CN217006918U - 一种装配式沥青层间粘结强度拉伸夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种装配式沥青层间粘结强度拉伸夹具，包括用于连接试验机的上夹具单元和下夹具单元、用于固定试件的拉伸板单元，上夹具单元和下夹具单元将拉力传递给拉伸板，所述试件的下端中心粘结拉头，拉头穿过拉伸板单元的第二拉板的中心孔，拉头下端可拆卸连接有球头拉杆，球头拉杆的球头部分伸出球头拉板，球头拉板上设置进出轨道，球头拉杆的中部杆件部分能沿球头拉板的进出轨道前后移动，且能卡嵌在球头拉板的中央；球头拉板的下端固定连接下接头，下接头用于与试验机连接。该拉伸夹具加工方便、结构简单、拆装简易、成本低廉，可直接在MTS电子万能试验机上进行操作。

Description

一种装配式沥青层间粘结强度拉伸夹具

技术领域

本实用新型涉及一种用于粘结强度检测试验的拉伸夹具，用于沥青强度检测领域，具体涉及一种装配式沥青层间粘结强度拉伸夹具。

背景技术

研究沥青层间粘结强度对于沥青路面设计来说有着至关重要的意义。目前我国沥青路面设计方法建立在弹性层状理论体系之上，即假设沥青路面各层间的粘结是完全连续的。但是由于粘结材料因素、环境因素或施工不规范的原因，层间粘结无法达到模型假设的完全连续状态，从而导致层间粘结强度不够，影响路面结构的整体性，大大降低道路使用寿命。

当前，我国现行规范并未给出统一的、标准的沥青层间粘结强度测试仪器装置。公告号为CN108240965A的中国实用新型专利，公开了“一种沥青路面层间粘结强度检测装置及其检测方法”，其通过一台主要包括台座、气压加载装置、水平反力架等构件的仪器对沥青层间粘结强度进行检测。这种仪器存在着一些缺陷，该设备自身配备台座、气压加载装置等大型配件，使得仪器整体结构复杂、不便拆装、不易携带且造价较高。公告号为CN205562353U的中国实用新型专利，公开了“一种乳化沥青黏结强度检测装置”，其通过滑移槽上的两块钢板连接拉力设备进行乳化沥青黏结强度的检测，用于乳化沥青，且试件采用左右拉拔式时受力状况较差，未考虑横置测试装置摩擦力影响，用大面积的钢板固定试件、更换试件也较为费力，不便于重复操作。因此，开发一种应用广泛、结构简单、便拆便携、受力合理、易重复试验的沥青粘结强度检测设备有着重要的实际应用价值。

实用新型内容

为了克服现有沥青粘结强度检测装置笨重、复杂、昂贵、不方便更换试件的缺陷，本实用新型提供一种加工方便、结构简单、拆装简易、成本低廉的沥青粘结强度拉伸夹具，该种夹具可直接在MTS电子万能试验机上进行操作。

本实用新型解决其技术问题是所采用的下述技术方案实现的：

一种装配式沥青层间粘结强度拉伸夹具，包括用于连接试验机的上夹具单元和下夹具单元、用于固定试件的拉伸板单元，上夹具单元和下夹具单元将拉力传递给拉伸板，其特征在于：

所述试件的下端中心粘结拉头，拉头穿过拉伸板单元的第二拉板的中心孔，拉头下端可拆卸连接有球头拉杆，球头拉杆的球头部分伸出球头拉板，球头拉板上设置进出轨道，球头拉杆的中部杆件部分能沿球头拉板的进出轨道前后移动，且能卡嵌在球头拉板的中央；球头拉板的下端固定连接下接头，下接头用于与试验机连接。

所述上夹具单元包括第一转接头、第一转接头锁紧螺母、第一套鞘、第一插销、第一锁紧螺母、上接头，所述上接头包括底部圆盘和垂直于底部圆盘的中轴，上接头的底部圆盘的圆周面上设有多个螺纹孔，通过螺钉固定在拉伸板单元的第一拉板上，上接头的中轴上设有预留孔；所述第一锁紧螺母留隙旋在上接头的中轴底部；所述第一套鞘的圆柱侧面上也留有预留孔，第一套鞘下部套放在第一旋紧螺母上，套在上接头外，上接头的中轴与第一套鞘二者同轴且二者的预留孔相对应，所述第一插销穿过上接头与第一套鞘上的预留孔将两者固定；所述第一转接头底部设有螺纹，通过第一转接头锁紧螺母与第一套鞘固定连接。

