CN206671165U - 一种多剪切角度层间粘结性能测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于道路工程领域，并公开了一种多剪切角度层间粘结性能测试装置，包括沥青混合料万能试验机和多剪切角度测试夹具，所述沥青混合料万能试验机包括试验机主体及共同设置在所述试验机主体上的位移传感器、环境箱、移动横梁、压力传感器和数据采集仪；所述多剪切角度测试夹具位于所述环境箱内，其包括上下设置的两个夹具；其中一个夹具的所述支承座固定安装在所述压力传感器的下端，另一个夹具的所述支承座固定安装在所述环境箱的内底面。本实用新型能快速测定制备试件和路面现场取芯试件的层间粘结性能，从而为路面结构层间粘结性能的判断和失效预测提供分析和评价依据。
Description
技术领域
本实用新型属于道路工程领域，更具体地，涉及一种多剪切角度层间粘结性能测试装置。
背景技术
目前，我国高速公路建设进入大规模高速发展的辉煌时期。在经历了以建为主和建养并重的两个阶段后，大量高等级公路现已进入需要维护和改建的阶段，常见的与层间粘结相关的路面病害包括拥包、新月形或马蹄形开裂和坑槽，严重地影响了路面行车安全。究其原因，主要是粘结层失效，导致层间剥离和滑移引起的。
国内外已经认识到了沥青路面层间粘结的重要性，层间粘结强度直接影响路面的使用性能和服务寿命。同时，公路沥青路面设计规范(JTG D50-2006)虽然对沥青加铺层与现有旧路面间的层间结合做了要求，以实现沥青加铺层与现有路面的良好结合，避免早期病害的出现，但规范着重强调加铺层的结构设计，而加铺层结构设计能有效实现其设计使用寿命的基本前提是良好的层间粘结。目前施工规范中也缺乏具体的控制层间粘结强度的指标，缺乏对层间粘结定量评价方法的相关说明。而现有研究集中采用直剪、拉拔和扭转剪切试验，以最大抗剪强度作为评价指标，不能充分反映路面层间拉剪组合的实际受力状态。
实用新型内容
针对现有技术的以上层间粘结评价试验的不足或改进需求，本实用新型提供了一种多剪切角度层间粘结性能测试装置，能快速测定制备试件和路面现场取芯试件的层间粘结性能。
为实现上述目的，按照本实用新型，提供了一种多剪切角度层间粘结性能测试装置，其特征在于，包括沥青混合料万能试验机和多剪切角度测试夹具，其中，
所述沥青混合料万能试验机包括试验机主体及共同设置在所述试验机主体上的位移传感器、环境箱、移动横梁、压力传感器和数据采集仪，所述位移传感器位于所述环境箱和所述移动横梁之间，所述压力传感器的顶端固定安装在所述移动横梁上并且下端伸入所述环境箱内；所述数据采集仪分别与所述位移传感器和所述压力传感器连接；
所述多剪切角度测试夹具位于所述环境箱内，其包括上下设置的两个夹具，每个所述夹具均包括支承座、角度齿块和角度固定插销，所述支承座上设置有圆弧面和设置在所述圆弧面上的弧形导向凸台，所述角度齿块包括主体块和设置在所述主体块上的弧形齿部，所述主体块上设置有与所述弧形导向凸台配合的弧形导向滑槽，所述弧形导向凸台伸入所述弧形导向滑槽内，以用于对所述角度齿块的移动进行导向，所述圆弧面、弧形齿部、弧形凸台和弧形导向滑槽的弧度一致，所述角度固定插销插入所述支承座内，以用于伸入所述弧形齿部的齿间隙处对所述角度齿块定位，所述主体块上还设置有用于容纳试件的容纳孔；
此外，其中一个夹具的所述支承座固定安装在所述压力传感器的下端，另一个夹具的所述支承座固定安装在所述环境箱的内底面。
作为本实用新型的进一步改进，所述位移传感器为LVDT位移传感器。
作为本实用新型的进一步改进，还包括设置在所述容纳孔处的调整垫片，以适应不同的试件长度。
作为本实用新型的进一步改进，两个所述角度齿块之间存在间隙。
总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
本实用新型通过采用沥青混合料万能试验机的移动横梁向下移动压溃试件，再通过位移传感器和压力传感器分别测得移动横梁的位移和施加在试件上的力，能快速测定制备试件和路面现场取芯试件的层间粘结性能，能通过变换多剪切角度夹具的角度，选择符合路面结构层间实际受力状况的剪切角度，从而为路面结构层间粘结性能的判断和失效预测提供分析和评价依据。
附图说明
图1是测试装置组合的平面示意图；
图2是上支承座的示意图；
图3是上夹具的示意图；
图4是下夹具的示意图；
图5是下支承座的示意图；
图6是角度定位板的示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
参照图1～图6，一种多剪切角度层间粘结性能测试装置，包括沥青混合料万能试验机1和多剪切角度测试夹具7，其中，
所述沥青混合料万能试验机1包括试验机主体及共同设置在所述试验机主体上的位移传感器2、环境箱6、移动横梁、压力传感器3和数据采集仪4，所述位移传感器2位于所述环境箱6和所述移动横梁之间，所述压力传感器3的顶端固定安装在所述移动横梁上并且下端伸入所述环境箱6内；所述数据采集仪4分别与所述位移传感器2和所述压力传感器3连接；所述位移传感器2包括固定外壳及可移动铁芯，所述固定外壳优选通过固定底座5固定连接在所述环境箱6的顶部，所述可移动铁芯固定安装在移动横梁上；
