CN214953434U - 一种多参数的沥青混合料试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多参数的沥青混合料试验装置，包括机电控制箱，机电控制箱上设有一试验室，试验室顶部通过立柱安装一横梁；所述试验室内底部设有一模具放置平台，模具放置平台上设有可拆卸试验模具，所述模具放置平台正上方的试验室顶部设有一受力压头，受力压头上端穿过试验室顶部并连接一压力检测传感器，压力检测传感器上端固定于横梁中部，所述可拆卸试验模具底部固定在模具放置平台，可拆卸试验模具顶部连接于受力压头。本实用新型将多种试验的方法集于一身，只需一个仪器机架和机身，更换不同的试验模具，需要时也可更换合适的压力传感器或位移传感器，设置不同的试验温度等，能实现一台仪器完成多种参数检测的目的。

Description

一种多参数的沥青混合料试验装置

技术领域

本实用新型涉及试验装置，尤其涉及一种多参数的沥青混合料试验装置。

背景技术

公路建设工程中沥青混合料施加压力条件下的试验，是沥青混合料设计和施工控制的一种重要的试验方法。随着国家公路建设的不断发展，中华人民共和国交通运输部陆续发布了沥青混合料施加压力条件下的多种参数的试验方法和标准。

对应于各种沥青混合料压力的试验方法和标准，各相关单位和企业陆续研制生产了与各试验标准相对应的试验仪器。但是，由于试验标准发布的时间有先有后，试样规格各不相同，试验方法各具差异，所以试验仪器往往只具有单一参数的试验功能，造成了一种试验标准就有一种对应仪器的现象。

分析沥青混合料压力试验的方法和标准，对沥青混合料试样的多种试验，在试验方法上有一定的共性，如：压力的检测，位移量的检测，突变点的检测，等等；但也有各自的个性，如：试样的形状、规格不一样，试验时的温度要求不一样，等等。

进一步的分析，这些对沥青混合料的压力试验，都需要一种对试样施加压力的装置，都需要有检测试样在施加压力过程中变形位移的情况。因此，对沥青混合料试样的多种试验可以具有共用的仪器机架，需要有压力检测的装置，位移检测的装置，等等。

目前，同类型的仪器大多采用一种试验仪器对应一种试验方法、检测一种试验参数、功能相对单一的形式，不足在于：1、每一种试验仪器只对应一种试验方法，导致了仪器功能单一、仪器品种多的问题。2、沥青混合料生产、施工单位为了满足各种沥青混合料施加压力情况下参数的检测，就需要购买多种不同的仪器，用户一方面需要付出较多的采购资金，另一方面也占用了较多的实验室场地。3、这种局面的产生，需要耗费更多的金属材料、更多的元器件，增加仪器制造的材料成本和人工成本，不符合节能减排的国家政策。因此，研发一种多参数的沥青混合料试验装置，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型是为了解决上述不足，提供了一种多参数的沥青混合料试验装置。该装置将多种试验的方法集于一身，只需一个仪器机架和机身，更换不同的试验模具，需要时也可更换合适的压力传感器或位移传感器，设置不同的试验温度等，再结合采用不同参数检测的分析软件，就能实现一台仪器完成多种参数检测的目的，减少仪器的品种，可使制造端节约材料，节约能源，节约劳动力；也可使用户端方便选型，减少采购成本，节省仪器放置场地。

本实用新型的上述目的通过以下的技术方案来实现：一种多参数的沥青混合料试验装置，包括机电控制箱，机电控制箱上设有一试验室，试验室顶部通过立柱安装一横梁；所述试验室内底部设有一模具放置平台，模具放置平台上设有可拆卸试验模具，所述模具放置平台正上方的试验室顶部设有一受力压头，受力压头上端穿过试验室顶部并连接一压力检测传感器，压力检测传感器上端固定于横梁中部，所述可拆卸试验模具底部固定在模具放置平台，可拆卸试验模具顶部连接于受力压头。

进一步地，所述可拆卸试验模具包括沥青混合料马歇尔稳定度/冻融劈裂试验模具、圆柱体法沥青混合料单轴压缩试验模具、棱柱体法沥青混合料单轴压缩试验模具、沥青混合料弯曲试验模具和沥青混合料劈裂试验模具。

