CN204422306U - 沥青混合料振动旋转压实仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种沥青混合料振动旋转压实仪，一种沥青混合料振动旋转压实仪，包括：用于盛放沥青混合料的筒模，筒模内设置有用于分别从上下两个面挤压筒模内沥青混合料的上压头和下压头；所述上压头通过压杆连接有驱动上压头上下运动的上驱动装置，压杆上还设置有带动上压头振动的激振装置；所述筒模下方安装有驱动筒模做圆周倾斜旋转运动的旋转揉搓装置。本实用新型以合适的振幅和频率对筒模中的沥青混合料进行激振压实，以形成一定密实度的标准试件，成型的标准圆柱体试件可进行密度、孔隙率、稳定度、劈裂强度等物理力学性能试验。

Description

沥青混合料振动旋转压实仪

技术领域

本实用新型涉及机械领域，尤其涉及一种沥青混合料振动旋转压实仪。

背景技术

当前，沥青路面已成为高等级公路和城市道路的主要路面形式，而且有条件的地区在次等级道路上也首选沥青路面形式，主要原因在于沥青路面的施工工期短、美观、车辆行驶舒适、没有接缝和维修方便。根据《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)的要求，沥青路面摊铺后应及时进行压实，包括初压、复压和终压三个过程，复压是形成沥青路面结构性能和耐久性能的关键环节，需要保证沥青面层具有足够的密实度，这不仅需要合理的碾压方式和足够的压实功，也取决于合理的沥青混合料级配组成和沥青用量。室内试验主要包括沥青混合料配合比设计和生产过程中的沥青混合料路用性能验证，这需要和施工现场的路面压实模式相吻合，这样室内试验结果才能更好地指导现场施工。目前，施工现场普遍采用振动钢路压路机进行沥青路面的初压和前期复压，激振作用使得高温状态下的沥青混合料的骨料体系迅速协调、嵌挤和填充；而随后进行的轮胎压路机碾压属于后期复压过程，碾压轮的柔性结合30吨以上的压力对沥青混合料形成搓揉作用，进一步排挤面层中的空隙。

沥青混合料标准试件成型是沥青混合料路用性能测试的第一步，也是关键步骤之一。现行沥青混合料试验规程规定了马歇尔击实法、轮碾成型法和搓揉压实成型法，而搓揉压实主要有旋转压实法和旋转剪切成型法。马歇尔击实法依靠重锤击实试模中的混合料，易破碎混合料中的粗集料，与施工现场所用的振动钢轮压路机和轮胎压路机的作用机理相去甚远，击实法明显落后于施工实际。规程规定的搓揉压实法能模拟轮胎压路机的压实过程，但未考虑振动压路机的激振作用。而目前诸多设备开发和实验研究工作只基于搓揉或振动的单一作用方式，但是沥青路面施工过程中兼有振动钢轮压路机的激振压实和轮胎压路机的搓揉压实过程，实际上钢轮压路机的振动压实已使沥青混合料进入密实度得以提高的复压阶段。因此，综合考虑激振与搓揉作用，尽可能拟合现场沥青路面压实过程，开发相关室内试验设备，实验结果才能更好地指导现场施工。

目前国内外均开展了振动压实成型沥青混合料设备及工艺的研发工作，并证明了振动成型方法更适用于大粒径碎石沥青混合料和骨架密实型混合料。但将搓揉和振动的作用模式进行整合而开发的仪器设备、及相应的沥青混合料成型工艺仍鲜见报道。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种整合了激振和搓揉作用,模拟施工现场的钢轮压路机和轮胎压路机对沥青混合料的压实过程，设计出机构简单、维护方便、造价低、压实作用模式直接明了的沥青混合料成型设备。

一种沥青混合料振动旋转压实仪，包括：用于盛放沥青混合料的筒模，筒模内设置有用于分别从上下两个面挤压筒模内沥青混合料的上压头和下压头；所述上压头通过压杆连接有驱动上压头上下运动的上驱动装置，压杆上还设置有带动上压头振动的激振装置；所述筒模下方安装有驱动筒模做圆周倾斜旋转运动的旋转揉搓装置。