所述拉伸板单元包括第一拉板、支撑杆、拉头、第二拉板、第一拉板用于与上夹具单元连接固定，第二拉板用于支撑试件，拉头用于与试件固定并与下夹具单元连接，第一拉板和第二拉板之间通过支撑杆固定在一起，形成试件放置区。

所述拉伸板单元还包括U型端插板；所述第二拉板整体为正方形，正方形的中心开U型通孔，U型通孔包括矩形孔和半圆弧孔，在矩形孔的两侧，向正方形的边缘方向延伸设有卡槽；所述U型端插板一端具有半圆弧凹槽，U型端插板为T型结构，能与第二拉板上的卡槽配合，在U型端插板固定在第二拉板的卡槽上时，第二拉板上的半圆弧孔与U型端插板端部的半圆弧凹槽能形成一个尺寸小于待测试件直径的圆孔，即U型端插板恰好嵌置在第二拉板的卡槽上；

拉头与试件的粘结层中心固定在一起，拉头的下部伸出上述的圆孔中，拉头整体呈圆柱状，圆柱的直径与第二拉板和U型端插板形成的圆孔的直径一致，圆柱的下端伸出第二拉板，且圆柱下端中心设置有螺纹孔；

所述下夹具单元包括球头拉杆、球头拉板、下接头、第二锁紧螺母、第二套鞘、第二插销、第二转接头锁紧螺母、第二转接头；所述球头拉杆的上端设有螺纹，下端为球形，上端螺纹可旋入拉头下端的螺纹孔内进行连接；所述球头拉板整体呈圆盘状，圆盘上由圆心向盘沿位置开设有U型卡槽，在U型卡槽的两侧的圆盘上设置有多个螺纹孔，U型卡槽的宽度与球头拉杆中部的杆直径相匹配，U型开槽的深度大于圆盘的半径，球头拉杆通过U型卡槽卡嵌在球头拉板中部；所述球头拉板和下接头顶部设有相同的螺纹孔，用螺钉将二者相连接；所述下接头整体为圆柱形，圆柱形的中心开设有矩形凹槽，矩形凹槽的高度大于球头拉杆穿出球头拉板后的长度，矩形凹槽的宽度大于球头拉杆下端球形的直径，矩形凹槽的深度大于球头拉板上U型卡槽的深度；下接头圆柱形的底部为一直杆接头，直杆接头下部侧面上设置预留孔，顶部固定在圆柱形底部中心，且顶部设置有螺纹；所述第二锁紧螺母旋至所述直杆接头顶部螺纹处固定；所述第二套鞘套放顶至第二旋紧螺母上，所述第二插销穿过直杆接头与第二套鞘上的预留孔将两者固定；所述第二转接头顶部设有螺纹，通过第二转接头锁紧螺母与第二套鞘固定连接。

本实用新型还可以在第二拉板中心设置中心孔，中心孔的形状及尺寸恰好能使拉头从中穿出，且拉头与第二拉板中心孔之间间隙尽可能小。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1)本实用新型夹具中下夹具单元中的球头拉杆设置球头，较传统直拉杆更易拉拔，可使拉力均匀传递至拉头上，同时也使得所述下接头与所述拉头不直接相接，便于所述拉头的安装拆卸。

2)本实用新型中所述拉头位于试件下方，采用下拉式操作，拉头与试件的贴合度较上拔式或左右拉拔式拉头更好，试件受力设计更为合理。

3)本实用新型为不包括动力设备的拉伸夹具，在很大程度上降低了成本造价，使得设备实现加工方便、结构简单、便拆便携的目的。改变了行业内测试沥青粘结强度需要购置专用仪器的现状，本申请装置可直接在MTS等常见试验机上进行操作，测量所需数据。

4)设备构件全部通过简单的螺纹固定、卡扣嵌置等方式连接，实现装配式拼装，组装、拆卸方便，单个试样检测完毕后，拉头脱离试件，将拉头和所述球头拉杆一同从所述第二拉板取下，更换拉头或者仅小面积的清理后即可进行下一次试验，很大程度上可缩短试件更换时间，提高试验效率。设置多个拉头，试验完成后，再将被污染的拉头统一清洗，以提高试验的准确性和夹具寿命。

