反射裂缝性能测试装置还包括与竖向支架平台固定相连的横向底座。
所述沥青混合料抗反射裂缝性能测试装置还包括罩接在横向底座、支架平台、下夹板、上夹板、伸缩杆、应力传感器、液压装置以及位移传感器外部的温控室，所述温控室中设置有温控仪。
一种基于根据如前所述的沥青混合料抗反射裂缝性能测试装置的测试方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
1)制备车辙板试件；所述车辙板试件是利用轮碾法成型的或利用车辙板成型的；所述车辙板试件的底部开设有切缝；所述切缝的深度是5mm，宽度是2mm；
2)将步骤1)制备得到的车辙板试件的置于上夹板与下夹板之间；调整车辙板试件的水平位置，同时根据车辙板试件的实际厚度调整上夹板在竖向支架平台中的位置，利用螺丝将上夹板、车辙板试件以及下夹板固定；
3)将步骤2)得到的整体在温控室中保持测试温度2～3h；
4)通过液压装置调整伸缩杆的位置，将伸缩杆与车辙板试件的下表面相接触，将应力传感器的应力值和位移传感器的位移值调整到“0”的位置；
5)通过液压装置驱动伸缩杆并以三角波的形式带动伸缩杆做周期性运动，记录循环周期数以及每一个循环周期下的荷载以及位移的大小；
6)通过微型摄像机记录车辙板试件底部的切缝，当该切缝延伸至车辙板试件的上表面时，停止试验，记录在该时刻的循环次数、荷载以及位移的大小。
本发明的优点是：
本发明提供了一种沥青混合料抗反射裂缝性能测试装置及测试方法，包括竖向支架平台、下夹板、上夹板、伸缩杆、应力传感器、液压装置以及位移传感器；下夹板横向设置在竖向支架平台上；上夹板横向设置在竖向支架平台上并可在竖向支架平台上进行自如上下滑动；车辙板试件的底部开设有切缝；车辙板试件的一端伸入上夹板与下夹板之间，另一端的底部设置有伸缩杆；切缝的开口面向下夹板；伸缩杆上分别设置有位移传感器以及应力传感器；液压装置与伸缩杆相连并通过驱动伸缩杆诱发车辙板试件从切缝中断裂。其中上夹板的侧面有滑槽，可以沿着滑动轨道竖向滑动，根据待测试件的厚度来调节上夹板的位置，待测试件也可以水平向移动，可以测试试件不同位置的裂缝发生情况。通过螺纹孔，利用螺丝将上下夹板固定。伸缩杆的顶部接触试件底面，并对试件实施周期性应力，伸缩杆的下方布置位移传感器和应力传感器，测试仪器正前方的位置接有微型摄像机，用来观测试件的裂缝发展情况，当裂缝发展到试件的上表面时，停止试验。本发明是沥青混合料抗反射裂缝的评价设备，主要是通过裂缝发展到试件表面的周期性应力大小、荷载循环次数来测试沥青混合料抵抗反射裂缝的能力，该测试设备简单，便于操作，能够快速的评价沥青混合料或者设置夹层的沥青混合料抵抗反射裂缝的能力。
附图说明
图1为本发明所提供的沥青混合料抗反射裂缝性能测试装置的结构示意图；
图1中标记说明如下：
1-横向底座；2-竖向支架平台；3-下夹板；4-上夹板；5-螺纹孔；6-车辙板试件；7-伸缩杆；8-力传感器；9-液压装置；10-上夹板滑动轨道；11-位移传感器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明：
参见图1，本发明提供了一种沥青混合料抗反射裂缝性能测试装置，该沥青混合料抗反射裂缝性能测试装置包括竖向支架平台2、下夹板3、上夹板4、伸缩杆7、应力传感器8、液压装置9以及位移传感器11；下夹板3横向设置在竖向支架平台2上；上夹板4横向设置在竖向支架平台2上并可在竖向支架平台2上进行自如上下滑动；车辙板试件6的底部开设有切缝；车辙板试件6的一端伸入上夹板4与下夹板3之间，另一端的底部设置有伸缩杆7；切缝的开口面向下夹板3；伸缩杆7上分别设置有位移传感器11以及应力传感器8；液压装置9与伸缩杆7相连并通过驱动伸缩杆7诱发车辙板试件6从切缝中断裂。