进一步地，所述试验室顶部安装有第一位移传感器、温度传感器和第二位移传感器。

进一步地，所述机电控制箱中设有电气控制箱，电气控制箱正面设有控制面板。

本实用新型通过在通用、密封、多功能、温度可调的封闭式试验室内更换不同的试验模具(需要时可更换压力传感器，位移传感器，设置试验室的温度)，即可实现沥青混合料多参数试验的目的。

装配时，各参数试验模具的外部特性需要一定的设计要求：

(1)模具的底部均可平稳地放置于模具放置平台上；

(2)模具的下运动压头、或下压条，均可接触到第一位移传感器和第二位移传感器，以检测试样底部的垂直位移变化量；

(3)模具放置平台的上升，可将试样的受力情况传递给受力压头，进而再传递到压力检测传感器。

本实用新型将多种试验的方法集于一身，只需一个仪器机架和机身，更换不同的试验模具，需要时也可更换合适的压力传感器或位移传感器，设置不同的试验温度等，再结合采用不同参数检测的分析软件，就能实现一台仪器完成多种参数检测的目的，减少仪器的品种，可使制造端节约材料，节约能源，节约劳动力；也可使用户端方便选型，减少采购成本，节省仪器放置场地。

本实用新型与现有技术相比的优点是：

1、模具设计的外部特性相似或一致，具有更换模具快捷方便的优势：本实用新型的5种试验模具的外部特性设计相似或一致，不同参数的试验更换相对应的模具，原模具卸下快捷，新模具安装方便，具有更换模具快捷方便的优势。

2、一台仪器即可实现多参数的沥青混合料试验，仪器的性价比高：本实用新型采用了一个机身和机架，采用5种试验模具，再结合相应的控制电路和控制软件，即可实现6种沥青混合料参数的试验和检测，较原来一种参数需要一种对应仪器的情况，总体价格可以大大降低，具有性价比高的优势。

3、故障模具检修方便的优势：本实用新型的各种模具均独立设计，且自成系统，一旦发生故障可方便地将故障模具从本实用新型的试验室取出检修，且与其它模具无相关性，具有故障模具检修方便的优势。

4、节约材料、节省人工、降低制造成本的优势：本实用新型采用了一个机身和机架，采用5种试验模具，再结合相应的控制电路和控制软件，即可实现6种沥青混合料参数的试验和检测，较原来一种参数需要一种对应仪器的情况，节约了机身机架的制造量和各零部件的加工量，同时也节约了控制电器的使用数量，仪器装配调试的工作量也大大地压缩，等。因此，具有节约材料、节省人工、降低制造成本的优势。

5、仪器占地减少，具有用户节省实验室使用面积的优势：本实用新型使原本需要采购5台至6台仪器才能完成的沥青混合料多种参数的试验，变成了只需一台仪器即可完成相应的多种参数的试验，使仪器的数量归一，仪器的占地大幅度减少，具有使用单位节约仪器占地、节省实验室使用面积的优势。

附图说明

图1是本实用新型未安装试验模具的结构示意图。

图2是本实用新型中沥青混合料马歇尔稳定度试验模具的装配结构示意图。

图3是本实用新型中圆柱体法沥青混合料单轴压缩试验模具的装配结构示意图。

图4是本实用新型中棱柱体法沥青混合料单轴压缩试验模具的装配结构示意图。

图5是本实用新型中沥青混合料弯曲试验模具的装配结构示意图。

图6是图5的侧视图。

图7是本实用新型中沥青混合料劈裂试验模具的装配结构示意图。

图8是本实用新型安装有试验模具的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步详述。

如图1所示，一种多参数的沥青混合料试验装置，包括机电控制箱13，机电控制箱13上设有一试验室1，试验室1顶部通过立柱2安装一横梁3；所述试验室1内底部设有一模具放置平台8，模具放置平台8上设有可拆卸试验模具10(以虚线框替代)，所述模具放置平台8正上方的试验室1顶部设有一受力压头7，受力压头7上端穿过试验室1顶部并连接一压力检测传感器6，压力检测传感器6上端固定于横梁3中部，所述可拆卸试验模具10底部固定在模具放置平台8，可拆卸试验模具10顶部连接于受力压头7。

