CN106769437B - 一种温度荷载耦合作用下沥青混合料横向变形测量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种温度荷载耦合作用下沥青混合料横向变形测量装置，温控箱的底部开口扣合于控制箱上，两个传动轴竖立固定于控制箱上，移动横梁活动连接于两个传动轴之间，且移动横梁与各传动轴均组成丝杠螺母机构，移动横梁的底部设有传力杆，底板固定于控制箱上，下压头位于底板上，两个固定杆竖立固定于下压头上，且上压头空套于两个固定杆上，待测试件位于两个固定杆之间，待测试件位于上压头与下压头之间，传力杆正对所述上压头，固定杆上套接有若干固定夹具，各固定夹具与待测试件之间均设有位移传感器，各位移传感器与待测试件的侧面相接触，控制箱内设有伺服电机及控制器，该装置能够准确测量沥青混合料的横向变形。

Description

一种温度荷载耦合作用下沥青混合料横向变形测量装置
技术领域
本发明涉及一种变形测量装置，具体涉及一种温度荷载耦合作用下沥青混合料横向变形测量装置。
背景技术
车辙是沥青路面的主要病害之一。通常认为，车辙是沥青路面的高温稳定性不足而引起的破坏，是沥青路面在高温以及车辆荷载反复作用条件下产生的一种塑性流动变形。对于车辙机理的研究，现在仍存在两种争论：一种认为车辙是受压破坏，在行车荷载的重复作用下路面产生的不可恢复的变形的累积，从而造成路面的压密变形；一种认为车辙是受剪破坏，车辙的产生机理为剪切流动变形。但是有一点认识是相同的，即车辙是沥青混合料的一种塑性流动变形。
关于车辙的影响因素一直以来是研究的热点，有人认为层间接触条件是诱发车辙的一个重要因素。从施工的角度来说沥青路面面层层间若具有良好的接触状态，则可以延缓车辙的出现，从而提高沥青路面的使用寿命，从力学角度来看，层间接触条件变化的变化也会影响沥青路面面层内部受力的变化，并且面层层间接触不良时，中面层更容易发生车辙。
目前用于研究沥青路面变形特性的试验主要有单轴贯入试验、车辙试验、蠕变试验、环道试验及加速加载试验等，但由于此类试验装置不能很好地反应沥青路面与轮胎之间的相互作用对横向变形的影响，依次需要涉及出一种测量装置，该装置能够检测沥青混合料的横向变形。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种温度荷载耦合作用下沥青混合料横向变形测量装置，该装置能够准确测量沥青混合料的横向变形。
为达到上述目的，本发明所述的温度荷载耦合作用下沥青混合料横向变形测量装包括温控箱、控制箱、移动横梁、底板、下压头、上压头、两个传动轴及两个固定杆；
温控箱的底部开口扣合于控制箱上，两个传动轴竖立固定于控制箱上，移动横梁活动连接于两个传动轴之间，且移动横梁与各传动轴均组成丝杠螺母机构，移动横梁的底部设有传力杆，底板固定于控制箱上，下压头位于底板上，两个固定杆竖立固定于下压头上，且上压头空套于两个固定杆上，待测试件位于两个固定杆之间，待测试件位于上压头与下压头之间，传力杆正对所述上压头，固定杆上套接有若干固定夹具，各固定夹具与待测试件之间均设有位移传感器，各位移传感器与待测试件的侧面相接触，控制箱内设有伺服电机及控制器，伺服电机的输出轴与两个传动轴相连接，控制器与伺服电机的控制端及各位移传感器的输出端相连接。
还包括固定横梁，其中，固定横梁的一端与一个传动轴的上端活动连接，固定横梁的另一端与另一个传动轴的上端活动连接。
相邻两个固定夹具之间设有弹簧，弹簧套接于固定杆上。
固定杆上套接有螺母，螺母位于各固定夹具的下方。
固定夹具的数目及位移传感器的数目均为三个，三个位移传感器分别正对待测试件上端的侧面、中部的侧面及下端的侧面。
上压头的底部光滑或设置有橡胶垫。
底板通过支座固定于控制箱的上部。