竖向支架平台2上设置有上夹板滑动轨道10；上夹板4与竖向支架平台2接触的部位设置有与上夹板滑动轨道10相匹配的滑槽；上夹板4横向设置在竖向支架平台2的上夹板滑动轨道10上并可在上夹板滑动轨道10中进行自如上下滑动。
下夹板3以及上夹板4上均设置有一个或多个用于固定车辙板试件6的螺纹孔5；车辙板试件6的一端伸入上夹板4与下夹板3之间并通过螺纹孔5固定。
沥青混合料抗反射裂缝性能测试装置还包括与切缝处于同一轴线上并用于观测裂缝的发展情况的微型摄像机。
切缝的深度是5mm，宽度是2mm。
沥青混合料抗反射裂缝性能测试装置还包括与竖向支架平台2固定相连的横向底座1。
沥青混合料抗反射裂缝性能测试装置还包括罩接在横向底座1、支架平台2、下夹板3、上夹板4、伸缩杆7、应力传感器8、液压装置9以及位移传感器11外部的温控室，温控室中设置有温控仪。
同时，本发明还提供了一种基于如前的沥青混合料抗反射裂缝性能测试装置的测试方法，该方法包括以下步骤：
1)制备车辙板试件6；车辙板试件6是利用轮碾法成型的或利用车辙板成型的；车辙板试件6的底部开设有切缝；切缝的深度是5mm，宽度是2mm；
2)将步骤1制备得到的车辙板试件6的置于上夹板4与下夹板3之间；调整车辙板试件6的水平位置，同时根据车辙板试件6的实际厚度调整上夹板4在竖向支架平台2中的位置，利用螺丝将上夹板4、车辙板试件6以及下夹板3固定；
3)将步骤2得到的整体在温控室中保持测试温度2～3h；
4)通过液压装置9调整伸缩杆7的位置，将伸缩杆7与车辙板试件6的下表面相接触，将应力传感器8的应力值和位移传感器11的位移值调整到“0”的位置；
5)通过液压装置9驱动伸缩杆7并以三角波的形式带动伸缩杆7做周期性运动，记录循环周期数以及每一个循环周期下的荷载以及位移的大小；
6)通过微型摄像机记录车辙板试件6底部的切缝，当该切缝延伸至车辙板试件6的上表面时，停止试验，记录在该时刻的循环次数、荷载以及位移的大小。
对于不同的车辙板试件，均可采用本发明所提供的装置进行测试，例如以下两个实施例：
实施例1：
首先利用轮碾法成型车辙板试件，放置48h，在车辙板下方用切割机进行切缝，缝的高度为5mm，宽度为2mm；
将车辙板试件放置在上下夹板中间，调整车辙板试件的水平位置，根据车辙板厚度调节上夹板的位置，利用螺丝将上下夹板固定；
将测试试件在温控室中保持测试温度2～3h；
调整伸缩杆位置，将其与车辙板试件的下表面相接触，将应力传感器的应力值和位移传感器的位移值调整到“0”的位置；
伸缩杆以三角波的形式带动伸缩杆做周期性运动，在电脑上可以显示周期数，每一个循环周期下的荷载和位移的大小。
当裂缝发展到试件的上表面时，停止试验，记录荷载循环次数和力值。
实施例2：
首先利用车辙板成型车辙板试件，放置48h，在车辙板下方用切割机进行切缝，缝的高度为5mm，宽度为2mm，在已车辙板试件的上方铺洒粘层油，铺设夹层材料，夹层材料的长和宽与车辙板长和宽的尺寸一致，然后再铺洒粘层油，并在其上铺筑20mm厚的沥青混合料，测试设置夹层沥青混合料的抗反射裂缝的能力。
将车辙板试件放置在上下夹板中间，调整车辙板试件的水平位置，然后根据车辙板厚调节上夹板的位置，利用螺丝将上下夹板固定；
将测试试件在温控室中保持测试温度2～3h；
调整伸缩杆位置，将其与车辙板成型试件的下表面相接触，将应力传感器的应力值和位移传感器的位移值调整到“0”的位置；
伸缩杆以三角波的形式带动伸缩杆做周期性运动，在电脑上可以显示周期数，每一个循环周期下的荷载和位移的大小。
当裂缝发展到试件的上表面时，停止试验，记录荷载循环次数和力值。