进一步地，所述可拆卸试验模具10包括沥青混合料马歇尔稳定度/冻融劈裂试验模具、圆柱体法沥青混合料单轴压缩试验模具、棱柱体法沥青混合料单轴压缩试验模具、沥青混合料弯曲试验模具和沥青混合料劈裂试验模具。

进一步地，所述试验室1顶部安装有第一位移传感器4、温度传感器5和第二位移传感器9。

进一步地，所述机电控制箱13中设有电气控制箱11，电气控制箱11正面设有控制面板12。

本实用新型是基于图1所示的基本形式，通过在通用、密封、多功能、温度可调的封闭式试验室1内更换不同的试验模具(需要时可更换压力传感器，位移传感器，设置试验室的温度)，即可实现沥青混合料多参数试验的目的。

装配时，各参数试验模具的外部特性需要一定的设计要求：

(1)模具的底部均可平稳地放置于图1所示的模具放置平台8上；

(2)模具的下运动压头、或下压条，均可接触到图1所示的第一位移传感器4和第二位移传感器9，以检测试样底部的垂直位移变化量；

(3)在图1所示中，模具放置平台8的上升，可将试样的受力情况传递给图1所示的受力压头7，进而再传递到压力检测传感器6。

鉴于上述要求，本实用新型设计有5种试验模具，通过在图1所示的试验室1中，更换不同的试验模具，实现沥青混合料如下6种参数的试验：

(1)沥青混合料马歇尔稳定度试验——检测沥青混合料的配合比设计或检验沥青路面的施工质量；

(2)沥青混合料单轴压缩(圆柱体法)——检测热拌沥青混合料的抗压回弹模量和抗压强度；

(3)沥青混合料单轴压缩试验(棱柱体法)——检测热拌沥青混合料在规定温度及加载速率时受压破坏时的力学特性；

(4)沥青混合料弯曲试验——检测热拌沥青混合料在规定温度及加载速率时劈裂破坏的力学特性；

(5)沥青混合料劈裂试验——检测沥青混合料在规定温度及加载速率时劈裂破坏或处于弹性阶段的力学特性；

(6)沥青混合料冻融劈裂试验——检测沥青混合料在受到水损害前后劈裂破坏的强度比。

根据各试验方法标准的要求，本实用新型相关的试验模具分述如下：

(1)沥青混合料马歇尔稳定度试验模具(见图2所示)。

在图2中：

试验室1：是本实用新型通用、多功能、密封的试验室。

位移传感器2、位移传感器7：检测试样11底部的位移量，两者的触点接触到下压头9的平坦处。

导轨3、导轨6：导轨的底部固定在下压头9上，上压头8被限制在此两根导轨中上下运动。

受力压头4：即图1中的受力压头7，与压力接口5连接。

压力接口5：与受力压头4连接。

上压头8：是马歇尔稳定度试验模具中的上压头。

下压头9：是马歇尔稳定度试验模具中的下压头。

模具放置平台10：即图1中的模具放置平台8。

试样11：沥青混合料马歇尔稳定度试样，规格是Φ101.6mm×高63.5mm的圆柱体。

(2)沥青混合料单轴压缩试验模具——圆柱体法(见图3所示)。

在图3中：

试验室1：是本实用新型通用、多功能、密封的试验室。

位移传感器2、位移传感器7：检测试样11底部的位移量，两者的触点接触到下压条12的平坦处。

导轨3、导轨6：导轨的底部固定在下压条12上，上压条8被限制在此两根导轨中上下运动。

受力压头4：即图1中的受力压头7，与压力接口5连接。

压力接口5：与受力压头4连接。

上压条8：是单轴压缩试验模具(圆柱体法)的上压条。

试样压头9：直接作用在试样的上端，将试样试验压力传递给受力压头4。

模具放置平台10：即图1中的模具放置平台8。

试样11：沥青混合料圆柱体法单轴压缩试样，规格是Φ100mm×高100mm的圆柱体。

下压条12：是单轴压缩试验模具(圆柱体法)的下压条。

(3)沥青混合料单轴压缩试验模具——棱柱体法(见图4所示)。

在图4中：

