CN204044012U - 一种沥青混合料车辙疲劳性能测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种沥青混合料车辙疲劳性能测试装置。其包括恒温箱、升降装置、横向导轨、滑板架、试验轮、变速器、气压加压装置、位移传感器、升降台、支架、曲杆、传动装置、电机、控制器、电脑；所述恒温箱内左侧底部设有与温度传感器相连的控温系统；所述升降装置设置在恒温箱的正底部，其上部与横向导轨连接；所述滑板架下方设有横向导轨，上方设有温度传感器和试验轮；所述试验轮中装有变速器；所述升降台与支架连接；所述传动装置通过曲杆与滑板架连接，其下方连有电机；所述位移传感器、气压加压装置都通过数据线连接控制器和电脑。与现有技术相比，本实用新型非应力和应变控制模式，能反映路面的实际状况。
Description
技术领域
本实用新型属于沥青路面性能评价设备技术领域，具体来说，涉及到一种沥青混合料车辙疲劳性能测试装置。
背景技术
疲劳是指材料在低于极限荷载应力作用下发生破坏，是重复荷载作用下微裂纹的扩展。路面使用期间，在环境温度影响下经受车轮荷载的反复作用。其应力或应变长期处于变化状态，致使路面结构强度逐渐下降。当荷载重复作用超过一定的次数以后，路面内产生的应力就会超过路面结构强度下降后的结构抗力，使路面产生疲劳裂缝。疲劳开裂的早期现象是路面在纵向出现不间断的裂缝，最终导致路面出现网裂、龟裂，甚至坑槽。沥青混凝土的疲劳性能与沥青路面的使用寿命密切相关，它反映了路面的寿命，反映了小吨位荷载作用下数千万次的重复作用，滴水穿石的效果。因此，疲劳断裂作为沥青路面的主要破坏形式，也越来越引起人们的注意，研究沥青混合料疲劳性能就有着重要的意义。
目前，国内外进行的疲劳试验研究分为四种类型：一是检测实际路面在真实汽车荷载作用下的疲劳性能，以美国AASHOT试验路为典型代表；二是用足尺路面结构模拟汽车荷载作用下其疲劳性能，如美国华盛顿州立大学室外大型环道及中国东南大学、重庆公路科学研究所的室内大型环道等；三是试板试验法；四是室内小型材料试件的疲劳试验。前三类方法都能较好地反映路面实际疲劳性能，但耗资巨大、周期长，而且试验结果受当地环境及所用路面结构影响较大。因此，目前使用最多的还是第四类——室内小型材料试件的疲劳试验。现常采用重复弯曲疲劳试验或间接拉伸疲劳试验评价，但是疲劳试验的控制方式对混合料的疲劳寿命具有很大影响。在相同的应变级位下，按应变控制的疲劳寿命比按应力控制的疲劳寿命长。而且，按不同模式控制的疲劳试验中，表征沥青混合料特性的各种参数变化引起的疲劳寿命变化的趋势有时是相反的。
发明内容
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种室内用的能实际反映路面状况的沥青混合料车辙疲劳性能测试装置。
本实用新型所述的一种沥青混合料车辙疲劳性能测试装置，所述测试装置包括恒温箱1、升降装置2、横向导轨3、滑板架4、试验轮6、变速器7、气压加压装置8、位移传感器9、升降台10、支架11、曲杆12、传动装置13、电机14、控制器15、电脑16；所述恒温箱1内左侧底部设有与温度传感器5相连的控温系统18；所述升降装置2设置在恒温箱1的正底部，其上部与横向导轨3连接；所述滑板架4下方设有横向导轨3，上方设有试验轮6；所述试验轮6中装有变速器7；所述升降台10与支架11连接；所述传动装置13通过曲杆12与滑板架4连接，其下方连有电机14；所述位移传感器9、气压加压装置8都通过数据线17连接控制器15和电脑16。
本实用新型所述的一种沥青混合料车辙疲劳性能测试装置，所述滑板架4的左端设置有温度传感器5。
本实用新型所述的一种沥青混合料车辙疲劳性能测试装置，所述滑板架4放置并固定有试样19。
本实用新型所述的一种沥青混合料车辙疲劳性能测试装置，所述试样19的规格为300mm×125mm×75mm。
