CN205449656U - 用于快速测试马歇尔稳定度及冻融劈裂强度的多功能夹具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于快速测试马歇尔稳定度及冻融劈裂强度的多功能夹具，包括上压头、下压头、稳定度实验用上压条、稳定度实验用下压条、冻融劈裂强度实验用上压条和冻融劈裂强度实验用下压条；上压头和下压头的弧面中部均设有一条形凹槽；条形凹槽的长度方向垂直于纸面方向；下压头的条形凹槽用于放置稳定度实验用下压条或冻融劈裂强度实验用下压条；所述稳定度实验用上压条、稳定度实验用下压条的厚度均与条形凹槽深度相等，冻融劈裂强度实验用上压条、冻融劈裂强度实验用下压条的厚度大于条形凹槽深度。本实用新型可同时应用于两种试验，实现单人试验，操作更加便利。
Description
技术领域
本实用新型属于沥青混合料的实验设备技术领域，具体涉及一种用于测试马歇尔稳定度及冻融劈裂强度的夹具。
背景技术
在沥青混合料研究与应用领域中，马歇尔试件的稳定度和冻融劈裂强度测试是必不可少的试验内容，两个实验指标均可直接用于沥青混合料设计过程或评判沥青混合料的施工质量。目前我国规范《公路工程沥青及沥青混合料实验规程》(JTGE20-2011)中对于马歇尔试件稳定度和冻融劈裂强度的测试都规定了具体的实验方法，实验人员可按照相关规程进行操作。如T0709-2011规定沥青混合料进行马歇尔稳定度实验时的主要流程为：(1)将试件和马歇尔实验仪的上下压头放于恒温水浴箱在保温30～40min；(2)将马歇尔试件放于下压头之上，并确保试件对中；(3)将上压头通过下压头导棒放于试件之上，并将下压头、试件和上压头整体放于马歇尔稳定度仪；(4)开启仪器，马歇尔稳定度仪开始加载，直至试件破坏；(5)记录仪器显示的最大荷载和流值，仪器加载轴缓慢回复至加载前状态；(6)将上下压头连同破坏试件从稳定度仪上取下，然后将上压头与下压头分离，取出破坏试件后，准备从水槽中取出下一试件，重复2～4的步骤，直到一组试件测试完毕。
从以上流程可以看出，一组试件(多个试件)进行马歇尔稳定度试验时操作时间通常要求不能超过10min，这是因为规范规定了水浴保温至少30min而又不能超过40min。如果试件的保温时间少于30min，试件的内部温度难以达到设定温度水平或存在温度不均匀的情况，而当试件的保温时间超过40min，试件沥青与集料的粘结作用受水侵蚀影响加剧，试件性能会衰退，水浴保温的方法反而影响实验结果的准确性。可见实验中要求一组试件从第一个试件从恒温水槽中取出到最后一个试件从恒温水槽中取出的最多有效时间仅为10min，超过这一时间实验结果变异性会明显增加。而如果一组试件较多时，就需要加快以上论述的流程中各个步骤的操作速度，以确保一组试件在10min内完成，否则就需要分成两组或更多组实验来完成，这就降低了工作的效率，延长了工作时间。其次，T0709-2011实验方法中还规定了单个试件从恒温水槽中取出到试件在马歇尔稳定度仪上进行实验结束整个过程(即步骤1～4)的时间不得超过30s。规范之所以做出30s的规定是因为沥青属于感温性材料，温度对沥青混合料的技术性能影响非常显著，试件从恒温水槽中取出后，在空气中发生热交换，造成试件的温度产生变化，空气中暴露时间越长，试件的温度变化越大，得到的实验结果将不再是要求温度下沥青混合料对应的技术性能，所以T0709-2011规定了整个过程不能超过30s。尤其是在冬天室内温度较低时，进行实验时试件的热交换更快，要求更为迅速地完实验。步骤4～5耗费时间由规范规定的仪器加载速率决定，没有降低的空间。所以为尽量满足一组试件试验在10min内完成，尤其是满足单个试件从水槽中取出到完成加载实验整个过程控制在30s内的要求，提升1～3步骤的操作速度成为关键。1～3步骤中存在耗费时间的工序，如每进行一次实验都需要将上下压头从马歇尔稳定度仪上卸下和重新装上；每次实验过程中放试件前上压头都要与下压头分离，放过试件后上压头重新穿过下压头的连杆；每次试件放置在下压头上时都需要严格对中，以避免在进行加载时出现偏载的状况。所以为了尽量满足以上两方面的要求，实验时往往需要两位人员进行协同操作，这就使试验过程变得相对繁琐，限制了单人实验的可能性，给实验带来诸多不便。
