CN106053180B - 沥青混合料试件的模拟振动轮碾成型机及试件制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种沥青混合料试件的模拟振动轮碾成型机及试件制作方法，包括碾压轮、碾压轮驱动装置、振动压实装置、机架和控制箱，荷载架中安装有液压传力杆，碾压轮驱动装置与液压传力杆动力连接，碾压轮与液压传力杆的液压力加载杆动力连接，振动压实装置固定于机架上，振动压实装置包括用于向碾压轮施加振动力的振动器，振动压实装置与机架之间安装有橡胶隔振器；试样支撑装置包括支撑架、成型平台和试模，在成型平台上方放置有试模，试模由底板和设置于底板四周的侧模构成一个与碾压轮位置相对应的长方体形试模腔，再通过两个侧模将长方体形试模腔分成三个平面为正方形的长方体试模腔单元。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振动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振动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钢制的圆弧形碾压轮，只能模拟钢轮压路机的静压过程，无法模拟钢轮压路机的振动压实过程。

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振动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振动轮碾成型机，包括碾压轮、碾压轮驱动装置、振动压实装置、试样支撑装置、荷载架、机架和控制箱，所述碾压轮驱动装置设置于控制箱上，所述荷载架与控制箱连接固定，所述荷载架中安装有液压传力杆，所述碾压轮驱动装置与液压传力杆动力连接，所述碾压轮通过机架与液压传力杆外壁连接，碾压轮与液压传力杆的液压力加载杆动力连接，所述碾压轮驱动装置用于驱动液压传力杆带动机架和碾压轮在试件上方做往返运动；所述振动压实装置设置于碾压轮顶部，所述振动压实装置固定于机架上，所述振动压实装置包括用于向碾压轮施加振动力的振动器，振动压实装置与机架之间安装有橡胶隔振器；所述试样支撑装置包括支撑架、成型平台和试模，所述成型平台设置于支撑架上方，在成型平台上方放置有试模，所述试模由底板和设置于底板四周的侧模构成一个与碾压轮位置相对应的长方体形试模腔，长方体形试模腔内部通过两个侧模将长方体形试模腔分成三个平面为正方形的长方体形试模腔单元，三个平面为正方形的长方体形试模腔单元分别为区域A、区域B、区域C，所述区域A设有一个大小吻合的硬质橡胶块，所述区域C设有一个大小吻合的硬质橡胶块。

为了更好地实现本发明，所述碾压轮驱动装置与液压传力杆之间设有荷载校准器，荷载校准器位于碾压轮驱动装置上方，荷载校准器用于检测液压传力杆对碾压轮所施加的荷载大小。

更进一步的技术方案是：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，控制箱的箱体上设有显示器和参数输入单元，所述荷载校准器、碾压轮驱动装置、振动压实装置、显示器、参数输入单元分别与控制器电连接。

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；将两个硬质橡胶块分别放入试模的区域A和区域C，在试模的区域B中铺一张裁好的普通纸，使试模的区域B的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区域B，区域B中部的沥青混合料略高于区域B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、将碾压轮预热至98～102℃，并将盛有沥青混合料的试模置于轮碾机的成型平台上，轻轻放下碾压轮，调整轮碾机的总荷载为9kN，并调整振动压实装置振动器的振动频率为100Hz；

E、启动轮碾机，先在一个方向碾压两个往返；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振动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振动轮碾成型机参数调整简便，能对碾压轮荷载、振动频率、碾压轮温度等参数进行调整，并且设置有控制箱，控制简易，能精确控制碾压轮荷载、振动频率、碾压轮温度，使得沥青混合料试件的制备过程易于控制。

(3)本发明所采用的试模延长了碾压轮的行走距离，避免了碾压轮在开启振动的模式下在沥青混合料试件表面折返，与实际压路机工作流程更为接近，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振动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钢轮振动轮碾成型，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钢轮振动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为本模拟振动轮碾成型机的结构示意图；

图2为图1中试模的结构示意图；

图3为本发明的电路原理结构框图。

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－振动压实装置；4－试样支撑装置；5-荷载校准器；6－控制箱；7－荷载架；8－液压传力杆；9－机架；10－试模；11－成型平台；12－控制器；13－区域A；14－区域B；15－区域C；16－底板；17－侧模；18－硬质橡胶块；19－箱体；20－显示器；21－参数输入单元。

