CN201607374U - 沥青混合料剪切性能试验装置 - Google Patents

沥青混合料剪切性能试验装置 Download PDF

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Abstract

一种沥青混合料剪切性能试验装置，包括材料试验机，所述材料试验机包括机架、环境箱、升降杆、底座、动力装置、圆环支撑、控制台，所述动力装置安装在机架底部的底座内，所述圆环支撑安装在所述底座上，由动力装置提供动力的所述升降杆安装在所述机架的上侧，与所述圆环支撑的位置相对应，所述升降杆的末端连接压头，所述圆环支撑上放置有定制的圆环。本实用新型简单易行，便于推广，能测定沥青混合料的抗剪强度和剪切疲劳寿命，试验结束，形成锥形剪切破坏面，可直观判断最终材料是剪切受力破坏，该试验装置对研究沥青混合料的抗剪性能及沥青混合料的材料设计与评价具有重要意义。

Description

沥青混合料剪切性能试验装置
技术领域
本实用新型涉及一种沥青混合料剪切性能试验装置，属于道路工程领域，特别是一种沥青混合料剪切性能试验装置。
背景技术
随着经济建设的发展，我国的道路基础设施建设得到了迅猛发展，沥青混凝土路面由于具有诸多优点，在道路工程建设中得到了广泛的采用，我国已建、在建和拟建的高等级道路大多数为沥青混凝土路面。
我国大部分地区在炎热季节里，沥青路面的路表温度可达到60℃以上，在轮载作用下，非均布荷载将在混凝土面层产生较大的剪应力。而沥青路面设计过程中，并没有考虑沥青混合料的抗剪能力，一旦材料承受的剪应力大于或接近抗剪强度，路面将会出现剪切破坏。因此，研究沥青混合料的抗剪性能，对沥青混合料的设计具有重要意义。
目前，用于研究沥青混合料抗剪强度的试验方法，主要有三轴试验、恒高度重复剪切试验和单轴贯入试验等常规试验方法。一方面，三轴试验设备和恒高度重复剪切试验设备造价昂贵，不便于工程推广。另一方面，这些试验方法往往不能形成明显的剪切破坏面，仅通过理论分析证明试件属于剪切破坏，而无法从直观上判断试件属于剪切破坏。
在实际工作条件下，路面经受车轮荷载的反复作用，长期处于受力交迭变化状态，面层内部在车轮驶过后会有剪应力产生，在夏季高温条件和重复车载的作用下，沥青路面发生剪切疲劳破坏。因此，有必要设计出一种试验装置，对静态和动态荷载作用下沥青混合料的抗剪性能进行研究，并综合抗剪强度和剪切疲劳寿命来评价沥青混合料的抗剪性能。
实用新型内容
本发明的目的在于克服现有技术之不足而提供一种简单易行，便于推广，且可很好模拟路面实际破坏点位的复杂受力状态，并可直观判断最终材料是剪切受力破坏，能测定沥青混合料抗剪强度和剪切疲劳寿命的试验装置。
本实用新型的目的通过下述技术方案予以实现：
一种沥青混合料剪切性能试验装置，包括材料试验机，所述材料试验机包括机架、环境箱、升降杆、底座、动力装置、圆环支撑、控制台，所述动力装置安装在机架底部的底座内，所述圆环支撑安装在所述底座上，由动力装置提供动力的所述升降杆安装在所述机架的上侧，与所述圆环支撑的位置相对应，所述升降杆的末端连接压头，所述圆环支撑上放置有定制的圆环。
本实用新型中，所述压头直径为40～120mm，所述圆环外径为150mm，内径为40～140mm。所述圆环由至少两个空心环套相互套装而成。所述压头下和所述圆环上放置有橡皮垫。
本实用新型通过压头和圆环的共同作用，将圆柱体沥青混合料试件破坏，形成明显的剪切破坏面，分析试验数据，得到沥青混合料的抗剪强度和剪切疲劳寿命，再从抗剪强度和剪切疲劳寿命两个方面来评价沥青混合料的抗剪性能，一方面本实用新型简单易行，只需要在MTS或其它材料试验机上安装圆环和压头即可进行试验；另一方面，圆环可以自由拆卸，从而可以根据沥青混合料试件直径和高度的改变来调整圆环和压头的尺寸组合，进行试验。