所述多剪切角度测试夹具7位于所述环境箱6内，其包括上夹具和下夹具，所述上夹具包括上支承座、上角度齿块和角度固定插销17，所述上支承座固定安装在所述压力传感器3的下端并且所述上支承座的下端设置有上圆弧面和上弧形导向凸台10，所述上角度齿块包括上主体块和设置在所述上主体块上的上弧形齿部，所述上主体块上设置有与所述上弧形导向凸台10配合的上弧形导向滑槽，所述上弧形导向凸台10伸入所述上弧形导向滑槽内，从而将所述上角度齿块悬挂在所述上支承座上，所述上圆弧面、弧形齿部、上弧形导向凸台10和上弧形导向滑槽的弧度一致，所述角度固定插销17从所述上支承座的上角度固定孔9处插入所述上支承座内，以伸入上角度齿轮11的齿间隙处对所述上角度齿轮11定位；所述上主体块上还设置有用于容纳试件8的上容纳孔12；类似地，所述下夹具包括下支承座、下角度齿块和下角度固定插销17，所述下支承座固定安装在所述环境箱6的内底面上并且所述下支承座的上端设置有下圆弧面和下弧形导向凸台16，所述下角度齿块包括下主体块和设置在所述下主体块上的下弧形齿部，所述下主体块上设置有与所述下弧形导向凸台16配合的下弧形导向滑槽，所述下圆弧面、下弧形齿部、下弧形导向凸台16和下弧形导向滑槽的弧度一致，所述下角度固定插销17从所述下支承座的下角度固定孔15处插入所述下支承座内，以伸入下角度齿轮13的齿间隙处对所述下角度齿轮13定位；所述下主体块上还设置有用于容纳试件8的下容纳孔14；试件8放入上容纳孔12和下容纳孔14内，移动横梁向下施加压力时，上夹具的上主体块和下夹具的下主体块可以共同配合对试件8施加剪切力。本实用新型中测试的试件8为圆柱形的两层材料，可以为路面截取的两层，譬如可以上层是沥青，下层是混凝土，两层之间具有分界线。
进一步，所述位移传感器2为LVDT位移传感器2。
进一步，还包括设置在所述容纳孔处的调整垫片，以适应不同的试件8的长度，这样可以防止试件8的晃动，也可以调整试件8的高度。
进一步，两个所述角度齿块之间存在10mm以上的间隙，这样在测试的时候试件8的分界线可以位于间隙处，便于观察。
本实用新型的多剪切角度测试夹具7的剪切角度可调范围为5°至90°，最小调节单位角度为5°；环境箱6的温度范围为-30至60摄氏度，空间以能容纳多角度剪切夹具和测试件8且有足够的操作空间为准，在测试过程中能保持环境箱6内的温度为目标温度±0.5摄氏度；沥青混合料万能试验机1加载速度可调；位移传感器2通过底座固定在环境箱6的顶部，测量试件8破坏过程中的竖向位移；分别与沥青材料万能试验机压力传感器3和线性差动位移传感器2相连的数据采集仪4。
多剪切角度的实现是依靠协同调节角度齿轮在支承座上的摆放角度，并用角度固定插销17分别插入上支承座和下支承座的角度固定孔进行固定。上夹具和下夹具中预留给试件8的尺寸为调整垫片可增强夹具对不同厚度试件8的适应性，保障试件8的分界线位于上夹具和下夹具的间隙处。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种多剪切角度层间粘结性能测试装置，其特征在于，包括沥青混合料万能试验机和多剪切角度测试夹具，其中，
所述沥青混合料万能试验机包括试验机主体及共同设置在所述试验机主体上的位移传感器、环境箱、移动横梁、压力传感器和数据采集仪，所述位移传感器位于所述环境箱和所述移动横梁之间，所述压力传感器的顶端固定安装在所述移动横梁上并且下端伸入所述环境箱内；所述数据采集仪分别与所述位移传感器和所述压力传感器连接；
所述多剪切角度测试夹具位于所述环境箱内，其包括上下设置的两个夹具，每个所述夹具均包括支承座、角度齿块和角度固定插销，所述支承座上设置有圆弧面和设置在所述圆弧面上的弧形导向凸台，所述角度齿块包括主体块和设置在所述主体块上的弧形齿部，所述主体块上设置有与所述弧形导向凸台配合的弧形导向滑槽，所述弧形导向凸台伸入所述弧形导向滑槽内，以用于对所述角度齿块的移动进行导向，所述圆弧面、弧形齿部、弧形凸台和弧形导向滑槽的弧度一致，所述角度固定插销插入所述支承座内，以用于伸入所述弧形齿部的齿间隙处对所述角度齿块定位，所述主体块上还设置有用于容纳试件的容纳孔；
此外，其中一个夹具的所述支承座固定安装在所述压力传感器的下端，另一个夹具的所述支承座固定安装在所述环境箱的内底面。
2.根据权利要求1所述的一种多剪切角度层间粘结性能测试装置，其特征在于，所述位移传感器为LVDT位移传感器。
3.根据权利要求1所述的一种多剪切角度层间粘结性能测试装置，其特征在于，还包括设置在所述容纳孔处的调整垫片，以适应不同的试件长度。
4.根据权利要求1所述的一种多剪切角度层间粘结性能测试装置，其特征在于，两个所述角度齿块之间存在间隙。
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