RU154142U1

RU154142U1 - DEVICE FOR TESTING ASPHALT CONCRETE FOR RING

Info

Publication number: RU154142U1
Application number: RU2014149973/28U
Authority: RU
Inventors: Сергей Николаевич Жилин; Андрей Викторович Колотов; Сергей Вячеславович Никаноров
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Спецдортехника"
Priority date: 2014-12-10
Filing date: 2014-12-10
Publication date: 2015-08-20

Abstract

1. Устройство для испытания асфальтобетона на колееобразование, содержащее размещенные в герметичном корпусе испытуемый образец асфальтобетона, подвижную каретку, закрепленную на горизонтальных направляющих штангах, узел воздействия на образец с обрезиненным колесом, закрепленным на рычаге, имеющем поворотный шарнир на одном конце и груз, воздействующий на колесо, на другом конце, а также механизм привода каретки, нагревательный элемент и измерительную аппаратуру, отличающееся тем, что нагревательный элемент, состоящий из электронагревательного элемента и вентилятора, расположен внутри герметичного термостатированного корпуса, а рычаг узла воздействия на образец жестко закреплен на стенке камеры со стороны поворотного шарнира.2. Устройство для испытания асфальтобетона на колееобразование по п. 1, отличающееся тем, что на внутренних стенках термостатированного корпуса нанесен слой теплоизоляционного материала.3. Устройство для испытания асфальтобетона на колееобразование по п. 1, отличающееся тем, что узел воздействия на образец расположен над подвижной кареткой с испытуемым образцом.1. Device for testing asphalt concrete for rutting, comprising a test sample of asphalt concrete located in a sealed enclosure, a movable carriage mounted on horizontal guide rods, an impact unit on the specimen with a rubberized wheel mounted on a lever having a swivel joint at one end and a load acting on a wheel, at the other end, as well as a carriage drive mechanism, a heating element and measuring equipment, characterized in that the heating element, consisting of electric a vital element and a fan, located inside a sealed thermostatic housing, and the lever of the sample impact unit is rigidly fixed to the chamber wall from the side of the swivel joint. 2. A device for testing rutting asphalt concrete according to claim 1, characterized in that a layer of heat-insulating material is applied on the inner walls of the thermostated housing. 3. A device for testing rutting of asphalt concrete according to claim 1, characterized in that the site of influence on the sample is located above the movable carriage with the test sample.

Description

Полезная модель относится к средствам для испытания дорожно-строительных материалов, в частности асфальтобетона.The utility model relates to means for testing road-building materials, in particular asphalt concrete.

Известно приспособление для испытания асфальтобетонных покрытий дорог на сжатие с одновременным сдвигом (Патент на изобретение РФ №2483289, опубл. 27.05.2013 г.) Приспособление состоит из штока, совершающего возвратно-поступательное движение и криволинейного обрезиненного кулачка, который своей обрезиненной поверхностью совершает возвратно-поступательное скольжение по асфальтобетону под воздействием прижимающего к последнему с заданным усилием штока. Между кулачком и кронштейном штока расположена поджимающая пружина, удерживаемая от смещения штырем, закрепленным на кулачке, проходящем через отверстие в кронштейне и прижимающая кулачок к поверхности асфальтобетона.A device is known for testing asphalt concrete pavements of roads under compression with simultaneous shear (Patent for the invention of the Russian Federation No. 2483289, publ. 05.27.2013). The device consists of a rod that makes a reciprocating motion and a curved rubberized cam, which with its rubberized surface makes a reciprocating progressive sliding on asphalt concrete under the action of a rod pressing against the latter with a given force. Between the cam and the rod bracket there is a pressing spring, which is held against displacement by a pin fixed on the cam passing through the hole in the bracket and pressing the cam to the surface of the asphalt concrete.

Недостатком данного приспособления является невозможность создания с помощью него условий для возникновения пластических деформаций в образце, характерных для процесса колееобразования, а, соответственно, и оценки величин этих деформаций.The disadvantage of this device is the impossibility of creating with it the conditions for the occurrence of plastic deformations in the sample, characteristic of the rutting process, and, accordingly, the assessment of the values of these deformations.

