CN106053179B - 沥青混合料试件的模拟轮碾成型机及试件制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种沥青混合料试件的模拟轮碾成型机及试件制作方法，包括碾压轮、碾压轮驱动装置、碾压充气装置和控制箱，碾压轮包括轮辋、挡圈和轮胎，轮辋外边缘设有挡圈，轮胎通过挡圈环绕安装在轮辋外边缘；碾压轮驱动装置包括减速机构、机架、液压传力杆、液压缸、导轨和传动链，减速机构动力连接有电机，减速机构与传动链动力连接，液压传力杆顶部配合滑动安装于控制箱的导轨上，液压传力杆上配合安装有液压缸，液压传力杆具有伸缩活动杆，液压传力杆底部铰接安装有机架，碾压轮的轮辋顶部中心与机架底部固定连接，轮辋顶部安装有用于对轮胎进行充气的碾压轮充气装置。本发明结构简单、设计合理且安装及使用操作简便。

Description

沥青混合料试件的模拟轮碾成型机及试件制作方法
技术领域
本发明涉及沥青混合料材料制备技术领域，尤其涉及一种沥青混合料试件的模拟轮碾成型机及试件制作方法。
背景技术
近年来，随着我国经济的快速发展，作为服务于经济发展的公路交通建设事业取得了举世瞩目的成就。在我国公路网结构中，由于沥青路面具有行驶舒适、视觉效果好、噪声低、养护维修方便等优点，各等级公路均采用沥青路面作为主要铺装形式。在沥青混合料的大量室内试验中沥青混合料试件的成型是其他所有测试的基础，同时轮碾成型方法也是沥青混合料试件成型的一个重要成型方法。
但是，我们现行的轮碾成型机采用的是与钢筒压路机相似的圆弧形碾压轮，只能模拟钢轮压路机的压实状态，无法模拟胶轮压路机的压实状态。
发明内容
针对现有技术存在的不足之处，本发明的目的在于提供一种结构简单、操作简便以及使用效果好的沥青混合料试件的模拟轮碾成型机及试件制作方法。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种沥青混合料试件的模拟轮碾成型机，包括碾压轮、碾压轮驱动装置、碾压轮充气装置和控制箱，所述碾压轮包括轮辋、挡圈和轮胎，碾压轮整体呈圆弧形，挡圈、轮胎均分别对应呈圆弧形，轮辋外边缘设有挡圈，所述轮胎通过挡圈环绕安装在轮辋外边缘；所述碾压轮驱动装置包括减速机构、机架、液压传力杆、液压缸、导轨和传动链，所述碾压轮驱动装置设置于控制箱上，所述减速机构动力连接有电机，所述减速机构与传动链动力连接，所述控制箱中安装有导轨，所述液压传力杆顶部配合滑动安装于导轨上，所述液压传力杆底部从控制箱底部伸出控制箱，所述减速机构通过传动链驱动液压传力杆在导轨上往返滑动，所述液压传力杆上配合安装有液压缸，所述液压传力杆具有伸缩活动杆，液压缸用于驱动伸缩活动杆上下升降运动，所述液压传力杆底部铰接安装有机架，所述碾压轮的轮辋顶部中心与机架底部固定连接；所述轮辋顶部安装有用于对轮胎进行充气的碾压轮充气装置。
为了更好地实现本发明，所述轮胎包括垫带、内胎、外胎，所述内胎配合安装于外胎内部，所述内胎或/和外胎内侧对应安装有与挡圈相紧密配合的垫带，所述碾压轮充气装置与内胎对应充气连通，碾压轮充气装置用于对内胎进行充气操作。
作为优选，所述控制箱具有箱体，所述控制箱的箱体内部设有控制器和与控制器电连接的电子线路板，所述碾压轮充气装置与内胎接口位置处对应设有气压传感器，所述液压传力杆上设有用于测量液压缸提供液压力大小的液压传感器，所述气压传感器、液压传感器、碾压轮充气装置、液压缸分别与控制器电通信连接，所述箱体外表面还设有显示器和参数输入单元；所述参数输入单元用于输入与设定液压缸是否提供液压力以及提供液压力的大小，液压传感器用于实时检测液压缸是否提供液压力以及提供液压力大小，显示器用于显示液压传感器测量到的液压缸是否提供液压力以及提供液压力大小数据信息，控制器用于根据参数输入单元所输入的控制信息控制液压缸是否提供液压力以及提供液压力的大小；所述参数输入单元还用于输入与设定碾压轮充气装置是否提供充气以及充气时间、充气速度、充气量，气压传感器用于实时检测碾压轮充气装置是否充气操作以及充气时间、充气速度、充气量，显示器用于显示气压传感器测量到的碾压轮充气装置是否充气操作以及充气时间、充气速度、充气量的数据信息，控制器用于根据参数输入单元所输入的控制信息控制碾压轮充气装置是否充气操作以及充气时间、充气速度、充气量。