试验室1：是本实用新型通用、多功能、密封的试验室。

位移传感器2、位移传感器7：检测试样11底部的位移量，两者的触点接触到下压条12的平坦处。

导轨3、导轨6：导轨的底部固定在下压条12上，上压条被限制在此两根导轨中上下运动。

受力压头4：即图1中的受力压头7，与压力接口5连接。

压力接口5：与受力压头4连接。

上压条8：是单轴压缩试验模具(棱柱体法)的上压条。

试样压头9：直接作用在试样11的上端，将试样11试验压力传递给受力压头4。

模具放置平台10：即图1中的模具放置平台8。

试样11：沥青混合料棱柱体法单轴压缩试样，规格是长40mm×宽40mm×高80mm的棱柱体。

下压条12：是单轴压缩试验模具(棱柱体法)的下压条。

(4)沥青混合料弯曲试验模具(见图5、图6所示)。

在图5中：

试验室1：是本实用新型通用、多功能、密封的试验室。

导轨2、导轨5：导轨的底部固定在下压条6上，上压条被限制在此两根导轨中上下运动。

受力压头3：即图1中的受力压头6，与压力接口4连接。

压力接口4：与受力压头3连接。

下压条6：是弯曲试验模具的下压条。

上压条7：是弯曲试验模具的上压条。

模具放置平台8：即图1中的模具放置平台8。

试样弯曲支点9：共两个，位于试样10的两端头处，将试样10的两端置于两个试样弯曲支点9上，使试样悬空。

试样10：沥青混合料弯曲试验的试样，规格是长250mm×宽30mm×高35mm的长方体。

试样弯曲压力点11：位于试样10上方的中点位置。

图6是图5的侧视图，图6中的序号9、10、11，与图5中的序号9、10、11对应。

(5)沥青混合料劈裂试验模具(见图7所示)。

在图7中：

试验室1：是本实用新型通用、多功能、密封的试验室。

位移传感器2、位移传感器7：检测试样12底部的位移量，两者的触点接触到下压条11的平坦处。

导轨3、导轨6：导轨的底部固定在下压条11上，上压条被限制在此两根导轨中上下运动。

受力压头4：即图1中的受力接头7，与压力接口5连接。

压力接口5：与受力压头4连接。

上压条8：是劈裂试验模具的上压条。

试样压头9：直接作用在试样12的上端，将试样12的试验压力传递给受力压头4。

模具放置平台10：即图1中的模具放置平台8。

下压条11：是劈裂试验模具的上压条。

试样12：沥青混合料劈裂试试样，规格是Φ101.6mm×高63.5mm的圆柱体。

(6)沥青混合料冻融劈裂试验。

与“⑴沥青混合料马歇尔稳定度试验”共用一副模具，见图2所示。

本实用新型的实例见图8所示。这是一台公路建设中沥青混合料的多功能试验仪器(以下称多功能试验器)，其试验方法符合中华人民共和国行业标准JTG E20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》的如下标准：

⑴T 0709《沥青混合料马歇尔稳定度试验》

⑵T 0713《沥青混合料单轴压缩试验(圆柱体法)》

⑶T 0714《沥青混合料单轴压缩试验(棱柱体法)》

⑷T 0715《沥青混合料弯曲试验》

⑸T 0716《沥青混合料劈裂试验》

⑹T 0729《沥青混合料冻融劈裂试验》

图8所示是以沥青混合料马歇尔稳定度试验为例，图8中：

1、试验室1：是按上述序号⑴-⑹所叙的试验方法要求放置对应的试验模具、进而在模具中放置试样的空间。试验室1是本实用新型的通用、密封、多功能、温度可调的封闭式试验室，更换不同的试验模具，即可对沥青混合料的不同试样做相应的试验。试验时，试验室1正面是用密封门关闭的。其具有按试验要求控制温度的功能，且试验时可关闭的试验室1的保温、密封门，以确保试验所需的温度要求。