附图说明

图1为本实用新型夹持试件的示意图；

图2为第一拉板、第二拉板及支撑杆的左示图；

图3为第一拉板7的顶示图；

图4为第二拉板9的顶示图；

图5为U型端插板22的顶示图；

图6为U型端插板22的正示图；

图7为U型端插板嵌置在第二拉板的顶示图；

图8为球头拉杆13的示意图；

图9为球头拉板14的顶示图；

图10为下接头15的顶示图；

图11为下接头15的正示图；

图中标号：1.第一转接头、2.第一转接头锁紧螺母、3.第一套鞘、4.第一插销、5.第一锁紧螺母、6.上接头、7.第一拉板、8.支撑杆、9.第二拉板、10.拉头、11.锁紧螺钉、12.表座、13.球头拉杆、14.球头拉板、15.下接头、16.第二锁紧螺母、17.第二插销、18.第二套鞘、19.第二转接头锁紧螺母、20.第二转接头、21.位移传感器、22.U型端插板。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型做进一步说明。

本实用新型装配式沥青层间粘结强度拉伸夹具，包括上夹具、拉伸板、传感器、下夹具四个单元，各单元依次相连。所述上夹具单元、下夹具单元用于连接MTS万能试验机，并将拉力传递给拉伸板。所述上夹具单元包括第一转接头1、第一转接头锁紧螺母2、第一套鞘3、第一插销4、第一锁紧螺母5、上接头6，所述上接头6包括底部圆盘和垂直于底部圆盘的中轴，上接头的底部圆盘的圆周面上设有4个螺纹孔，可通过螺钉固定在第一拉板7上，上接头的中轴上设有预留孔；所述第一锁紧螺母5留隙旋在上接头6的中轴底部，即第一锁紧螺母与上接头6之间具有间隙；所述第一套鞘3的圆柱侧面上也留有预留孔，第一套鞘3下部套放在第一旋紧螺母5上，套在上接头外，上接头的中轴与第一套鞘二者同轴且二者的预留孔相对应，所述第一插销4穿过上接头6与第一套鞘3上的预留孔将两者固定；所述第一转接头1底部设有螺纹，可通过第一转接头锁紧螺母2与第一套鞘3固定连接。

所述拉伸板单元包括第一拉板7、支撑杆8、第二拉板9、拉头10及U型端插板22，所述第一拉板7(参见图3)用于上夹具单元与拉伸板单元的连接；所述第二拉板9(参见图4)整体为正方形，具有一定厚度，正方形的中心开U型通孔，U型通孔包括矩形孔和半圆弧孔，在矩形孔的两侧，向正方形的边缘方向延伸设有卡槽，卡槽的高度约为正方形板厚的一半，卡槽的宽度与高度相当；所述U型端插板22(参见图5)一端具有半圆弧凹槽，在U型端插板固定在第二拉板的卡槽上时，第二拉板上的半圆弧孔与U型端插板端部的半圆弧凹槽能形成一个尺寸小于待测试件直径的圆孔，U型端插板的正视图(参见图6)为T型，其翼部高度与第二拉板9的卡槽深度一致，宽度与卡槽宽度一致，即U型端插板22可恰好嵌置在第二拉板9的卡槽上，为试件提供完整的盛放台，避免受力不均，同时使第二拉板9中心处呈现尺寸小于试件直径的圆孔(参见图7)，便于拉头10悬置；拉头10与试件粘结层粘牢后将试件放置于第二拉板9上，同时拉头10悬置在第二拉板9的中心圆孔处，即拉头与试件的粘结层中心固定在一起，拉头的下部伸出第二拉板9的中心圆孔中，拉头整体呈圆柱状，圆柱的直径与第二拉板和U型端插板形成的圆孔的直径一致，圆柱的下端伸出第二拉板，且圆柱下端中心设置有螺纹孔；所述第一拉板7、第二拉板9的左右两边留有孔位，所述支撑杆8两端设有螺纹，所述支撑杆8两端分别插入第一拉板7、第二拉板9的预留孔位中，并用螺母进行固定，用以连接第一拉板7和第二拉板9，形成试件置放区，并限制试件的高度。