还包括用于测量传力杆对上压头施加的压力的压力传感器，压力传感器的输出端与控制器相连接。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的温度荷载耦合作用下沥青混合料横向变形测量装置在具体操作时，固定杆竖立固定于下压头上，上压头空套于所述固定杆上，且上压头上套接有若干固定夹具，固定夹具与待测试件之间设有位移传感器，位移传感器与待测试件的侧面相接触，伺服电机通过传动轴带动移动横梁向下移动，移动横梁通过传力杆下压上压头，上压头压缩待测试件使待测试件变形，通过位移传感器实时采集待测试件的横向变形信息，再将待测试件的横向变形信息转发至控制器中，即可实现沥青混合料的横向变形的测量，在测量之前，位移传感器与待测试件之间不存在竖向受力，测量精度较高。同时，可以通过调整待测试件所处环境的温度以及上压头对待测试件的压力，从而观测温度及压力对待测试件横梁变形的影响。
进一步，三个位移传感器分别正对待测试件上端的侧面、中部的侧面及下端的侧面，实现待测试件不同位置的横向变形检测。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中待测试件14的位置关系图。
其中，1为固定横梁、2为传动轴、3为移动横梁、4为温控箱、5为上压头、6为位移传感器、7为固定夹具、8为下压头、9为底板、10为控制箱、11为压力传感器、12为传力杆、13为固定杆、14为待测试件、15为弹簧、16为螺母、17为支座、18为伺服电机。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参考图1及图2，本发明所述的温度荷载耦合作用下沥青混合料横向变形测量装置包括温控箱4、控制箱10、移动横梁3、底板9、下压头8、上压头5、两个传动轴2及两个固定杆13；温控箱4的底部开口扣合于控制箱10上，两个传动轴2竖立固定于控制箱10上，移动横梁3活动连接于两个传动轴2之间，且移动横梁3与各传动轴2均组成丝杠螺母机构，移动横梁3的底部设有传力杆12，底板9固定于控制箱10上，下压头8位于底板9上，两个固定杆13竖立固定于下压头8上，且上压头5空套于两个固定杆13上，待测试件14位于两个固定杆13之间，待测试件14位于上压头5与下压头8之间，传力杆12正对所述上压头5，固定杆13上套接有若干固定夹具7，各固定夹具7与待测试件14之间均设有位移传感器6，各位移传感器6与待测试件14的侧面相接触，控制箱10内设有伺服电机18及控制器，伺服电机18的输出轴与两个传动轴2相连接，控制器与伺服电机18的控制端及各位移传感器6的输出端相连接。
本发明还包括固定横梁1，其中，固定横梁1的一端与一个传动轴2的上端活动连接，固定横梁1的另一端与另一个传动轴2的上端活动连接。
相邻两个固定夹具7之间设有弹簧15，弹簧15套接于固定杆13上；固定杆13上套接有螺母16，螺母16位于各固定夹具7的下方。
固定夹具7的数目及位移传感器6的数目均为三个，三个位移传感器6分别正对待测试件14上端的侧面、中部的侧面及下端的侧面；上压头5的底部光滑或设置有橡胶垫；底板9通过支座17固定于控制箱10的上部。本发明还包括用于测量传力杆12对上压头5施加的压力的压力传感器11，压力传感器11的输出端与控制器相连接。
本发明的具体操作过程为：
待测试件14通过现场取芯或旋转压实方法制备得到，待测试件14为普通沥青路面结构，待测试件14为单层结构或多层结构，测量过程如下：
将待测试件14放在下压头8上，将固定夹具7、弹簧15及螺母16套在固定杆13上，并通过固定夹具7夹住位移传感器6，调节位移传感器6的长度，使位移传感器6与待测试件14紧密接触。