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振动轮碾成型机，包括碾压轮1、碾压轮驱动装置2、振动压实装置3、试样支撑装置4、荷载架7、机架9和控制箱6，碾压轮驱动装置2设置于控制箱6上，荷载架7与控制箱6连接固定，荷载架7中安装有液压传力杆8，碾压轮驱动装置2与液压传力杆8动力连接，碾压轮1通过机架9与液压传力杆8外壁连接，本实施例碾压轮1的外侧弦长为30cm。碾压轮1与液压传力杆8的液压力加载杆动力连接，碾压轮驱动装置2用于驱动液压传力杆8带动机架和碾压轮1在试件上方做往返运动。振动压实装置3设置于碾压轮1顶部，振动压实装置3固定于机架9上，振动压实装置3包括用于向碾压轮1施加振动力的振动器，碾压轮驱动装置2包括齿轮电机和偏心轮，电机和偏心轮共同驱动振动器向外传递振动力，振动压实装置3与机架9之间安装有橡胶隔振器；本发明优选的振动压实装置3通过八个轨道滚轮用以引导振动器的振动方向，使振动器的振动始终沿着垂直方向对碾压轮1施加振动力；并且振动压实装置3的底面设置有一个矩形振动头，矩形振动头用于引导碾压轮1的振动。试样支撑装置4包括支撑架、成型平台11和试模10，成型平台11设置于支撑架上方，在成型平台11上方放置有试模10，试模10由底板16和设置于底板16四周的侧模17(本实施例优选侧模17的壁厚为10mm)构成一个与碾压轮1位置相对应的长方体形试模腔，长方体形试模腔内部通过两个侧模将长方体形试模腔分成三个平面为正方形的长方体形试模腔单元，三个平面为正方形的长方体形试模腔单元分别为区域A13、区域B14、区域C15，区域A13、区域B14和区域C15的大小均相等，以区域A13为例说明，区域A13的长为300mm，区域A13的宽为300mm，区域A13的高为50mm。所述侧模17的壁厚为10mm，区域A13设有一个大小吻合的硬质橡胶块18，区域C15设有一个大小吻合的硬质橡胶块18；所述区域B14用于放置沥青混合料。

如图1所示，碾压轮驱动装置2与液压传力杆8之间设有荷载校准器5，荷载校准器5位于碾压轮驱动装置2上方，荷载校准器5用于检测液压传力杆8对碾压轮1所施加的荷载大小。

如图1、图3所示，控制箱6的箱体19内部设有控制器12和与控制器12电连接的电子线路板，控制箱6的箱体19上设有显示器20和参数输入单元21，荷载校准器5、碾压轮驱动装置2、振动压实装置3、显示器20、参数输入单元21分别与控制器12电连接。

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10从烘箱中取出，该试模10为制备沥青混合料试件的模具，在试模10上安装好试模框架；将两个硬质橡胶块18分别放入试模10的区域A13和区域C15；在试模10的区域B14中铺一张裁好的普通纸，使试模的区域B14的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区域B14，区域B14中部的沥青混合料略高于区域B14四周的沥青混合料；

B、取下试模10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、将碾压轮1预热至98～102℃，并将盛有沥青混合料的试模置于轮碾机的成型平台11上，轻轻放下碾压轮1，调整轮碾机的总荷载为9kN，并调整振动压实装置3振动器的振动频率为100Hz；

E、启动轮碾机，先在一个方向碾压两个往返；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10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 (3)

1.一种沥青混合料试件的模拟振动轮碾成型机，其特征在于：包括碾压轮（1）、碾压轮驱动装置（2）、振动压实装置（3）、试样支撑装置（4）、荷载架（7）、机架（9）和控制箱（6），所述碾压轮驱动装置（2）设置于控制箱（6）上，所述荷载架（7）与控制箱（6）连接固定，所述荷载架（7）中安装有液压传力杆（8），所述碾压轮驱动装置（2）与液压传力杆（8）动力连接，所述碾压轮（1）通过机架（9）与液压传力杆（8）外壁连接，碾压轮（1）与液压传力杆（8）的液压力加载杆动力连接，所述碾压轮驱动装置（2）用于驱动液压传力杆（8）带动机架（9）和碾压轮（1）在试件上方做往返运动；所述振动压实装置（3）设置于碾压轮（1）顶部，所述振动压实装置（3）固定于机架（9）上，所述振动压实装置（3）包括用于向碾压轮（1）施加振动力的振动器，振动压实装置（3）与机架（9）之间安装有橡胶隔振器；所述试样支撑装置（4）包括支撑架、成型平台（11）和试模（10），所述成型平台（11）设置于支撑架上方，在成型平台（11）上方放置有试模（10），所述试模（10）由底板（16）和设置于底板（16）四周的侧模（17）构成一个与碾压轮（1）位置相对应的长方体形试模腔，长方体形试模腔内部通过两个侧模（17）将长方体形试模腔分成三个平面为正方形的长方体形试模腔单元，三个平面为正方形的长方体形试模腔单元分别为区域A（13）、区域B（14）、区域C（15），所述区域A（13）设有一个大小吻合的硬质橡胶块（18），所述区域C（15）设有一个大小吻合的硬质橡胶块（18）。

2.按照权利要求1所述的沥青混合料试件的模拟振动轮碾成型机，其特征在于：所述碾压轮驱动装置（2）与液压传力杆（8）之间设有荷载校准器（5），荷载校准器（5）位于碾压轮驱动装置（2）上方，荷载校准器（5）用于检测液压传力杆（8）对碾压轮（1）所施加的荷载大小。

3.按照权利要求1或2所述的沥青混合料试件的模拟振动轮碾成型机，其特征在于：所述控制箱（6）的箱体（19）内部设有控制器（12）和与控制器（12）电连接的电子线路板，控制箱（6）的箱体（19）上设有显示器（20）和参数输入单元（21），所述荷载校准器（5）、碾压轮驱动装置（2）、振动压实装置（3）、显示器（20）、参数输入单元（21）分别与控制器（12）电连接。