所述传感器单元包括锁紧螺钉、表座、位移传感器，所述位移传感器21通过锁紧螺钉11及表座固定在拉头10上，用于测量记录拉头顶端的位移数据。

所述下夹具单元包括球头拉杆13、球头拉板14、下接头15、第二锁紧螺母16、第二插销17、第二套鞘18、第二转接头锁紧螺母19、第二转接头20，所述球头拉杆13(参见图8)的上端设有螺纹，下端为球形，上端螺纹可旋入拉头10下端的螺纹孔内进行连接；所述球头拉板14(参见图9)整体呈圆盘状，圆盘上由圆心向盘沿位置开设有U型卡槽，在U型卡槽的两侧的圆盘上设置有多个螺纹孔，U型卡槽的宽度与球头拉杆13中部的杆直径相匹配，U型开槽的深度大于圆盘的半径，球头拉杆13可通过U型卡槽卡嵌在球头拉板14中部，球头拉杆的球头与球头拉板的接触部分可形成球铰；所述球头拉板14和下接头15顶部设有相同的螺纹孔，可用螺钉将二者相连接；所述下接头15(参见图10-11)整体为圆柱形，圆柱形的中心开设有矩形凹槽，矩形凹槽的高度大于球头拉杆穿出球头拉板后的长度，矩形凹槽的宽度大于球头拉杆下端球形的直径，矩形凹槽的深度略大于球头拉板上U型卡槽的深度；圆柱形的底部为一直杆接头，直杆接头下部侧面上设置预留孔，顶部固定在圆柱形底部中心，且顶部设置有螺纹；所述第二锁紧螺母16旋至所述直杆接头顶部螺纹处固定；所述第二套鞘18套放顶至第二旋紧螺母16上，所述第二插销17穿过直杆接头与第二套鞘18上的预留孔将两者固定；所述第二转接头20顶部设有螺纹，可通过第二转接头锁紧螺母19与第二套鞘18固定连接。

上述中宽度指图1中左右方向，深度指垂直于纸面的方向即为图1中前后方向，高度为图1中上下方向。

本实用新型中待测试件为圆柱形等规则形状。优选试件为马歇尔试件(标准尺寸为直径101.6mm，高63.5mm)，拉头直径为6cm，拉头面积小，在拆卸后，能方便的进行清理，可回收使用，本实用新型也可以配套设置多个拉头，每次将拉头和球头拉杆拆下来后，直接通过二者之间的螺纹连接将拉头卸下，更换新的拉头进行下一次实验，缩短实验时间，提高效率。

本实用新型中设置U型端插板安装更加方便，又能保证受力均匀。本实施例中也可以不设置U型插板，直接在第二拉板中心设置中心孔，中心孔的形状及尺寸恰好能使拉头从中穿出，且拉头与第二拉板中心孔之间间隙尽可能小。

本实用新型一种实施例的装配式沥青粘结强度拉伸夹具使用方法如下：

第一步，在拉头10顶部涂抹快凝性环氧树脂等粘结剂，并快速粘结在试件粘结层(即目标层，沥青试件位于最下方的一层，如防水层、防裂层等功能层)表面，待粘结剂涂布后应养生、完全固化。之后将拉头连带试件放入恒温箱中进行恒温处理。

第二步，将上夹具单元及拉伸板单元固定在MTS万能试验机上，取出处理好的试件与拉头10，将试件放置在第二拉板9上，沿第二拉板9的卡槽插入U型端插板22，同时使拉头10悬置在第二拉板9中央圆孔处。将位移传感器21固定在拉头10上，并进行调零。再将球头拉杆13连接到拉头10底部，下夹具单元的底部同样连接到MTS万能试验机。

第三步，开启MTS万能试验机，按照适当速率进行拉拔测试。待粘结层脱离试件或粘结层连带部分沥青脱离试件时，关闭试验机，读取位移传感器显示数据作为试验结果。

第四步，将废弃试件取出，水平向前将拉头10、球头拉杆13整体从夹具中滑出，然后分离拉头10和球头拉杆13，将拉头清洗干净并重复上述步骤，开始新试件的检测。

本申请认为拉拔的是粘结层与沥青试件主体之间的力，环氧树脂等材料粘结力较大，使得拉头与粘结层间的粘结力远大于沥青试件的层间粘结力，故而认为试件拉拔破坏只有两种可能：(1)粘结层与沥青试件界面粘结强度不够，导致粘结层受拉脱离试件主体；(2)粘结层与沥青试件界面粘结强度足够，在拉拔作用下使得粘结层连带部分沥青脱离试件主体。

本实用新型未述及之处适用于现有技术。

Claims (9)

1.一种装配式沥青层间粘结强度拉伸夹具，包括用于连接试验机的上夹具单元和下夹具单元、用于固定试件的拉伸板单元，上夹具单元和下夹具单元将拉力传递给拉伸板，其特征在于：

所述试件的下端中心粘结拉头，拉头穿过拉伸板单元的第二拉板的中心孔，拉头下端可拆卸连接有球头拉杆，球头拉杆的球头部分伸出球头拉板，球头拉板上设置进出轨道，球头拉杆的中部杆件部分能沿球头拉板的进出轨道前后移动，且能卡嵌在球头拉板的中央；球头拉板的下端固定连接下接头，下接头用于与试验机连接。