另外，马歇尔试件的冻融劈裂强度实验与稳定度实验面对相同的问题，每次实验中试件放置的时间耗费都是操作过程需要重点注意的。同时两种实验均可通过稳定度仪进行，但是两者的实验原理有所不同，造成使用的压头不一样，通常室内实验配备了两种夹具，从设备费用角度考虑，如果能够用一种夹具实现两种实验功能具有更高的经济性。
发明内容
针对上述现有技术存在的缺陷及不足，本实用新型的目的在于，提供一种用于快速测试马歇尔稳定度及冻融劈裂强度的多功能夹具。
为了达到上述目的，本实用新型采用如下的技术方案予以解决：
一种用于快速测试马歇尔稳定度及冻融劈裂强度的多功能夹具，其中，包括上压头、下压头、稳定度实验用上压条、稳定度实验用下压条、冻融劈裂强度实验用上压条和冻融劈裂强度实验用下压条；其中，上压头和下压头的弧面中部均设有一条形凹槽；条形凹槽的长度方向垂直于纸面方向；上压头的条形凹槽用于放置稳定度实验用上压条或者冻融劈裂强度实验用上压条；下压头的条形凹槽用于放置稳定度实验用下压条或冻融劈裂强度实验用下压条；所述稳定度实验用上压条、稳定度实验用下压条的厚度均与条形凹槽深度相等，冻融劈裂强度实验用上压条、冻融劈裂强度实验用下压条的厚度大于条形凹槽深度。
进一步的，所述条形凹槽长度的1/3及2/3位置处分别设有一螺口。
进一步的，所述条形凹槽的宽度为12.8mm，边缘深度为15mm；所述螺口的直径为5mm、深度为8mm。
进一步的，所述固定螺栓长度为20mm，其前部为长度为12mm直径为5mm带螺纹体，后部为长度8mm直径7mm的螺帽。
进一步的，所述上压头和下压头通过两个支撑铰链相连接；支撑铰链用于在放置试件时撑起上压头。
进一步的，所述支撑铰链的长度为30mm，撑起后高度为40mm。
进一步的，所述下压头的弧面的两侧边缘分别加工一弧形凹槽。
进一步的，所述弧形凹槽的深度为1mm；弧形凹槽距离下压头的弧面的中心点32mm。
进一步的，所述稳定度实验用上压条的长度为80mm，宽度为12.7mm，边缘高度为15mm，内侧曲率半径为50.8mm；所述稳定度实验用下压条的长度为80mm，宽度为12.7mm，边缘高度为15mm，内侧曲率半径为50.8mm，
进一步的，所述冻融劈裂强度实验用上压条的长度为80mm，宽度为12.7mm，边缘高度为25mm，内侧曲率半径为50.8mm；所述冻融劈裂强度试验用下压条长度为80mm，宽度为12.7mm，边缘高度为25mm，内侧曲率半径为50.8mm。
与现有技术相比，本实用新型的优点如下：
下压头无需设置导棒，上压头无需再为导棒设置通孔，结构简单，通过支撑铰链实现快速测定试件马歇尔稳定度和冻融劈裂强度，节省了试验时间，克服试件温度损失和试件对中耗时长的问题，进而有效减少实验误差，并可增加单组实验试件的数量；同时，下压头无需再设置导棒，设备构造简单，易于成型加工，经久耐用，经济性高且便于单人使用，提高了实验效率。
附图说明
图1是本实用新型的正视图。
图2是本实用新型的俯视图。
图3是马歇尔稳定度实验用上压条前视图和俯视图。
图4是马歇尔稳定度实验用下压条前视图和俯视图。
图5是冻融劈裂强度实验用上压条前视图和俯视图。
图6是冻融劈裂强度实验用下压条前视图和俯视图。
图7是固定螺栓前视图和俯视图。
以下结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步解释说明。
具体实施方式
如图1和图2所示，本实用新型的用于快速测试马歇尔稳定度及冻融劈裂强度的多功能夹具，包括上压头1、下压头2、稳定度实验用上压条3、稳定度实验用下压条4、冻融劈裂强度实验用上压条5和冻融劈裂强度实验用下压条6；