进一步地，如上所述的沥青混合料振动旋转压实仪，所述上驱动装置包括：气缸，气缸与压杆的一端连接，其另一端与上压头固定连接。

进一步地，如上所述的沥青混合料振动旋转压实仪，所述激振装置包括：上横梁，所述上横梁套接在压杆上，在压杆上固定有用于阻止上横梁继续下滑的挡块，在上横梁上固定有振动电机，所述振动电机以压杆为对称轴分布固定在上横梁的两侧，在上横梁的两端分别设置有导向轮，两个导向轮分别沿着纵向轨道可上下滑动。

进一步地，如上所述的沥青混合料振动旋转压实仪，所述旋转揉搓装置包括：固定在筒模下方的旋压底盘，所述旋压底盘的下方设置有能够顶推旋压底盘的边缘做沿圆周向周期性起伏的旋转顶推装置。

进一步地，如上所述的沥青混合料振动旋转压实仪，所述旋转顶推装置包括：中横梁、旋压底盘、球形端头拉杆、滚轮、旋转横梁、弹簧；

所述中横梁的两端固定在反力框架的两侧，在中横梁的中心开有一个圆孔，以该圆孔为中心，在中横梁上沿圆周均匀分布有若干第一拉杆孔，该第一拉杆孔包括一个半圆形凹槽和设置在半圆形凹槽底部的通孔；

所述旋压底盘包括底板、对中连接钢筒、顶压环，所述底板的中心设置有支承杆套孔；所述对中连接钢筒可拆卸地固定安装在底板的中心，顶压环设置在对中连接钢筒的顶部边缘并对中；在底板的圆周上设置有与所述第一拉杆孔位置对应的第二拉杆孔；

所述旋压底盘的对中连接钢筒下部穿过中横梁的圆孔后与底板固定连接；顶压环的内侧设置有内螺纹，筒模的下部设置有外螺纹，筒模下部外螺纹与顶压环内螺纹旋紧，从而实现筒模与旋压底盘固定连接在一起；

套有弹簧的球形端头拉杆的通过所述第一拉杆孔与第二拉杆孔连接在中横梁与旋压底盘之间；

所述支承杆穿过所述旋压底盘的支承杆套孔后与下压头固定连接；所述旋转横梁设置在旋压底盘的下方，滚轮固定在旋转横梁的一端，所述滚轮的轮子顶抵在旋压底盘边缘的底面上，滚轮随旋转横梁的旋转做圆周运动。

进一步地，如上所述的沥青混合料振动旋转压实仪，旋转横梁的下方固定有驱动其旋转的旋转机构，旋转机构通过第一滚针轴承套接于支承杆上，旋转机构的下部外围圆周上设置有齿槽，该齿槽与蜗杆减速机的牙盘咬合，蜗杆减速机通过电机驱动。

进一步地，如上所述的沥青混合料振动旋转压实仪，还包括设置在旋转横梁下方的顶升装置，所述顶升装置包括：顶升器、套筒、链条、慢速电机；

所述顶升器设置在旋转机构下方、且通过第二滚针轴承套接在支承杆上，顶升器和旋转机构之间设置有推力球轴承；

顶升器的下部设有一个圆形凸台，该圆形凸台上设置有外螺纹，套筒上设置有内螺纹，圆形凸台的外螺纹啮合于套筒的内螺纹；

套筒固定于下横梁；

在顶升器的上部外围设置有牙盘，链条与顶升器外围的牙盘啮合，链条由慢速电机驱动其传动。

进一步地，如上所述的沥青混合料振动旋转压实仪，在压杆上安装有第一压力计和第三压力计，该第一压力计安装在上横梁与上压头之间，用于测量并控制气缸施加的恒定压力和振动电机施加的激振力；第三压力计安装在反力框架上，用于测量压杆的竖向位移量。

进一步地，如上所述的沥青混合料振动旋转压实仪，在旋压底盘的两端分别设置第一位移计、第二位移计，所述第一位移计、第二位移计在旋压底盘的同一直径上，用于测算筒模产生的倾斜角。

进一步地，如上所述的沥青混合料振动旋转压实仪，在滚轮的下方设置有用于计算沥青混合料在倾斜过程中所受水平剪切力的第二压力计；在滚轮的一侧设置有用于记录滚轮所转圈数的计数器。

本实用新型提供的沥青混合料振动旋转压实仪，通过与压杆连接的上驱动装置对驱动上压头对筒模内的沥青混合料从上面进行挤压，通过设置在压杆上激振装置对筒模内的沥青混合料进行激振；通过与支承杆连接的下驱动装置对筒模内的沥青混合料从底面进行挤压，通过筒模下方安装的旋转揉搓装置对筒模内的沥青混合料进行揉搓，从而实现了本仪器以恰当的振幅和频率对筒模中的沥青混合料进行激振揉搓压实，以形成一定密实度的标准圆柱体试件，成型的标准圆柱体试件可进行密度、孔隙率、稳定度、劈裂强度等物理力学性能试验。