通过温控箱4对待测试件14进行保温，伺服电机18通过传动轴2带动移动横梁3向下移动，移动横梁3通过传力杆12按压上压头5，使上压头5对待测试件14施加荷载，待测试件14开始压缩变形，同时各位移传感器6实时检测待测试件14各检测点的横向变形信息，并将待测试件14上各检测点的横梁变形信息转发至控制器中，实现待测试件14的横向变形检测；另外，本发明还可以计算待测试件14的端部接触系统ω，其中，
Figure BDA0001260500150000061
d2为中间位置的位移传感器6检测得到的横向变形信息，d1及d3分别为上侧位置的位移传感器6检测得到的横向变形信息及下侧位置的位移传感器6检测得到的横向变形信息，通过待测试件14的端部接触系数ω能够评价待测试件14端部约束效应对沥青混合料横向变形的影响，在实际操作中，可以通过三个位移传感器6检测得到的横向变形信息及待测试件14的端部接触系数来表征沥青混合料在耦合温度与荷载后的横向变形特性。

Claims (1)

1.一种温度荷载耦合作用下沥青混合料横向变形测量装置，其特征在于，包括温控箱(4)、控制箱(10)、移动横梁(3)、底板(9)、下压头(8)、上压头(5)、两个传动轴(2)及两个固定杆(13)；
温控箱(4)的底部开口扣合于控制箱(10)上，两个传动轴(2)竖立固定于控制箱(10)上，移动横梁(3)活动连接于两个传动轴(2)之间，且移动横梁(3)与各传动轴(2)均组成丝杠螺母机构，移动横梁(3)的底部设有传力杆(12)，底板(9)固定于控制箱(10)上，下压头(8)位于底板(9)上，两个固定杆(13)竖立固定于下压头(8)上，且上压头(5)空套于两个固定杆(13)上，待测试件(14)位于两个固定杆(13)之间，待测试件(14)位于上压头(5)与下压头(8)之间，传力杆(12)正对所述上压头(5)，固定杆(13)上套接有若干固定夹具(7)，各固定夹具(7)与待测试件(14)之间均设有位移传感器(6)，各位移传感器(6)与待测试件(14)的侧面相接触，控制箱(10)内设有伺服电机(18)及控制器，伺服电机(18)的输出轴与两个传动轴(2)相连接，控制器与伺服电机(18)的控制端及各位移传感器(6)的输出端相连接；
还包括固定横梁(1)，其中，固定横梁(1)的一端与一个传动轴(2)的上端活动连接，固定横梁(1)的另一端与另一个传动轴(2)的上端活动连接；
相邻两个固定夹具(7)之间设有弹簧(15)，弹簧(15)套接于固定杆(13)上；
固定杆(13)上套接有螺母(16)，螺母(16)位于各固定夹具(7)的下方；
固定夹具(7)的数目及位移传感器(6)的数目均为三个，三个位移传感器(6)分别正对待测试件(14)上端的侧面、中部的侧面及下端的侧面；
上压头(5)的底部光滑或设置有橡胶垫；
底板(9)通过支座(17)固定于控制箱(10)的上部；
还包括用于测量传力杆(12)对上压头(5)施加的压力的压力传感器(11)，压力传感器(11)的输出端与控制器相连接；
待测试件(14)通过现场取芯或旋转压实方法制备得到，待测试件(14)为普通沥青路面结构，待测试件(14)为单层结构或多层结构，测量过程如下：
将待测试件(14)放在下压头(8)上，将固定夹具(7)、弹簧(15)及螺母(16)套在固定杆(13)上，并通过固定夹具(7)夹住位移传感器(6)，调节位移传感器(6)的长度，使位移传感器(6)与待测试件(14)紧密接触；
通过温控箱(4)对待测试件(14)进行保温，伺服电机(18)通过传动轴(2)带动移动横梁(3)向下移动，移动横梁(3)通过传力杆(12)按压上压头(5)，使上压头(5)对待测试件(14)施加荷载，待测试件(14)开始压缩变形，同时各位移传感器(6)实时检测待测试件(14)各检测点的横向变形信息，并将待测试件(14)上各检测点的横梁变形信息转发至控制器中，实现待测试件(14)的横向变形检测。
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