CN106969991A - 一种沥青路面冲击疲劳试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种沥青路面冲击疲劳试验装置，包括环境箱以及位于所述环境箱内的主体架、动力盒、导杆、压头、落锤及链条；待测试件及主体架均固定于环境箱的底部，动力盒固定于环境箱的顶部，导杆固定于主体架上，且导杆沿竖直方向分布，待测试件位于导杆的正下方，压头位于落锤的正下方，压头位于待测试件上，落锤空套于导杆上，落锤通过链条与动力盒相连接，环境箱的外壁上设置有操作面板，其中，操作面板与动力盒相连接，该装置能够准确的完成沥青路面的冲击疲劳试验，并且，荷载路径明确，试验成本较低。
Description
技术领域
本发明属于沥青路面检测设备领域，涉及一种疲劳试验装置，具体涉及一种沥青路面冲击疲劳试验装置。
背景技术
沥青混凝土材料在其使用过程中除了承受常规的静荷载作用外，还可能承受冲击、爆炸等动荷载的作用。在道路方面,沥青混凝土材料除承受变化缓慢的准静态荷载外，由于路表的凹凸不平，车速的增大，时常还承受车辆行进过程中剧烈的冲击作用，随着作用次数的累积增加，路面很容易发生疲劳破坏。目前用于测试沥青混合料抗冲击性能的方法有很多，主要有室内试验和理论分析相结合的研究方法，液压加压法，冲击韧性、落锤法和分离式Hopkinson压杆技术等方法。用于沥青混合料疲劳试验的方法很多，归纳起来可以分为四类：第一类是实际路面在真实荷载作用下的疲劳破坏试验，以美国的AASHTO试验路为代表，这一类试验能够代表路面的实际受力状态，但试验成本巨大，很少采用；第二类是足尺路面结构在模拟汽车荷载作用下的疲劳试验，包括环道试验与加速加载设备，如澳大利亚的加速加载设备(ALF)、南非的重型车辆模拟车(HVS)等。这类试验投资也比较大、试验周期较长，这类加速加载试验往往强调众多因素中的几种因素，荷载路径不清楚，往往并不能反映路面的实际情况；第三类是试验室小型试件的疲劳研究，这类疲劳试验状态与路面实际状态具有很大差异，因此测试的准确性较差。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种沥青路面冲击疲劳试验装置，该装置能够准确的完成沥青路面的冲击疲劳试验，并且，荷载路径明确，试验成本较低。
为达到上述目的，本发明所述的沥青路面冲击疲劳试验装置包括环境箱以及位于所述环境箱内的主体架、动力盒、导杆、压头、落锤及链条；
待测试件及主体架均固定于环境箱的底部，动力盒固定于环境箱的顶部，导杆固定于主体架上，且导杆沿竖直方向分布，待测试件位于导杆的正下方，压头位于落锤的正下方，压头位于待测试件上，落锤空套于导杆上，落锤通过链条与动力盒相连接，环境箱的外壁上设置有操作面板，其中，操作面板与动力盒相连接。
待测试件通过升降台固定于环境箱的底部，升降台的控制端与操作面板相连接。
升降台上设有底板，待测试件位于底板上。
底板上设置有固定夹，待测试件卡接于所述固定夹上。
所述主体架包括第一竖杆、第二竖杆及横梁，其中，第一竖杆及第二竖杆竖立固定于环境箱的底部，横梁的两端分别与第一竖杆的上端及第二竖杆的上端相连接，导杆与横梁相连接。
还包括定位架，定位架位于横梁的下方，定位架的两端与第一竖杆的侧面及第二竖杆的侧面相连接，导杆与定位架的中部相连接。
落锤上设有卡口，链条与卡口相连接。
还包括试模及胶黏层，其中，试模为中空结构，待测试件位于试模内，胶黏层位于待测试件与试模之间。
待测试件为单层结构或多层结构。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的沥青路面冲击疲劳试验装置在具体操作时，待测试件的测试过程中在环境箱中进行，通过环境箱使待测试件的测试更符合实际，同时导杆固定于主体架上，且导杆沿竖直方向分布，操作面板通过动力盒控制落锤掉落的次数及高度，使落锤沿导杆自由落下，并撞击压头，使压头撞击待测试件，实现沥青路面的冲击疲劳试验，其中，落锤掉落时，沿着导杆方向落下，荷载路径明确，试验成本低，并且可以根据需要调节试验环境及荷载的重量、高度及撞击次数，使试验更接近于实际，从而有效的提高试验的准确性。
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3的结构示意图。
其中，1为操作面板、2为升降台、3为待测试件、4为定位架、5为落锤、6为链条、7为导杆、8为动力盒、9为主体架、10为卡口、11为压头、12为环境箱、13为底板、14为固定夹、15为试模、16为胶黏层。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