附图说明

图1为本实用新型沥青混合料振动旋转压实仪结构示意图；

图2为图1中A的局部放大图；

图3为本实用新型旋压底盘剖面结构示意图；

图4为本实用新型旋转顶推装置当旋压底盘倾斜时的状态图；

图5为图3的俯视图；

图6为从中横梁向下俯视的部分透视图；

图7为本实用新型下驱动装置机构示意图；

图8为本实用新型中横梁剖面结构示意图；

图9为本实用新型上压头剖面图；

图10为本实用新型上压头俯视图。

附图标记：

1-控制系统，2-反力框架，3-气缸，4-振动电机，5-第一压力计，6-上压头，61-压头连接杆，62-压头面板，63-压头盖板，7-筒模，8-活动底板，9-下压头，10-第一位移计，11-第二位移计，12-旋压底盘，121-底板，122-对中连接钢筒，123-顶压环，124-支承杆套孔，125-第二拉杆孔，13-旋转机构，131-第一滚针轴承，14-第二压力计，15-滚轮，16-计数器，17-电机，18-蜗杆减速机，19-慢速电机，20-顶升器,201-牙盘，202-第二滚针轴承，203-推力球轴承，204-圆形凸台，21-套筒，22-链条，23-滑轮，24-导向轮，25-保温箱，26-上横梁，27-中横梁，2721-半圆形凹槽，2722-通孔，28-气泵，29-压杆，30-旋转横梁，31-弹簧，32-挡块，33-支承杆，34-环形挡圈，35-球形端头拉杆，36-第三位移计，,37-下横梁。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1为本实用新型沥青混合料振动旋转压实仪结构示意图，如图1所示，本实用新型提供的沥青混合料振动旋转压实仪包括：用于盛放沥青混合料的筒模7，筒模7内设置有用于分别从上下两个面挤压筒模7内沥青混合料的上压头6和下压头9；所述上压头6通过压杆29连接有驱动上压头6上下运动的上驱动装置，压杆29上还设置有带动上压头6振动的激振装置；所述筒模7下方安装有驱动筒模7做圆周倾斜旋转运动的旋转揉搓装置。

上压头6通过压杆29连接的上驱动装置对筒模7内的沥青混合料从上部进行挤压，压杆29上设置的激振装置对筒模7内的沥青混合料进行激振，从而使沥青混合料粗细骨料初步嵌挤和压实；在所述筒模7内设置有一个活动底板8，下压头9通过活动底板8对筒模7内的沥青混合料从下部进行挤压，筒模7下方安装的旋转揉搓装置能够使筒模7发生沿圆周向的摇摆，上压头和下压头的挤压及筒模的圆周向摇摆对筒模内的沥青混合料产生搓揉作用，从而实现了本仪器以恰当的振幅和频率对筒模中的沥青混合料进行激振压实，并以恰当的倾斜角对筒模内沥青混合料进行搓揉压实，从而最终形成一定密实度的标准试件，该成型的标准圆柱体试件可进行密度、孔隙率、稳定度、劈裂强度等物理力学性能试验。

进一步地，如上沥青混合料振动旋转压实仪，所述上驱动装置包括：气缸3，气缸3与压杆29的一端连接，压杆29的另一端与上压头6的压头连接杆61固定连接。

具体地，通过气缸3驱动压杆29向下运动，压杆29向下运动就驱动上压头对筒模内的沥青混合料进行挤压。

进一步地，如上沥青混合料振动旋转压实仪，所述激振装置包括：上横梁26，所述上横梁26套接在压杆29上，在压杆29上固定有用于阻止上横梁26继续下滑的挡块32，在上横梁26上固定有振动电机4，所述振动电机4以压杆29为对称轴分布固定在上横梁26的两侧，在上横梁26的两端分别设置有导向轮24，两个导向轮24分别沿着纵向轨道可上下滑动，此处纵向轨道即为反力框架2的两个侧壁。