作为优选，所述机架整体呈三角形，机架的三角形顶部与传力杆底部活动铰接，机架的三角形底部与轮辋顶部中心固定连接。
一种沥青混合料试件的制作方法，其方法步骤如下：
A、将预热的试模从烘箱中取出，该试模为制备沥青混合料试件的模具，在试模上安装好试模框架；在试模中铺一张裁好的普通纸，使试模底面及侧面均被纸隔离；将拌和好的沥青混合料用小铲均匀地沿试模由边缘至中部按顺序装入试模，试模中部的沥青混合料略高于试模四周的沥青混合料；
B、取下试模外部的试模框架，用预热的小型击实锤由边缘至中转圈夯实一遍，整平成凸圆弧形；
C、插入温度计，待沥青混合料达到规定的压实温度时，在沥青混合料上表面再铺一张裁好尺寸的普通纸；
D、将盛有沥青混合料的试模置于轮碾机的平台上，轻轻放下碾压轮，调整轮碾机的总荷载为9kN，调整轮胎内气压为690kPa；
E、启动轮碾机，先在一个方向碾压三个往返；
E1、卸荷；再抬起碾压轮，将沥青混合料试件调转方向；再加相同荷载在一个方向碾压三个往返；
E2、卸荷；再抬起碾压轮，将沥青混合料试件调转方向；再加相同荷载在一个方向碾压三个往返；
E3、卸荷；再抬起碾压轮，将沥青混合料试件调转方向；再加相同荷载碾压至马歇尔标准密实度100％为止并形成沥青混合料试件；
F、待沥青混合料试件压实成型后，揭去沥青混合料试件表面的普通纸，用粉笔在沥青混合料试件表面标明碾压方向；
G、将盛有压实沥青混合料试件的试模置于室温下冷却，至少12h后，将试模中的沥青混合料试件取出。
本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
(1)本沥青混合料试件的模拟轮碾成型机结构简单、设计合理且安装及使用操作简便，投入成本较低，安装紧凑，占用空间较小。
(2)本沥青混合料试件的模拟轮碾成型机参数调整简便，能对碾压轮胎压、碾压轮荷载等参数进行调整，并且设置有控制箱，控制简易，能精确控制碾压轮胎压、碾压轮荷载；另外，碾压轮驱动装置与轮胎接口处设置有气压传感器，能对轮胎胎压进行有效监测，使得沥青混合料试件的制备过程易于控制。
(3)本沥青混合料试件的模拟轮碾成型机采用充气轮胎的碾压轮，很好的模拟现场胶轮压路机的工作过程，制备的沥青混合料试件的宏观特性、微细观结构特性与实际路面更为接近。
(4)本沥青混合料试件的模拟轮碾成型机使用效果好且实用价值高，外形美观，极大程度上方便了沥青混合料试件的胶轮轮碾成型，并且制备过程易于控制，具有制备效率高、操作方便、控制精确等优点，能有效保证所制备沥青混合料试件的性能。
(5)本沥青混合料试件的制作方法步骤简单、设计合理且操作简易，所制备沥青混合料试件与现场胶轮压实沥青路面芯样的相关性好，共计包括七个步骤，各步骤的工艺参数设计合理且实现方便、控制简易，并且制备过程安全、可靠。
附图说明
图1为沥青混合料试件的模拟轮碾成型机的结构示意图；
图2为本发明中轮胎的结构示意图；
图3为本发明的电路原理框图。
其中，附图中的附图标记所对应的名称为：
1－碾压轮；2－碾压轮驱动装置；3－碾压轮充气装置；4－轮辋；5－挡圈；6－轮胎；7－垫带；8－内胎；9－外胎；10－气压传感器；11－控制箱；12－液压传力杆；13－机架；14－箱体；15－电子线路板；16－显示器；17－参数输入单元；18－控制器。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明：
实施例