2、立柱2：左右各一件，用于固定、安装相关零部件。

3、横梁3：用于固定立柱2和安装压力检测传感器6等。

4、第一位移传感器4：安装于左侧，试样受压试验时用于检测试样底部位移量，触点位于下压头左侧的平坦处。

5、温度传感器5：用于检测试验室1内的温度。

6、压力检测传感器6：用于检测试样受到的压力值。

7、受力压头7：与压力传感器6连接，接收并传导试验压力至压力检测传感器6。

8、模具放置平台8：圆盘型结构，马歇尔稳定度试验模具的底部放置于该平台。

9、第二位移传感器9：安装于右侧，试样受压试验时用于检测试样底部的位移量，触点位于下压头右侧的平坦处。试验时取第一位移传感器4的检测量和第二位移传感器9的检测量的平均值作为试样底部变形的位移量。

10、试验模具10：虚线框内是本实例的例——沥青混合料马歇尔稳定度试验的模具和试样，马歇尔稳定度模具和试样详见图2所示。

11、电气控制箱11：内置各控制电路的电路板、电器器件、组件等，用于在仪器控制面板的控制下，完成试验的相关操作。

12、控制面板12：是本仪器的控制、操作面板。就本实用新型而言，主要完成试验室1的温度设置，温度修正，温度控制，温度实时显示；试验参数对应的试验方法的选择；试验的开始、停止、暂停的控制，等等。

13、机电控制箱13：内置控制模具放置平台8升降的电机，控制试验室1温度所需的制冷压缩机组，等等。

本实例的工作过程如下：

S1：将多功能试验器放置于牢固、平整的地坪上。

S2：按要求连接好多功能试验器的工作电源。

S3：在试验室1中，按试验要求安装、放置好试验模具10(本实例中是马歇尔稳定度试验模具)。

S4：在试验模具10中，放置好按试验规范要求已经处理过了的沥青混合料试样。

S5：在控制面板12中，设置好马歇尔稳定度试验所需的温度值，并开启控温。

S6、当试验室1温度到达并稳定在设置温度点后，在控制面板12中的试验方法选项中，选择马歇尔稳定度试验方法，并开启试验。

S7、而后，仪器自动开始试验，机电控制箱13内的升降电机工作，模具放置平台8上升。

S8、当按马歇尔稳定度的试验规范要求，试验模具10中的试样因模具放置平台8的上升，受上下压头的挤压而破裂，这时，仪器自动检测到试样所受到的最大压力值、试样破裂点的试样底部位移量等数据，经仪器控制电路和分析软件处理，自动完成数据检测、信号传输、结果计算等，从而获得本次沥青混合料试样的马歇尔稳定度参数的试验和检测。

上述工作过程，即完成了一次被测试样的马歇尔稳定度参数的试验和检测。

在本实例中，若更换不同的模具，即可完成不同模具所能完成的、被测沥青混合料试样的相应试验方法的试验和检测。

本实例可满足本实用新型所述的沥青混合料的6种参数试验和检测的要求，实现一台仪器、多参数沥青混合料试验的目的。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种多参数的沥青混合料试验装置，其特征在于：包括机电控制箱，机电控制箱上设有一试验室，试验室顶部通过立柱安装一横梁；所述试验室内底部设有一模具放置平台，模具放置平台上设有可拆卸试验模具，所述模具放置平台正上方的试验室顶部设有一受力压头，受力压头上端穿过试验室顶部并连接一压力检测传感器，压力检测传感器上端固定于横梁中部，所述可拆卸试验模具底部固定在模具放置平台，可拆卸试验模具顶部连接于受力压头。

2.根据权利要求1所述的一种多参数的沥青混合料试验装置，其特征在于：所述可拆卸试验模具包括沥青混合料马歇尔稳定度/冻融劈裂试验模具、圆柱体法沥青混合料单轴压缩试验模具、棱柱体法沥青混合料单轴压缩试验模具、沥青混合料弯曲试验模具和沥青混合料劈裂试验模具。

3.根据权利要求1所述的一种多参数的沥青混合料试验装置，其特征在于：所述试验室顶部安装有第一位移传感器、温度传感器和第二位移传感器。

4.根据权利要求1所述的一种多参数的沥青混合料试验装置，其特征在于：所述机电控制箱中设有电气控制箱，电气控制箱正面设有控制面板。

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