具体地，在压杆29上固定有一个挡块32，所述上横梁26套接在压杆29上，并通过挡块32将上横梁26支撑着(即在上横梁26的中心设置有一个穿孔，所述压杆29的上端穿过该穿孔后与气缸3固定连接，挡块32的横截面积大于所述上横梁26的穿孔孔面积，挡块32在上横梁26的下方支撑着上横梁26)。当左右两个振动电机4启动开始振动，便带动上横梁26上下振动，上横梁26向下的振动位移受挡块32阻止而通过挡块32向压杆29传递向下的激振力，压杆29继续将激振力传递至上压头6，最终实现对筒模7内的沥青混合料的激振作用。

在压杆29上安装有第一压力计5和第三位移计36，该第一压力计5安装在上横梁26与上压头6之间，用于测量并控制气缸3施加的恒定压力和振动电机4施加的激振力；第三位移计36安装在反力框架2上，用于测量压杆29的竖向位移，当单位时间压杆29竖向位移(也即筒模7内的试件的竖向压缩)小于设定值，说明试件达到一定的压实度了，这时靠激振作用压实效果不大了，因此，需要通过第三位移计36的测值来确定是否需要继续启动振动电机4。

进一步地，如上沥青混合料振动旋转压实仪，所述旋转揉搓装置包括：固定在筒模7下方的旋压底盘12，所述旋压底盘12的下方设置有能够顶推旋压底盘12的边缘做沿圆周向周期性起伏的旋转顶推装置。

具体地，所述旋压底盘12的作用就是带动与之固定的筒模7能够周期性的做圆周摇摆运动，通过筒模7做周期性的做圆周摇摆运动，使筒模7内的沥青混合料在上压头和下压头的挤压下产生揉搓作用。

下面提供一种具体的旋转顶推装置来实现对筒模7内的沥青混合料产生揉搓，所述旋转顶推装置包括：中横梁27、旋压底盘12、球形端头拉杆35、滚轮15、旋转横梁30、弹簧31；

所述中横梁27的两端固定在反力框架2的两侧，结合如图6及图8所示，在中横梁27的中心开有一个圆孔271，以该圆孔271为中心，在中横梁27上沿圆周均匀分布有若干第一拉杆孔，该第一拉杆孔包括一个半圆形凹槽2721和设置在半圆形凹槽2721底部的通孔2722；

结合如图3及图5，所述旋压底盘12包括底板121、对中连接钢筒122、顶压环123，所述底板121的中心设置有支承杆套孔124；所述对中连接钢筒122可拆卸地固定安装在底板121的中心，顶压环123设置在对中连接钢筒122的顶部并对中(所谓对中就是顶压环123的圆心与对中连接钢筒122的圆心重合)；在底板121的圆周上设置有与所述第一拉杆孔位置对应的第二拉杆孔125；

所述旋压底盘12的对中连接钢筒122下部穿过中横梁27的圆孔后与底板121固定连接；

顶压环123的内侧设置有内螺纹，筒模7的下部设置有外螺纹，筒模7下部外螺纹与顶压环123内螺纹旋紧，从而实现筒模7与旋压底盘12固定连接在一起；

套有弹簧31的球形端头拉杆35通过所述第一拉杆孔与第二拉杆孔125连接在中横梁27与旋压底盘12之间；

如图2及图4所示，所述支承杆33穿过所述旋压底盘12的支承杆套孔124后与下压头9固定连接；所述旋转横梁30设置在旋压底盘12的下方，滚轮15固定在旋转横梁30的一端，所述滚轮15的轮子顶抵在旋压底盘12边缘的底面上，滚轮15随旋转横梁30的旋转做圆周运动。

具体地，所述旋转顶推装置的工作原理如下：如图4所示，由于滚轮15顶推作用，旋压底盘12边缘的一端会被顶起，与此同时，被顶起的一端的弹簧31随之被压缩，此时，旋压底盘12呈图4所示的倾斜状，当滚轮15随旋转横梁30转动时，滚轮15就随之做圆周运动，当滚轮15滚过初始弹簧被压缩的地方后，被压缩的弹簧31在弹力的作用下又会将旋压底盘12被顶起的一端复位，因此，弹簧31在本实用新型中起到使旋压底盘12复位的作用，而滚轮15继续滚动时，沿圆周分布的弹簧就会被陆续压缩，而后又陆续在弹力的作用下将旋压底盘12的一端复位，如此周而复始地循环使滚轮15做圆周运动，那么旋压底盘12就开始做周期性的圆周摇摆运动，同时与旋压底盘12固定的筒模7也开始做圆周摇摆运动。