综上所述，本实用新型---一种沥青混合料剪切性能试验装置具有简单易行，可操作性强，便于推广，能同时测定沥青混合料抗剪强度和剪切疲劳寿命的优点。试验结束，形成明显的锥形剪切破坏面，可直观判断试件是剪切受力破坏。，试验能较好的模拟路面典型破坏点位的复杂压剪和拉剪受力状态，该试验装置对研究沥青混合料的抗剪性能及混合料的材料设计与评价具有重要意义。
附图说明
图1为本实用新型装置的结构示意图。
图2为本实用新型装置圆环的结构示意图。
图3为本实用新型装置圆环的剖视图。
附图1-3中：1-升降杆、2-压头、3-环境箱、4-橡皮垫、5-圆环、6-圆环支撑、7-底座，8-动力装置、9-试件、10-空心环套、11-机架、12-控制台。
具体实施方式
下面结合附图，来说明沥青混合料剪切性能试验装置的具体实施方式。
如图1至3所示，一种沥青混合料剪切性能试验装置，包括材料试验机，所述材料试验机包括机架11、环境箱3、升降杆1、底座7、动力装置8、控制台12，所述动力装置8设置在安装在机架11底部的底座7内，所述圆环支撑6安装在所述底座7上，由动力装置8提供动力的所述升降杆1安装在所述机架11的上侧与所述圆环支撑6的位置相对应，所述升降杆1的末端连接有压头2，所述圆环支撑6上放置有定制的圆环5，所述圆环5为至少3个空心环套10相互套装而成。
所述压头2直径为40mm，所述圆环5外径为150mm，内径为80mm。所述圆环5由三个空心环套10相互套装而成。所述压头2下和所述圆环5上放置有橡皮垫4。
本实用新型的工作原理如下：
采用静压法成型12个平行试件，平行试件为圆柱体沥青混合料试件，试件尺寸：直径为150mm，高为95mm；将试件9、压头2和圆环5置于60℃的环境箱中，保温时间在6小时以上再进行试验，以确保试件内外温度一致。将圆柱体沥青混合料试件置于圆环上，通过压头对试件加载，加载速率为1mm/min，试验时间为8分钟。加载时，需确保压头和试件位置居中，并在压头下和圆环上垫橡皮垫以消除压头外径和圆环内径处的应力集中；试验时，数据采集频率为100HZ。试验结束，试件出现锥形剪切破坏面。在材料试验机测得破坏荷载的0.1～0.9倍范围内取荷载值，对平行试件进行重复加载疲劳试验，读出材料试验机采集试验过程中的加载次数和变形数据，确定沥青混合料的剪切疲劳寿命。该装置具有简单易行，可操作性强，便于推广，能同时测定沥青混合料抗剪强度和剪切疲劳寿命的优点。试验结束，形成明显的锥形剪切破坏面，可直观判断试件是剪切受力破坏。试验能较好的模拟路面典型破坏点位的复杂压剪和拉剪受力状态。该试验装置对研究沥青混合料的抗剪性能及沥青混合料的材料设计与评价具有重要意义。

Claims (4)

1.沥青混合料剪切性能试验装置，包括材料试验机，所述材料试验机包括机架(11)、环境箱(3)、升降杆(1)、底座(7)、动力装置(8)、圆环支撑(6)、控制台(12)，所述动力装置(8)安装在机架(11)底部的底座(7)内，所述圆环支撑(6)安装在所述底座(7)上，由动力装置(8)提供动力的所述升降杆(1)安装在所述机架(11)的上侧，与所述圆环支撑(6)的位置相对应，其特征在于：所述升降杆(1)的末端连接有压头(2)，所述圆环支撑(6)上放置有定制的圆环(5)。
2.根据权利要求1所述的沥青混合料剪切性能试验装置，其特征在于：所述压头(2)直径为40～120mm，所述圆环(5)外径为150mm，内径为40～140mm。
3.根据权利要求1所述的沥青混合料剪切性能试验装置，其特征在于：所述圆环(5)由至少两个空心环套(10)相互套装而成。
4.根据权利要求1所述的沥青混合料剪切性能试验装置，其特征在于：所述压头(2)下和所述圆环(5)上放置有橡皮垫(4)。
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