本实用新型所述的一种沥青混合料车辙疲劳性能测试装置，所述试样19底部粘贴有通过数据线17与电脑16连接的断裂指示线20。
本实用新型所述的一种沥青混合料车辙疲劳性能测试装置，所述升降台10上安装有循环计数器21。
采用本实用新型所述装置对沥青混合料车辙疲劳性能测试时，具体检测步骤如下：
1)配好料后，先利用双层车辙板，分两层成型车辙试样，每层高度为50mm；成型下层车辙板时，先在一个方向碾压2个往返，即4次，然后将试件调转方向再碾压10个往返，即20次；下层板成型后需在室温条件下养护12h，在车辙试模上安装50mm高的侧模，然后在下层车辙板上碾压成型上层板，碾压方向应与下层板一致；碾压时先在一个方向碾压2个往返，即4次，然后将试件调转方向再碾压10个往返，即20次；将成型好的双层车辙板脱模，切割为300mm×125mm×75mm梁形，在梁形试样底部的中间粘贴断裂指示线；
2)设定控温系统的温度，将试样连同试模一起，置于改进后的国产车辙仪的试验台上，试验轮的行走方向须与试件300mm长度方向与碾压成型方向保持一致，保温时间为7h～24h；将梁形试样放置并固定于混合料车辙疲劳试验的滑板架中，使其中央部位处于试验轮正下方，其中300mm长度方向与碾压成型方向保持一致，滑板架两端将梁形试样紧紧卡住并在反复载荷作用下可自由活动；
3)调节气压加压装置，确保试验轮的荷载压强在0.7MPa～1.4MPa的范围内可调，步长为0.1MPa；设定循环计数器，可预置到50000或其他所需的测试循环数，使其在试样断裂时停止计数或达到规定循环数时停止计数；在室温条件下标定车辙荷载轮的轮压，使其满足试验的要求，精度为0.5MPa。
4)启动试验机，使试验轮往返行走，达到预设的测试循环数或试样断裂时停止；采用试样断裂时的荷载循环次数作为沥青混合料车辙疲劳性能的评价指标，取三次平行试验的平均值。
现有技术相比，本实用新型所述的一种沥青混合料车辙疲劳性能测试装置既不是应力控制模式也不是应变控制模式，更能够反映路面的实际状况。此外，其还具有结构简单、操作方便、经济省时等优点。
附图说明
图1：沥青混合料车辙疲劳性能测试装置结构图；恒温箱 1、升降装置 2、横向导轨 3、滑板架 4、温度传感器 5、试验轮 6、变速器 7、气压加压装置 8、位移传感器 9、升降台 10、支架 11、曲杆 12、传动装置 13、电机 14、控制器 15、电脑 16、数据线 17、控温系统 18、试样 19、断裂指示线 20、循环计数器 21。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本实用新型所述的沥青混合料车辙疲劳性能测试装置做进一步说明，但是本实用新型的保护范围并不限于此。
实施例1
一种沥青混合料车辙疲劳性能测试装置，所述测试装置包括恒温箱1、升降装置2、横向导轨3、滑板架4、试验轮6、变速器7、气压加压装置8、位移传感器9、升降台10、支架11、曲杆12、传动装置13、电机14、控制器15、电脑16；所述恒温箱1内左侧底部设有与温度传感器5相连的控温系统18；所述升降装置2设置在恒温箱1的正底部，其上部与横向导轨3连接；所述滑板架4下方设有横向导轨3，上方设有试验轮6；所述试验轮6中装有变速器7；所述升降台10与支架11连接；所述传动装置13通过曲杆12与滑板架4连接，其下方连有电机14；所述位移传感器9、气压加压装置8都通过数据线17连接控制器15和电脑16；所述滑板架4的左端设置有温度传感器5；所述滑板架4放置并固定有试样19；所述试样19的规格为300mm×125mm×75mm；所述试样19底部粘贴有通过数据线17与电脑16连接的断裂指示线20；所述升降台10上安装有循环计数器21。
采用本实用新型所述装置对沥青混合料车辙疲劳性能测试时，具体检测步骤如下：