本发明所述的沥青路面冲击疲劳试验装置包括环境箱12以及位于所述环境箱12内的主体架9、动力盒8、导杆7、压头11、落锤5及链条6；待测试件3及主体架9均固定于环境箱12的底部，动力盒8固定于环境箱12的顶部，导杆7固定于主体架9上，且导杆7沿竖直方向分布，待测试件3位于导杆7的正下方，压头11位于落锤5的正下方，压头11位于待测试件3上，落锤5空套于导杆7上，落锤5通过链条6与动力盒8相连接，环境箱12的外壁上设置有操作面板1，其中，操作面板1与动力盒8相连接。
待测试件3通过升降台2固定于环境箱12的底部，升降台2的控制端与操作面板1相连接；升降台2上设有底板13，待测试件3位于底板13上；底板13上设置有固定夹14，待测试件3卡接于所述固定夹14上。
所述主体架9包括第一竖杆、第二竖杆及横梁，其中，第一竖杆及第二竖杆竖立固定于环境箱12的底部，横梁的两端分别与第一竖杆的上端及第二竖杆的上端相连接，导杆7与横梁相连接。本发明还包括定位架4，定位架4位于横梁的下方，定位架4的两端与第一竖杆的侧面及第二竖杆的侧面相连接，导杆7与定位架4的中部相连接。
落锤5上设有卡口10，链条6与卡口10相连接；本发明还包括试模15及胶黏层16，其中，试模15为中空结构，待测试件3位于试模15内，胶黏层16位于待测试件3与试模15之间；待测试件3为单层结构或多层结构。
压头11分为刚性压头及柔性压头，刚性的压头11为纯金属制品，柔性的压头11为内部压力可调、表面橡胶材质的结构。
本发明的具体操作过程为：
先要制备待测试件3，同时设置环境箱12的试验温度，待测试件3可通过路面取芯或实验室制备得到，待测试件3成型后，则将待测试件3与试模15用胶黏层16黏结在一起，并在室温下放置预设时间，待胶黏层16固化，并且环境箱12内的温度达到预定温度之后，则将待测试件3放入环境箱12中进行保温，并通过升降台2把待测试件3调节到适当高度，并通过定位架4与主体架9共同作用确保导杆7固定安全。
通过操作面板1设置落锤5的提升高度及提升频率，接着落锤5在链条6的带动下，按照预设的提升高度、频率发生周期性的提升及自由落体，进而对待测试件3施加周期性的冲击荷载，并且在冲击荷载的作用下，压头11开始贯入到待测试件3内部，待测试件3的表面形成凹陷，待试验达到预设的冲击次数后，试验自动结束。
测量压头11的贯入深度d，则待测试件3的冲击疲劳系数η的表达式为：n为冲击的次数，然后根据待测试件3的冲击疲劳系数η评估待测试件3的抗冲击疲劳能力。
Claims (9)
1.一种沥青路面冲击疲劳试验装置，其特征在于，包括环境箱(12)以及位于所述环境箱(12)内的主体架(9)、动力盒(8)、导杆(7)、压头(11)、落锤(5)及链条(6)；
待测试件(3)及主体架(9)均固定于环境箱(12)的底部，动力盒(8)固定于环境箱(12)的顶部，导杆(7)固定于主体架(9)上，且导杆(7)沿竖直方向分布，待测试件(3)位于导杆(7)的正下方，压头(11)位于落锤(5)的正下方，压头(11)位于待测试件(3)上，落锤(5)空套于导杆(7)上，落锤(5)通过链条(6)与动力盒(8)相连接，环境箱(12)的外壁上设置有操作面板(1)，其中，操作面板(1)与动力盒(8)相连接。
2.根据权利要求1所述的沥青路面冲击疲劳试验装置，其特征在于，待测试件(3)通过升降台(2)固定于环境箱(12)的底部，升降台(2)的控制端与操作面板(1)相连接。
3.根据权利要求2所述的沥青路面冲击疲劳试验装置，其特征在于，升降台(2)上设有底板(13)，待测试件(3)位于底板(13)上。
4.根据权利要求3所述的沥青路面冲击疲劳试验装置，其特征在于，底板(13)上设置有固定夹(14)，待测试件(3)卡接于所述固定夹(14)上。
5.根据权利要求1所述的沥青路面冲击疲劳试验装置，其特征在于，所述主体架(9)包括第一竖杆、第二竖杆及横梁，其中，第一竖杆及第二竖杆竖立固定于环境箱(12)的底部，横梁的两端分别与第一竖杆的上端及第二竖杆的上端相连接，导杆(7)与横梁相连接。
6.根据权利要求5所述的沥青路面冲击疲劳试验装置，其特征在于，还包括定位架(4)，定位架(4)位于横梁的下方，定位架(4)的两端分别与第一竖杆的侧面及第二竖杆的侧面相连接，导杆(7)与定位架(4)的中部相连接。
7.根据权利要求1所述的沥青路面冲击疲劳试验装置，其特征在于，落锤(5)上设有卡口(10)，链条(6)与卡口(10)相连接。
8.根据权利要求1所述的沥青路面冲击疲劳试验装置，其特征在于，还包括试模(15)及胶黏层(16)，其中，试模(15)为中空结构，待测试件(3)位于试模(15)内，胶黏层(16)位于待测试件(3)与试模(15)之间。
9.根据权利要求1所述的沥青路面冲击疲劳试验装置，其特征在于，待测试件(3)为单层结构或多层结构。
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