特别地，本实用新型设计将中横梁27上设置的第一拉杆孔其通孔2722其直径大于球形端头拉杆35的直径，且半圆形凹槽2721与球形端头拉杆35上的圆球外形尺寸相适应，这样才能保证当旋压底盘12在滚轮15的顶推以及弹簧31的弹力下，能够顺利地发生倾斜并复位，否则会被卡住；

另外，由于当旋压底盘12发生倾斜时，筒模7也随之倾斜，但是此时，上压头和下压头在压杆和支撑杆的作用下却是一直保持水平的，因此，为了保证上压头和下压头在筒模7内正常挤压沥青混合料而不会发生卡死的现象，就必须保证上压头和下压头有一定的水平向自由度。所谓水平向自由度，具体地，如图9、图10所示，上压头6包括压头连接杆61、压头面板62、压头盖板63，压头面板62的中心设置有一个圆形凹槽，压头连接杆61的底部置入该圆形凹槽内并通过压头盖板63与螺栓将压头连接杆61与压头面板62连接在一起；压头连接杆61的底部与压头面板62、压头盖板63之间形成有间隙，在该间隙内填充有起润滑作用的油脂；本实用新型所述下压头9的结构与上压头6相同，此处不再赘述。上压头6的压头连接杆61插入压杆29的端部后与压杆29固定连接，同理，下压头9的压头连接杆也是从支撑杆33的端部插入后与其固定连接，如此，压头连接杆就能够在压头面板内有一定的水平向移动，从而保证筒模7在发生倾斜时，不会被卡死。

同时，在所述中横梁27中心圆孔的边缘设置有一个凸起的环形挡圈34，该环形挡圈34与顶压环123共同作用用于限制旋压底盘12在浮动过程中倾斜角度多大而使整个浮动装置卡死。进一步地，所述顶压环123的外缘呈倾斜斜削结构，即环形挡圈34与顶压环123的边缘存在一定的夹角，其目的是为了使旋压底盘12在浮动过程中能够有一定的浮动角度，而不至于被卡死。

进一步地，请参阅图2及图7，如上所述的沥青混合料振动旋转压实仪，旋转横梁30的下方固定有驱动其旋转的旋转机构13，旋转机构13通过第一滚针轴承131套接于支承杆33上，旋转机构13的下部外围圆周上设置有齿槽，该齿槽与蜗杆减速机18的牙盘咬合，旋转横梁30通过电机17驱动蜗杆减速机18来带动旋转机构13旋转。

具体地，旋转横梁30的旋转通过焊接在其下方的旋转机构13旋转来实现，电机17驱动蜗杆减速机18，蜗杆减速机18带动旋转机构13旋转，旋转机构13旋转从而带动焊接在其上的旋转横梁30旋转，旋转横梁30旋转就实现了滚轮15的圆周运动。

进一步地，如上所述的沥青混合料振动旋转压实仪，请参阅图2、图7，在旋转机构13的下方设置有顶升装置，该顶升装置包括：顶升器20、套筒21、链条22、慢速电机19；

所述顶升器20设置在旋转机构13下方、且通过第二滚针轴承202套接在支承杆33上，顶升器20和旋转机构13之间设置有推力球轴承203；

顶升器20的下部设有一个圆形凸台204，该圆形凸台204上设置有外螺纹，套筒21上设置有内螺纹，圆形凸台204的外螺纹啮合于套筒21的内螺纹；

套筒21固定于下横梁37；

在顶升器20的上部外围设置有牙盘201，链条22与顶升器20外围的牙盘201啮合，链条22由慢速电机19驱动其传动。

具体地，从图7可以看出，支承杆33贯穿旋转横梁30、旋转机构13、顶升器20，然后其端部固定在下横梁37上。慢速电机19驱动链条22传动，链条22传动就使得顶升器20与套筒21相对转动，由于套筒21固定在下横梁37上，因此，顶升器20渐渐旋转上升，从而带动旋转机构13上升，旋转机构13上升就带动旋转横梁30上升，旋转横梁30上升就使得滚轮15对旋压底盘12的倾斜角度进一步增大。在旋压底盘12的两端分别设置第一位移计10、第二位移计11，所述第一位移计10、第二位移计11在旋压底盘12的同一直径上，通过第一位移计10、第二位移计11的位移差测算筒模7产生的倾斜角。在滚轮15的下方设置有用于计算沥青混合料在倾斜过程中所受水平剪切力的第二压力计14；在滚轮15的一侧设置有用于记录滚轮15所转圈数的计数器16。