2.根据权利要求1所述的拉伸夹具，其特征在于，所述上夹具单元包括第一转接头、第一转接头锁紧螺母、第一套鞘、第一插销、第一锁紧螺母、上接头，所述上接头包括底部圆盘和垂直于底部圆盘的中轴，上接头的底部圆盘的圆周面上设有多个螺纹孔，通过螺钉固定在拉伸板单元的第一拉板上，上接头的中轴上设有预留孔；所述第一锁紧螺母留隙旋在上接头的中轴底部；所述第一套鞘的圆柱侧面上也留有预留孔，第一套鞘下部套放在第一旋紧螺母上，套在上接头外，上接头的中轴与第一套鞘二者同轴且二者的预留孔相对应，所述第一插销穿过上接头与第一套鞘上的预留孔将两者固定；所述第一转接头底部设有螺纹，通过第一转接头锁紧螺母与第一套鞘固定连接。

3.根据权利要求1所述的拉伸夹具，其特征在于，所述拉伸板单元包括第一拉板、支撑杆、拉头、第二拉板、第一拉板用于与上夹具单元连接固定，第二拉板用于支撑试件，拉头用于与试件固定并与下夹具单元连接，第一拉板和第二拉板之间通过支撑杆固定在一起，形成试件放置区。

4.根据权利要求3所述的拉伸夹具，其特征在于，所述拉伸板单元还包括U型端插板；所述第二拉板整体为正方形，正方形的中心开U型通孔，U型通孔包括矩形孔和半圆弧孔，在矩形孔的两侧，向正方形的边缘方向延伸设有卡槽；所述U型端插板一端具有半圆弧凹槽，U型端插板为T型结构，能与第二拉板上的卡槽配合，在U型端插板固定在第二拉板的卡槽上时，第二拉板上的半圆弧孔与U型端插板端部的半圆弧凹槽能形成一个尺寸小于待测试件直径的圆孔，即U型端插板恰好嵌置在第二拉板的卡槽上；

拉头与试件的粘结层中心固定在一起，拉头的下部伸出上述的圆孔中，拉头整体呈圆柱状，圆柱的直径与第二拉板和U型端插板形成的圆孔的直径一致，圆柱的下端伸出第二拉板，且圆柱下端中心设置有螺纹孔；

所述下夹具单元包括球头拉杆、球头拉板、下接头、第二锁紧螺母、第二套鞘、第二插销、第二转接头锁紧螺母、第二转接头；所述球头拉杆的上端设有螺纹，下端为球形，上端螺纹可旋入拉头下端的螺纹孔内进行连接；所述球头拉板整体呈圆盘状，圆盘上由圆心向盘沿位置开设有U型卡槽，在U型卡槽的两侧的圆盘上设置有多个螺纹孔，U型卡槽的宽度与球头拉杆中部的杆直径相匹配，U型开槽的深度大于圆盘的半径，球头拉杆通过U型卡槽卡嵌在球头拉板中部；所述球头拉板和下接头顶部设有相同的螺纹孔，用螺钉将二者相连接；所述下接头整体为圆柱形，圆柱形的中心开设有矩形凹槽，矩形凹槽的高度大于球头拉杆穿出球头拉板后的长度，矩形凹槽的宽度大于球头拉杆下端球形的直径，矩形凹槽的深度大于球头拉板上U型卡槽的深度；下接头圆柱形的底部为一直杆接头，直杆接头下部侧面上设置预留孔，顶部固定在圆柱形底部中心，且顶部设置有螺纹；所述第二锁紧螺母旋至所述直杆接头顶部螺纹处固定；所述第二套鞘套放顶至第二旋紧螺母上，所述第二插销穿过直杆接头与第二套鞘上的预留孔将两者固定；所述第二转接头顶部设有螺纹，通过第二转接头锁紧螺母与第二套鞘固定连接。

5.根据权利要求3所述的拉伸夹具，其特征在于，在拉头上安装有位移传感器，用于测量记录拉头顶端的位移数据。

6.根据权利要求4所述的拉伸夹具，其特征在于，所述卡槽的高度为第二拉板板厚的一半，卡槽的宽度与高度相当。

7.根据权利要求1所述的拉伸夹具，其特征在于，所述试件为圆柱形马歇尔试件，标准尺寸为直径101.6mm、高63.5mm，拉头直径为6cm。

8.根据权利要求1所述的拉伸夹具，其特征在于，在第二拉板中心设置中心孔，中心孔的形状及尺寸恰好能使拉头从中穿出，且拉头与第二拉板中心孔之间间隙尽可能小。

9.根据权利要求1所述的拉伸夹具，其特征在于，球头拉杆的球头与球头拉板的接触部分形成球铰。

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