Известно устройство для испытания асфальтобетона на сдвигоустойчивость (Патент на изобретение RФ №2086950, опубл. 10.08.1997 г.), содержащее станину с опорами, установленную в опорах станины качающуюся раму и предназначенный для размещения образца ведущий вал с приводом его вращения, связанный с рамой ведомый вал с нагружающим роликом. Устройство также содержит узел нагружения в виде прикрепленного к раме и соединенного с ведомым валом тормоза, узел прижима ролика к образцу и измерительную аппаратуру. Валы установлены таким образом, что оси их параллельны, нагружающий ролик выполнен из материала, жесткость которого, по крайней мере, на порядок выше жесткости испытуемого асфальтобетона, а узел прижима ролика к образцу выполнен в виде установленного на раме двуплечего рычага с грузом.A device is known for testing asphalt concrete for shear stability (Patent for the invention of RF No. 2086950, publ. 08/10/1997), containing a frame with supports, a swinging frame installed in the frame supports and designed to accommodate a sample drive shaft with its rotation drive associated with the frame driven shaft with a loading roller. The device also contains a loading unit in the form of a brake attached to the frame and connected to the driven shaft, a roller pressing unit to the sample, and measuring equipment. The shafts are installed in such a way that their axes are parallel, the loading roller is made of material, the rigidity of which is at least an order of magnitude higher than the rigidity of the tested asphalt concrete, and the roller pressing unit to the sample is made in the form of a two-shoulder lever mounted on the frame with a load.

Недостатком данного устройства является невозможность испытаний образцов в виде прямоугольных параллелепипедов или пластин, т.к. процесс испытания предполагает вращение испытываемого образца вокруг своей оси.The disadvantage of this device is the impossibility of testing samples in the form of rectangular parallelepipeds or plates, because the test process involves the rotation of the test sample around its axis.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому устройству является устройство для испытания асфальтобетона на сдвигоустойчивость (Патент на полезную модель РФ №65229, опубл. 27.07.2007 г), содержащее герметичный корпус-ванну, смонтированный на прямоугольной раме с верхней откидной крышкой с прозрачными окнами. В корпусе размещены правый и левый узлы воздействия на асфальтобетонные образцы, которые шарнирно через подшипниковые узлы закреплены на подвижных каретках, соединенных с механизмом привода кареток и мотор-редуктором. Каретки расположены на жестко закрепленных внутри ванны горизонтальных направляющих штангах. Каждый узел воздействия включает в себя рычаг крепления с обрезиненным колесом и грузом, расположенным на одном конце рычага. Нагревательный элемент содержит водонагреватель с электрическим регулятором температуры, которые с циркуляционным насосом и трубопроводной арматурой закреплены под корпусом-ванной на прямоугольной раме. Устройство содержит также измерительную аппаратуру.The closest technical solution to the proposed device is a device for testing asphalt concrete for shear resistance (Utility Model Patent of the Russian Federation No. 65229, published July 27, 2007), which contains a sealed bath body mounted on a rectangular frame with a top hinged lid with transparent windows. The right and left nodes of the impact on asphalt concrete samples are placed in the housing, which are pivotally mounted through the bearing units on movable carriages connected to the carriage drive mechanism and the gear motor. The carriages are located on horizontal guide rods rigidly fixed inside the bathtub. Each impact unit includes a mounting lever with a rubberized wheel and a load located at one end of the lever. The heating element comprises a water heater with an electric temperature controller, which, with a circulation pump and pipe fittings, are mounted under a bathtub body on a rectangular frame. The device also contains measuring equipment.

Однако, недостатком данного устройства является то, что испытания образцов производятся в воде, являющейся в данном случае теплоносителем, обеспечивающим поддержание требуемой температуры испытаний, что создает условия отличные от тех, при которых происходит аналогичный процесс в реальных условиях, что снижает достоверность испытаний.However, the disadvantage of this device is that the tests of samples are carried out in water, which in this case is a coolant that maintains the required test temperature, which creates conditions different from those under which a similar process occurs in real conditions, which reduces the reliability of the tests.

Технической задачей данного технического решения является возможность проведения испытаний асфальтобетона на колееобразование в виде образцов любой правильной формы (цилиндрических, прямоугольных параллелепипедов или пластин) в естественных условиях в воздушной термостатированной камере, что обеспечивает повышение достоверности результатов испытаний.The technical task of this technical solution is the possibility of testing asphalt concrete for rutting in the form of samples of any regular shape (cylindrical, rectangular parallelepipeds or plates) under natural conditions in an air-temperature-controlled chamber, which increases the reliability of test results.