该系统总体的工作原理为：电气控制系统1对设备运行的过程进行程序化控制，并实时显示和记录第一位移计10、第二位移计11、第三位移计36、第一压力计5、第二压力计14、计数器16的测试数据，进行试验参数分析和决定后续压实步骤。气缸3由气泵28提供气源，按设计的压强值、通过压杆29对试件上压头6施加压力，气缸3同时能提升激振单元的上横梁26，以为试模装拆提供操作空间。激振装置由两个对称布置的振动电机4、上横梁26组成，对称布置的振动电机侧向力相互抵消，减小左右晃动，最大程度地减低噪声及整机振动，电机的振动频率由控制系统1调节，根据参数优化实验确定的频率进行设置。上横梁两端有导向轮24，由此限制了激振系统的水平向位移，只能沿反力框架2边槽作竖向移动。压力传感器实时传输气缸3压力和振动电机4的激振力，供实验参数控制参考。

本实用新型沥青混合料振动旋转压实仪工作过程为：启动保温箱25，按设定的时间和温度对上压头6、下压头9和筒模7保温；启动气泵28，使气缸3内气压稳定于设计值；取出保温后的筒模7，迅速并均匀装入沥青混合料，用捣棒插捣规定次数；将筒模7旋入旋压底盘12的上口，使下压头9完全抵住活动底板8，关上保温箱门；启动气缸3，使上压头6压入筒模7内，并压住沥青混合料上表面，若第一压力计5测得的初始压力值低于设计值，则控制程序自动启动气泵28、增大气缸3中气压，直至满足沥青混合料初始压力要求；控制程序启动振动电机4，并自动调整激振频率，使第一压力计5测得的激振压力峰值达到设计值；第三位移计36的测杆连接于固定在压杆29上的挡片，其测得的沥青混合料压缩率小于设定值时，控制程序自动关闭振动电机4；启动慢速电机19，通过链条22带动顶升器20逆时针旋转，顶升器20下部外螺纹与固定于机器框架上的套筒21的内螺纹啮合，顶升器20随逆时针旋转而向上升起，从而顶推旋转机构13及其上固定的旋转横梁30和滚轮15一起上升；滚轮顶起旋压底盘12的边缘，但旋压底盘12与横梁27之间圆周向均布的高强弹簧阻止滚轮15顶起点之外的部位抬起，从而使第一位移计10和第二位移计11产生差值，程序据此计算出旋压底盘12上固定的筒模7产生的倾斜角，如附图2旋转压实原理图所示，当倾斜角达到设定值，控制程序自动停止慢速电机19；电机17随即启动，通过蜗杆减速机18驱动旋转机构13旋转，使滚轮15沿旋压底盘12底面外缘作圆周向滚动，从而旋压底盘12沿圆周向上下起伏，其上套接的筒模7沿圆周向摇摆；由于上压头6和下压头9在水平向有一定的自由度，但竖向约束了筒模7内的沥青混合料的竖向变形，从而筒模7的摇摆使沥青混合料受到强制性的搓揉作用；滚轮15滚动圆周次数通过计数16记录，达到设定次数后控制程序自动停止电机17；随即程序启动慢速电机19使顶升器20顺时针旋转而下降，旋压底盘12在弹簧的压缩恢复力作用下逐渐恢复水平，当第一位移计10和第二位移计11测值相等时停止慢速电机19；沥青混合料标准试件成型结束，旋转筒模7并取出，待试件冷却后脱模，供相关技术指标测试。

所述筒模7尺寸参考相关规程规定的标准试件尺寸，可成型或的沥青混合料圆柱体试件，其制造参数可参照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011)中T0736的相关规定。上压头6如图9、图10所示，随试件规格有两种尺寸，可装拆于压杆29下端，压头底盘的腔体内注油脂，压杆在底盘腔体内有一定的水平滑移自由度，由此，旋装压实过程中，筒模7整体倾斜(如图4所示)，上压头能维持试件上表面水平，同时能适用水平向位移的需要；下压头9具有与上压头6相似的构造。上压头6、活动底板8、下压头9及筒模7采用钢材制造，洛氏硬度宜为HRC48-HRC57，其与混合料接触面应光滑(粗糙度Ra0.4μm)。试模内径为149.90～150.00mm，试模内径为99.90～100.00mm，高度不小于250mm。上压头6、活动底板8、下压头9外直径尺寸为149.50～149.75mm，上压头6、活动底板8、下压头9外直径尺寸为99.50～99.75mm。与筒模7套接的旋压底盘12由沿圆周均布的8个或多于8个的弹簧31悬挂于中横梁27上，不锈钢弹簧的压缩恢复力使得旋压底盘12恢复初始位置，而位第一位移计10和第二位移计11所测位移用于计算旋压过程中试模的倾角。