其中，上压头1和下压头2的弧面中部均设有一条形凹槽10；条形凹槽10的长度方向垂直于纸面方向；上压头1的条形凹槽10用于放置稳定度实验用上压条3或者冻融劈裂强度实验用上压条5；下压头2的条形凹槽10用于放置稳定度实验用下压条4或冻融劈裂强度实验用下压条6。条形凹槽10的内表面设有一个或多个螺口，螺口用以与固定螺栓8配合，将压条固定在条形凹槽10中；
稳定度实验用上压条3、稳定度实验用下压条4的厚度均与条形凹槽10深度相等，以满足稳定度实验中上下压头的弧面与试件紧密接触；冻融劈裂强度实验用上压条5、冻融劈裂强度实验用下压条6的厚度大于条形凹槽10深度，以满足冻融劈裂强度实验中上下压条突出于上下压头的弧面，弧面与试件不接触。
优选的，条形凹槽10长度的1/3及2/3位置处分别设有一螺口。
优选的，条形凹槽10的宽度为12.8mm，边缘深度为15mm；螺口的直径为5mm、深度为8mm。
优选的，固定螺栓8长度为20mm，其前部为长度为12mm直径为5mm带螺纹体，后部为长度8mm直径7mm的螺帽。
上压头1和下压头2均带有条形凹槽10是为了装配不同的压条，进而可同时用于马歇尔稳定度及冻融劈裂强度两种实验。
优选的，上压头1和下压头2通过两个支撑铰链7相连接；支撑铰链7用于在放置试件时撑起上压头1，使得放置试件快速方便。省略了以往放置试件时需先将上压头通过导棒与下压头分离，放置完毕后又将上压头通过导棒与下压头连接的过程。同时，以往试件放置过程中，上压头、下压头要先搬离稳定度仪器在其他试验台上操作，待试件安放完毕后再将夹具和试件放置于稳定度仪器上，支撑铰链的存在使放置试件的操作直接在稳定度仪上操作，节约了试验时间。优选的，支撑铰链7的长度为30mm，撑起后高度为40mm。
优选的，下压头2的弧面的两侧边缘分别加工一弧形凹槽9，弧形凹槽9用于提醒操作人员快速准确放置试件，而不再需要花费较长时间进行对中处理，有效避免偏载的状况发生，减少了实验结果的变异性。优选的，弧形凹槽9的深度为1mm。弧形凹槽9距离下压头2的弧面的中心点32mm。
稳定度实验用上压条3的长度为80mm，宽度为12.7mm，边缘高度为15mm，内侧曲率半径为50.8mm，在压条长度的1/3及2/3位置分别有一个螺口，该螺口有两部分组成，一部分为直径为8mm，边长为10mm的凹面空心圆柱体，一部分为直径为5mm深度为5mm的带螺纹空心圆柱。
冻融劈裂强度实验用上压条5的长度为80mm，宽度为12.7mm，边缘高度为25mm，内侧曲率半径为50.8mm，在压条长度1/3及2/3位置分别有一个螺口。该螺口由两部分组成，一部分为直径为8mm，边长为15mm的凹面空心圆柱体，一部分为直径为5mm，边长为5mm的带螺纹空心圆柱。
稳定度实验用下压条4的长度为80mm，宽度为12.7mm，边缘高度为15mm，内侧曲率半径为50.8mm，在压条长度1/3及2/3位置分别有一个螺口。该螺口由两部分组成，一部分为直径为8mm，边长为10mm的凹面空心圆柱体，一部分为直径为5mm深度为5mm的带螺纹空心圆柱。
冻融劈裂强度试验用下压条6长度为80mm，宽度为12.7mm，边缘高度为25mm，内侧曲率半径为50.8mm，在压条长度1/3及2/3位置分别有一个螺口。该螺口由两部分组成，一部分为直径为8mm，边长为20mm的凹面空心圆柱体，一部分为直径为5mm深度为5mm的带螺纹空心圆柱。
本实用新型的具体使用步骤如下：
1、进行马歇尔稳定度实验前，用固定螺栓8将稳定度实验用上压条3和稳定度实验用下压条4分别与上、下压头1、2连接。
2、将试件和夹具水浴保温30min后，夹具放置于稳定度仪上，打开支撑铰链7，将上压头1撑起。
3、从水浴箱取出试件后放于下压头2上，放置中可参考下压头2上的弧形凹槽9进行快速对中。
4、试件放置好收起支撑铰链7，上压头1压于试件上，开启稳定度仪进行实验。