上述具体实施方式只是本发明的一个优选实施例，并不是用来限制本发明的实施与权利要求范围的，凡依据本发明申请专利保护范围所述的内容做出的等效变化和修饰均应包括在本发明专利申请范围内。

Claims (6)

1.一种沥青混合料抗反射裂缝性能测试装置，其特征在于：所述沥青混合料抗反射裂缝性能测试装置包括竖向支架平台（2）、下夹板（3）、上夹板（4）、伸缩杆（7）、应力传感器（8）、液压装置（9）以及位移传感器（11）；所述下夹板（3）横向设置在竖向支架平台（2）上；所述上夹板（4）横向设置在竖向支架平台（2）上并可在竖向支架平台（2）上进行自如上下滑动；车辙板试件（6）的底部开设有切缝；车辙板试件（6）的一端伸入上夹板（4）与下夹板（3）之间，另一端的底部设置有伸缩杆（7）；所述切缝的开口面向下夹板（3）；所述伸缩杆（7）上分别设置有位移传感器（11）以及应力传感器（8）；所述液压装置（9）与伸缩杆（7）相连并通过驱动伸缩杆（7）诱发车辙板试件（6）从切缝中断裂；
所述竖向支架平台（2）上设置有上夹板滑动轨道（10）；所述上夹板（4）与竖向支架平台（2）接触的部位设置有与上夹板滑动轨道（10）相匹配的滑槽；所述上夹板（4）横向设置在竖向支架平台（2）的上夹板滑动轨道（10）上并可在上夹板滑动轨道（10）中进行自如上下滑动；
所述下夹板（3）以及上夹板（4）上均设置有一个或多个用于固定车辙板试件（6）的螺纹孔（5）；车辙板试件（6）的一端伸入上夹板（4）与下夹板（3）之间并通过螺纹孔（5）固定。
2.根据权利要求1所述的沥青混合料抗反射裂缝性能测试装置，其特征在于：所述沥青混合料抗反射裂缝性能测试装置还包括与切缝处于同一轴线上并用于观测裂缝的发展情况的微型摄像机。
3.根据权利要求2所述的沥青混合料抗反射裂缝性能测试装置，其特征在于：所述切缝的深度是5mm，宽度是2mm。
4.根据权利要求3所述的沥青混合料抗反射裂缝性能测试装置，其特征在于：所述沥青混合料抗反射裂缝性能测试装置还包括与竖向支架平台（2）固定相连的横向底座（1）。
5.根据权利要求4所述的沥青混合料抗反射裂缝性能测试装置，其特征在于：所述沥青混合料抗反射裂缝性能测试装置还包括罩接在横向底座（1）、支架平台（2）、下夹板（3）、上夹板（4）、伸缩杆（7）、应力传感器（8）、液压装置（9）以及位移传感器（11）外部的温控室，所述温控室中设置有温控仪。
6.一种基于权利要求5所述的沥青混合料抗反射裂缝性能测试装置的测试方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
1）制备车辙板试件（6）；所述车辙板试件（6）是利用轮碾法成型的或利用车辙板成型的；所述车辙板试件（6）的底部开设有切缝；所述切缝的深度是5mm，宽度是2mm；
2）将步骤1）制备得到的车辙板试件（6）置于上夹板（4）与下夹板（3）之间；调整车辙板试件（6）的水平位置，同时根据车辙板试件（6）的实际厚度调整上夹板（4）在竖向支架平台（2）中的位置，利用螺丝将上夹板（4）、车辙板试件（6）以及下夹板（3）固定；
3）将步骤2）得到的整体在温控室中保持测试温度2~3h；
4）通过液压装置（9）调整伸缩杆（7）的位置，将伸缩杆（7）与车辙板试件（6）的下表面相接触，将应力传感器（8）的应力值和位移传感器（11）的位移值调整到“0”的位置；
5）通过液压装置（9）驱动伸缩杆（7）并以三角波的形式带动伸缩杆（7）做周期性运动，记录循环周期数以及每一个循环周期下的荷载以及位移的大小；
6）通过微型摄像机记录车辙板试件（6）底部的切缝，当该切缝延伸至车辙板试件（6）的上表面时，停止试验，记录在该时刻的循环次数、荷载以及位移的大小。
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