电机17驱动蜗杆减速机18，旋转机构13的下部所带的齿槽与减速机牙盘相啮合。支承杆33穿过旋转横梁30中部并连接下压头9，旋转横梁30一端安装第二压力计14和滚轮15。旋转机构下部套接于顶升器20，该顶升器20下部外螺纹与有内螺纹的套筒21连接，套筒21通过链条22与慢速电机19连接，顶升过程由慢速电机驱动、通过顶升器20与套筒21相对旋转而提供顶升力，顶升过程的启停由第一位移计10、第二位移计11所测数据计算控制。滚轮15随旋转机构作圆周运动，并顶升旋压底盘12使试模发生倾斜，顶升压力由第二压力计14测试，由此计算出试件所受的旋转压实剪切力。

所述保温箱25具有加热和温控功能，有玻璃观察窗，保证沥青混合料成型过程中无温度损失。

本实用新型基于振动钢轮压路机和轮胎压路机对沥青路面的作用机理，整合激振与搓揉作用而设计本实用新型沥青混合料振动旋转压实仪；由旋转机构和顶升器配合，对旋压底盘和筒模形成圆周循环倾斜，并借助弹簧恢复旋压底盘位置，此机构能对试样产生搓揉作用，机构组成及运行原理简单明了；旋压过程能维持稳定的旋转角，并可测试试件所受的旋压剪切力，便于评价不同沥青混合料力学性能。

本实用新型基于沥青路面施工过程中振动钢轮压路机和轮胎压路机的碾压机理，综合激振与搓揉作用，并兼顾试件压实过程中的压力、旋转剪切力及旋转角控制，其所带恒温箱能有效保障沥青混合料成型过程中的温度要求；对称布置的振动电机侧向力相互抵消，减小左右晃动，最大程度地减低噪声及整机振动；压实过程由控制器程序化控制，通过压力、激振频率、旋转剪切力、旋转角等实测参数的优化及整合，切实拟合施工现场的压实过程。

本实用新型能模拟施工现场钢轮压路机和轮胎压路机对沥青混合料激振和搓揉的压实成型过程，成型的标准圆柱体试件可进行密度、孔隙率、稳定度、劈裂强度等物理力学性能试验。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种沥青混合料振动旋转压实仪，其特征在于，包括：用于盛放沥青混合料的筒模(7)，筒模(7)内设置有用于分别从上下两个面挤压筒模(7)内沥青混合料的上压头(6)和下压头(9)；所述上压头(6)通过压杆(29)连接有驱动上压头(6)上下运动的上驱动装置，压杆(29)上还设置有带动上压头(6)振动的激振装置；所述筒模(7)下方安装有驱动筒模(7)做圆周倾斜旋转运动的旋转揉搓装置。

2.根据权利要求1所述的沥青混合料振动旋转压实仪，其特征在于，所述上驱动装置包括：气缸(3)，气缸(3)与压杆(29)的一端连接，其另一端与上压头(6)固定连接。

3.根据权利要求1所述的沥青混合料振动旋转压实仪，其特征在于，所述激振装置包括：上横梁(26)，所述上横梁(26)套接在压杆(29)上，在压杆(29)上固定有用于阻止上横梁(26)继续下滑的挡块(32)，在上横梁(26)上固定有振动电机(4)，所述振动电机(4)以压杆(29)为对称轴分布固定在上横梁(26)的两侧，在上横梁(26)的两端分别设置有导向轮(24)，两个导向轮(24)分别沿着纵向轨道可上下滑动。

4.根据权利要求1所述的沥青混合料振动旋转压实仪，其特征在于，所述旋转揉搓装置包括：固定在筒模(7)下方的旋压底盘(12)，所述旋压底盘(12)的下方设置有能够顶推旋压底盘(12)的边缘做沿圆周向周期性起伏的旋转顶推装置。