如图1～图3所示，一种沥青混合料试件的模拟轮碾成型机，包括碾压轮1、碾压轮驱动装置2、碾压轮充气装置3和控制箱11，碾压轮1包括轮辋4、挡圈5和轮胎6，碾压轮1整体呈圆弧形，挡圈5、轮胎6均分别对应呈圆弧形，轮辋4外边缘设有挡圈5，轮辋4的外侧弦长为30cm，轮胎6通过挡圈5环绕安装在轮辋4外边缘，轮胎6的内侧弦长为30cm。碾压轮驱动装置2包括减速机构、机架13、液压传力杆12、液压缸、导轨和传动链，碾压轮驱动装置2设置于控制箱11上，减速机构动力连接有电机，减速机构与传动链动力连接，控制箱11中安装有导轨，液压传力杆12顶部配合滑动安装于导轨上，液压传力杆12底部从控制箱11底部伸出控制箱11，减速机构通过传动链驱动液压传力杆12在导轨上往返滑动，液压传力杆12上配合安装有液压缸，液压传力杆12具有伸缩活动杆，液压缸用于驱动伸缩活动杆上下升降运动，液压传力杆12底部铰接安装有机架13，碾压轮1的轮辋4顶部中心与机架13底部固定连接；轮辋4顶部安装有用于对轮胎6进行充气的碾压轮充气装置3。
轮胎6包括垫带7、内胎8、外胎9，内胎8配合安装于外胎9内部，内胎8或/和外胎9内侧对应安装有与挡圈5相紧密配合的垫带7，碾压轮充气装置3与内胎8对应充气连通，碾压轮充气装置3用于对内胎8进行充气操作。
控制箱11具有箱体14，控制箱11的箱体14内部设有控制器18和与控制器18电连接的电子线路板15，碾压轮充气装置3与内胎8接口位置处对应设有气压传感器10，液压传力杆12上设有用于测量液压缸提供液压力大小的液压传感器，气压传感器10、液压传感器、碾压轮充气装置3、液压缸分别与控制器18电通信连接，箱体14外表面还设有显示器16和参数输入单元17；参数输入单元17用于输入与设定液压缸是否提供液压力以及提供液压力的大小，液压传感器用于实时检测液压缸是否提供液压力以及提供液压力大小，显示器16用于显示液压传感器测量到的液压缸是否提供液压力以及提供液压力大小数据信息，控制器18用于根据参数输入单元17所输入的控制信息控制液压缸是否提供液压力以及提供液压力的大小；参数输入单元17还用于输入与设定碾压轮充气装置3是否提供充气以及充气时间、充气速度、充气量，气压传感器10用于实时检测碾压轮充气装置3是否充气操作以及充气时间、充气速度、充气量，显示器16用于显示气压传感器10测量到的碾压轮充气装置3是否充气操作以及充气时间、充气速度、充气量的数据信息，控制器18用于根据参数输入单元17所输入的控制信息控制碾压轮充气装置3是否充气操作以及充气时间、充气速度、充气量。
机架13整体呈三角形，机架13的三角形顶部与传力杆12底部活动铰接，机架13的三角形底部与轮辋4顶部中心固定连接。
一种沥青混合料试件的制作方法，其方法步骤如下：
A、将预热的试模从烘箱中取出，该试模为制备沥青混合料试件的模具，在试模上安装好试模框架；在试模中铺一张裁好的普通纸，使试模底面及侧面均被纸隔离；将拌和好的沥青混合料用小铲均匀地沿试模由边缘至中部按顺序装入试模，试模中部的沥青混合料略高于试模四周的沥青混合料；
B、取下试模外部的试模框架，用预热的小型击实锤由边缘至中转圈夯实一遍，整平成凸圆弧形；
C、插入温度计，待沥青混合料达到规定的压实温度时，在沥青混合料上表面再铺一张裁好尺寸的普通纸；
D、将盛有沥青混合料的试模置于轮碾机的平台上，轻轻放下碾压轮1，调整轮碾机的总荷载为9kN，调整轮胎内气压为690kPa；
E、启动轮碾机，先在一个方向碾压三个往返；
E1、卸荷；再抬起碾压轮1，将沥青混合料试件调转方向；再加相同荷载在一个方向碾压三个往返；
E2、卸荷；再抬起碾压轮1，将沥青混合料试件调转方向；再加相同荷载在一个方向碾压三个往返；
E3、卸荷；再抬起碾压轮1，将沥青混合料试件调转方向；再加相同荷载碾压至马歇尔标准密实度100％为止并形成沥青混合料试件；
F、待沥青混合料试件压实成型后，揭去沥青混合料试件表面的普通纸，用粉笔在沥青混合料试件表面标明碾压方向；