1)先利用双层车辙板，分两层成型车辙试样，每层高度为50mm；成型下层车辙板时，先在一个方向碾压2个往返，即4次，然后将试件调转方向再碾压10个往返，即20次；下层板成型后需在室温条件下养护12h，在车辙试模上安装50mm高的侧模，然后在下层车辙板上碾压成型上层板，碾压方向应与下层板一致；碾压时先在一个方向碾压2个往返，即4次，然后将试件调转方向再碾压10个往返，即20次；将成型好的双层车辙板脱模，切割为300mm×125mm×75mm梁形，矩形试件宽度方向的左右两侧各切割87.5mm，下表面切割25mm的高度，在梁形试样底部的中间粘贴断裂指示线；
2)设定控温系统的温度在20℃±0.5℃，将试样连同试模一起，置于改进后的国产车辙仪的试验台上，试验轮的行走方向须与试件300mm长度方向与碾压成型方向保持一致，保温时间为7h～24h；将梁形试样放置并固定于混合料车辙疲劳试验的滑板架中，使其中央部位处于试验轮正下方，其中300mm长度方向与碾压成型方向保持一致，滑板架两端将梁形试样紧紧卡住并在反复载荷作用下可自由活动；
3)调节气压加压装置，确保试验轮的荷载压强在0.7MPa～1.4MPa的范围内可调，步长为0.1MPa；设定循环计数器，可预置到1000000测试循环数，使其在试样断裂时停止计数或达到规定循环数时停止计数；在室温条件下标定车辙荷载轮的轮压，使其满足试验的要求，精度为0.5MPa。
4)启动试验机，使试验轮往返行走，达到预设的测试循环数或试样断裂时停止；采用试样断裂时的荷载循环次数作为沥青混合料车辙疲劳性能的评价指标，取三次平行试验的平均值。
采用的AC-13沥青混合料的最佳配比，根据马歇尔试验确定该级配沥青混合料的最佳沥青用量，然后分别进行20℃条件下，不同荷载压强1.0MPa，1.4MPa条件下的车辙疲劳试验。试验结果见表1。
表1 车辙疲劳试验结果
| 沥青混合料 | 荷载压强/MPa | 疲劳寿命/次 | 最大位移/mm |
| 基质沥青AC-13 | 1.0 | 67254 | 7.25 |
| 基质沥青AC-13 | 1.4 | 22120 | 8.10 |
从表1以发现，随着车辙试验轮荷载压强的增大，车辙疲劳试件的变形呈增加趋势，车辙疲劳寿命呈减小趋势。这说明，轮载是影响沥青混合疲劳寿命的重要因素之一。
现有技术相比，本实用新型所述的一种沥青混合料车辙疲劳性能测试装置既不是应力控制模式也不是应变控制模式，更能够反映路面的实际状况。此外，其还具有结构简单、操作方便、经济省时等优点。
Claims (1)
1.一种沥青混合料车辙疲劳性能测试装置，其特征在于，所述测试装置包括恒温箱(1)、升降装置(2)、横向导轨(3)、滑板架(4)、试验轮(6)、变速器(7)、气压加压装置(8)、位移传感器(9)、升降台(10)、支架(11)、曲杆(12)、传动装置(13)、电机(14)、控制器(15)、电脑(16)；所述恒温箱(1)内左侧底部设有与温度传感器(5)相连的控温系统(18)；所述升降装置(2)设置在恒温箱(1)的正底部，其上部与横向导轨(3)连接；所述滑板架(4)下方设有横向导轨(3)，上方设有试验轮(6)；所述试验轮(6)中装有变速器(7)；所述升降台(10)与支架(11)连接；所述传动装置(13)通过曲杆(12)与滑板架(4)连接，其下方连有电机(14)；所述位移传感器(9)、气压加压装置(8)都通过数据线(17)连接控制器(15)和电脑(16)；
所述滑板架(4)的左端设置有温度传感器(5)；所述滑板架(4)放置并固定有试样(19)；
所述试样(19)的规格为300mm×125mm×75mm；所述试样(19)底部粘贴有通过数据线(17)与电脑(16)连接的断裂指示线(20)；
所述升降台(10)上安装有循环计数器(21)。
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