5.根据权利要求4所述的沥青混合料振动旋转压实仪，其特征在于，所述旋转顶推装置包括：中横梁(27)、旋压底盘(12)、球形端头拉杆(35)、滚轮(15)、旋转横梁(30)、弹簧(31)；

所述中横梁(27)的两端固定在反力框架(2)的两侧，在中横梁(27)的中心开有一个圆孔(271)，以该圆孔(271)为中心，在中横梁(27)上沿圆周均匀分布有若干第一拉杆孔，该第一拉杆孔包括一个半圆形凹槽(2721)和设置在半圆形凹槽(2721)底部的通孔(2722)；

所述旋压底盘(12)包括底板(121)、对中连接钢筒(122)、顶压环(123)，所述底板(121)的中心设置有支承杆套孔(124)；所述对中连接钢筒(122)可拆卸地固定安装在底板(121)的中心，顶压环(123) 设置在对中连接钢筒(122)的顶部边缘并对中；在底板(121)的圆周上设置有与所述第一拉杆孔位置对应的第二拉杆孔(125)；

所述旋压底盘(12)的对中连接钢筒(122)下部穿过中横梁(27)的圆孔后与底板(121)固定连接；顶压环(123)的内侧设置有内螺纹，筒模(7)的下部设置有外螺纹，筒模(7)下部外螺纹与顶压环(123)内螺纹旋紧，从而实现筒模(7)与旋压底盘(12)固定连接在一起；

套有弹簧(31)的球形端头拉杆(35)通过所述第一拉杆孔与第二拉杆孔(125)连接在中横梁(27)与旋压底盘(12)之间；

所述支承杆(33)穿过所述旋压底盘(12)的支承杆套孔(124)后与下压头(9)固定连接；所述旋转横梁(30)设置在旋压底盘(12)的下方，滚轮(15)固定在旋转横梁(30)的一端，所述滚轮(15)的轮子顶抵在旋压底盘(12)边缘的底面上，滚轮(15)随旋转横梁(30)的旋转做圆周运动。

6.根据权利要求5所述的沥青混合料振动旋转压实仪，其特征在于，旋转横梁(30)的下方固定有驱动其旋转的旋转机构(13)，旋转机构(13)通过第一滚针轴承(131)套接于支承杆(33)上，旋转机构(13)的下部外围圆周上设置有齿槽，该齿槽与蜗杆减速机(18)的牙盘咬合，蜗杆减速机(18)通过电机(17)驱动。

7.根据权利要求6所述的沥青混合料振动旋转压实仪，其特征在于，还包括设置在旋转横梁(30)下方的顶升装置，所述顶升装置包括：顶升器(20)、套筒(21)、链条(22)、慢速电机(19)；

所述顶升器(20)设置在旋转机构(13)下方、且通过第二滚针轴承(202)套接在支承杆(33)上，顶升器(20)和旋转机构(13)之间设置有推力球轴承(203)；

顶升器(20)的下部设有一个圆形凸台(204)，该圆形凸台(204)上设置有外螺纹，套筒(21)上设置有内螺纹，圆形凸台(204)的外螺纹啮合于套筒(21)的内螺纹；

套筒(21)固定于下横梁(37)；

在顶升器(20)的上部外围设置有牙盘(201)，链条(22)与顶升器(20)外围的牙盘(201)啮合，链条(22)由慢速电机(19)驱动其传 动。

8.根据权利要求1-7任一所述的沥青混合料振动旋转压实仪，其特征在于，在压杆(29)上安装有第一压力计(5)和第三压力计(36)，该第一压力计(5)安装在上横梁(26)与上压头(6)之间，用于测量并控制气缸(3)施加的恒定压力和振动电机(4)施加的激振力；第三压力计(36)安装在反力框架(2)上，用于测量压杆(29)的竖向位移量。

9.根据权利要求8所述的沥青混合料振动旋转压实仪，其特征在于，在旋压底盘(12)的两端分别设置第一位移计(10)、第二位移计(11)，所述第一位移计(10)、第二位移计(11)在旋压底盘(12)的同一直径上，用于测算筒模(7)产生的倾斜角。

10.根据权利要求8所述的沥青混合料振动旋转压实仪，其特征在于，在滚轮(15)的下方设置有用于计算沥青混合料在倾斜过程中所受水平剪切力的第二压力计(14)；在滚轮(15)的一侧设置有用于记录滚轮(15)所转圈数的计数器(16)。