G、将盛有压实沥青混合料试件的试模置于室温下冷却，至少12h后，将试模中的沥青混合料试件取出。
上述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近似替换，均应落在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种沥青混合料试件的模拟轮碾成型机，其特征在于：包括碾压轮（1）、碾压轮驱动装置（2）、碾压轮充气装置（3）和控制箱（11），所述碾压轮（1）包括轮辋（4）、挡圈（5）和轮胎（6），碾压轮（1）整体呈圆弧形，挡圈（5）、轮胎（6）均分别对应呈圆弧形，轮辋（4）外边缘设有挡圈（5），所述轮胎（6）通过挡圈（5）环绕安装在轮辋（4）外边缘；所述碾压轮驱动装置（2）包括减速机构、机架（13）、液压传力杆（12）、液压缸、导轨和传动链，所述碾压轮驱动装置（2）设置于控制箱（11）上，所述减速机构动力连接有电机，所述减速机构与传动链动力连接，所述控制箱（11）中安装有导轨，所述液压传力杆（12）顶部配合滑动安装于导轨上，所述液压传力杆（12）底部从控制箱（11）底部伸出控制箱（11），所述减速机构通过传动链驱动液压传力杆（12）在导轨上往返滑动，所述液压传力杆（12）上配合安装有液压缸，所述液压传力杆（12）具有伸缩活动杆，液压缸用于驱动伸缩活动杆上下升降运动，所述液压传力杆（12）底部铰接安装有机架（13），所述碾压轮（1）的轮辋（4）顶部中心与机架（13）底部固定连接；所述轮辋（4）顶部安装有用于对轮胎（6）进行充气的碾压轮充气装置（3）。
2.按照权利要求1所述的沥青混合料试件的模拟轮碾成型机，其特征在于：所述轮胎（6）包括垫带（7）、内胎（8）、外胎（9），所述内胎（8）配合安装于外胎（9）内部，所述内胎（8）或/和外胎（9）内侧对应安装有与挡圈（5）相紧密配合的垫带（7），所述碾压轮充气装置（3）与内胎（8）对应充气连通，碾压轮充气装置（3）用于对内胎（8）进行充气操作。
3.按照权利要求2所述的沥青混合料试件的模拟轮碾成型机，其特征在于：所述控制箱（11）具有箱体（14），所述控制箱（11）的箱体（14）内部设有控制器（18）和与控制器（18）电连接的电子线路板（15），所述碾压轮充气装置（3）与内胎（8）接口位置处对应设有气压传感器（10），所述液压传力杆（12）上设有用于测量液压缸提供液压力大小的液压传感器，所述气压传感器（10）、液压传感器、碾压轮充气装置（3）、液压缸分别与控制器（18）电通信连接，所述箱体（14）外表面还设有显示器（16）和参数输入单元（17）；所述参数输入单元（17）用于输入与设定液压缸是否提供液压力以及提供液压力的大小，液压传感器用于实时检测液压缸是否提供液压力以及提供液压力大小，显示器（16）用于显示液压传感器测量到的液压缸是否提供液压力以及提供液压力大小数据信息，控制器（18）用于根据参数输入单元（17）所输入的控制信息控制液压缸是否提供液压力以及提供液压力的大小；所述参数输入单元（17）还用于输入与设定碾压轮充气装置（3）是否提供充气以及充气时间、充气速度、充气量，气压传感器（10）用于实时检测碾压轮充气装置（3）是否充气操作以及充气时间、充气速度、充气量，显示器（16）用于显示气压传感器（10）测量到的碾压轮充气装置（3）是否充气操作以及充气时间、充气速度、充气量的数据信息，控制器（18）用于根据参数输入单元（17）所输入的控制信息控制碾压轮充气装置（3）是否充气操作以及充气时间、充气速度、充气量。
4.按照权利要求2或3所述的沥青混合料试件的模拟轮碾成型机，其特征在于：所述机架（13）整体呈三角形，机架（13）的三角形顶部与传力杆（12）底部活动铰接，机架（13）的三角形底部与轮辋（4）顶部中心固定连接。
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