5、加载结束后，记录荷载、流值数据。撑起支撑铰链，将实验后的试件取出。进行下一个试件的测试，重复3～5的步骤。
6、进行冻融劈裂强度试验与马歇尔稳定度实验步骤基本相同，主要的区别在于在步骤1中，用固定螺栓8将冻融劈裂强度试验用上压条5和冻融劈裂强度试验用下压条6分别与上下压头1、2连接。
Claims (9)
1.一种用于快速测试马歇尔稳定度及冻融劈裂强度的多功能夹具，其特征在于，其中，包括上压头、下压头、稳定度实验用上压条、稳定度实验用下压条、冻融劈裂强度实验用上压条和冻融劈裂强度实验用下压条；其中，上压头和下压头的弧面中部均设有一条形凹槽；条形凹槽的长度方向垂直于纸面方向；上压头的条形凹槽用于放置稳定度实验用上压条或者冻融劈裂强度实验用上压条；下压头的条形凹槽用于放置稳定度实验用下压条或冻融劈裂强度实验用下压条；所述稳定度实验用上压条、稳定度实验用下压条的厚度均与条形凹槽深度相等，冻融劈裂强度实验用上压条、冻融劈裂强度实验用下压条的厚度大于条形凹槽深度。
2.如权利要求1所述的用于快速测试马歇尔稳定度及冻融劈裂强度的多功能夹具，其特征在于，所述条形凹槽长度的1/3及2/3位置处分别设有一螺口。
3.如权利要求2所述的用于快速测试马歇尔稳定度及冻融劈裂强度的多功能夹具，其特征在于，所述条形凹槽的宽度为12.8mm，边缘深度为15mm；所述螺口的直径为5mm、深度为8mm。
4.如权利要求1-3任一所述的用于快速测试马歇尔稳定度及冻融劈裂强度的多功能夹具，其特征在于，所述上压头和下压头通过两个支撑铰链相连接；支撑铰链用于在放置试件时撑起上压头。
5.如权利要求4所述的用于快速测试马歇尔稳定度及冻融劈裂强度的多功能夹具，其特征在于，所述支撑铰链的长度为30mm，撑起后高度为40mm。
6.如权利要求4所述的用于快速测试马歇尔稳定度及冻融劈裂强度的多功能夹具，其特征在于，所述下压头的弧面的两侧边缘分别加工一弧形凹槽。
7.如权利要求6所述的用于快速测试马歇尔稳定度及冻融劈裂强度的多功能夹具，其特征在于，所述弧形凹槽的深度为1mm；弧形凹槽距离下压头的弧面的中心点32mm。
8.如权利要求1所述的用于快速测试马歇尔稳定度及冻融劈裂强度的多功能夹具，其特征在于，所述稳定度实验用上压条的长度为80mm，宽度为12.7mm，边缘高度为15mm，内侧曲率半径为50.8mm；所述稳定度实验用下压条的长度为80mm，宽度为12.7mm，边缘高度为15mm，内侧曲率半径为50.8mm。
9.如权利要求1所述的用于快速测试马歇尔稳定度及冻融劈裂强度的多功能夹具，其特征在于，所述冻融劈裂强度实验用上压条的长度为80mm，宽度为12.7mm，边缘高度为25mm，内侧曲率半径为50.8mm；所述冻融劈裂强度试验用下压条长度为80mm，宽度为12.7mm，边缘高度为25mm，内侧曲率半径为50.8mm。
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| CN109765094A (zh) * | 2019-01-17 | 2019-05-17 | 安徽建筑大学 | 一种沥青混合料试件劈裂后自愈合自收集夹具的使用方法 |
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Inventor after: Zhang Haiwei Inventor after: Pang Yuan Inventor after: Hao Peiwen Inventor before: Pang Yuan Inventor before: Hao Peiwen |
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| COR | Change of bibliographic data | ||
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