Поставленная задача достигается тем, что устройство для испытания асфальтобетона на колееобразование содержит размещенные в герметичном корпусе испытуемый образец асфальтобетона, подвижную каретку, закрепленную на горизонтальных направляющих штангах, узел воздействия на образец с обрезиненным колесом, закрепленным на рычаге, имеющем поворотный шарнир на одном конце и груз, воздействующий на колесо, с другой стороны, а также механизм привода каретки, нагревательный элемент и измерительную аппаратуру. Новым является то, что нагревательный элемент, состоящий из электронагревательного элемента и вентилятора, расположен внутри герметичного термостатированного корпуса, а рычаг узла воздействия на образец жестко закреплен на стенке камеры со стороны поворотного шарнира. Кроме этого на внутренних стенках термостатированного корпуса нанесен слой теплоизоляционного материала, а узел воздействия на образец расположен над подвижной кареткой с испытуемым образцом.This object is achieved in that the device for testing asphalt concrete for rutting contains a test sample of asphalt concrete located in a sealed enclosure, a movable carriage mounted on horizontal guide rods, a sample impact unit with a rubberized wheel mounted on a lever having a pivot joint at one end and a load acting on the wheel, on the other hand, as well as a carriage drive mechanism, a heating element and measuring equipment. What is new is that the heating element, consisting of an electric heating element and a fan, is located inside a sealed thermostatic housing, and the lever of the sample impact unit is rigidly fixed to the chamber wall from the side of the swivel joint. In addition, a layer of heat-insulating material is deposited on the inner walls of the thermostated housing, and the sample impact unit is located above the movable carriage with the test sample.

Полезная модель поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлена схема устройства для испытания асфальтобетона на колееобразование.A utility model is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 is a diagram of a device for testing rutting asphalt concrete.

Устройство для испытания асфальтобетона на колееобразование представляет собой герметичную камеру 1, на внутренних стенках которой нанесен слой теплоизоляционного материала 2. Внутри камеры расположена подвижная каретка 3 с закрепленным на ней сверху испытываемым образцом асфальтобетона 4 с возможностью их перемещения по неподвижным горизонтальным направляющим штангам 5. Возвратно-поступательное перемещение каретки производится при помощи кривошипа 6, установленного на валу мотор-редуктора 7, расположенного в нижней части камеры с внешней ее стороны. Узел воздействия на испытываемый образец включает в себя обрезиненное колесо 8, закрепленное на грузовой раме, образующей одноплечий рычаг 9 с поворотным шарниром 10 на одном конце и грузом 11, воздействующим на колесо 8, на другом конце. Узел воздействия на образец расположен над подвижной кареткой 3 и его обрезиненное колесо 8 контактирует с испытуемым образцом 4. Рычаг 9 узла воздействия на образец 4 жестко закреплен на стенке камеры 1 со стороны поворотного шарнира 10. Внутри камеры установлен нагревательный элемент - тепловентилятор 12, состоящий из электронагревательного элемента 13, например, в виде нагревательной спирали и вентилятора 14, расположенных в корпусе тепловентилятора. Устройство оборудовано измерительной аппаратурой - электронной контрольно-измерительной системой, включающей в себя установленных в герметичной камере 1: лазерный датчик измерения деформации 15 для отсчета величины вертикального перемещения оси колеса, индуктивный датчик 16 для регистрации пространственного положения каретки относительно колеса, датчик температуры 17 для определения температуры внутри камеры. Датчики 15, 16, 17 соединены с блоком управления 18, расположенным вне камеры. Блок управления при помощи встроенного программного обеспечения управляет работой устройства в автоматическом режиме с регистрацией, обработкой и индикацией необходимых параметров процесса испытания. Устройство работает следующим образом.The device for testing rutting asphalt concrete consists of a sealed chamber 1, on the inner walls of which a layer of heat-insulating material 2 is applied. Inside the chamber there is a movable carriage 3 with a tested asphalt concrete 4 sample mounted on top of it with the possibility of their movement along stationary horizontal guide rods 5. Return translational movement of the carriage is carried out using a crank 6 mounted on the shaft of the gear motor 7 located in the lower part of the chamber with her own side. The site of influence on the test sample includes a rubberized wheel 8, mounted on a cargo frame, forming a one-arm lever 9 with a pivoting joint 10 at one end and a load 11 acting on the wheel 8, at the other end. The sample impact unit is located above the movable carriage 3 and its rubberized wheel 8 is in contact with the test sample 4. The lever 9 of the sample impact unit 4 is rigidly mounted on the wall of the chamber 1 from the side of the swivel joint 10. A heating element is installed inside the chamber - a fan heater 12, consisting of electric heating element 13, for example, in the form of a heating spiral and fan 14 located in the housing of the fan heater. The device is equipped with measuring equipment - an electronic control and measuring system, which includes a sealed chamber 1: a laser strain gauge 15 for measuring the vertical displacement of the wheel axis, an inductive sensor 16 for recording the spatial position of the carriage relative to the wheel, a temperature sensor 17 for determining temperature inside the camera. Sensors 15, 16, 17 are connected to a control unit 18 located outside the camera. Using the built-in software, the control unit controls the operation of the device in automatic mode with registration, processing and indication of the necessary parameters of the test process. The device operates as follows.

При включении мотор-редуктора 7 закрепленный на его выходном валу кривошип 6 приводит в движение каретку 3 с закрепленным на ней испытываемым образцом 4 асфальтобетона. При этом колесо 8, находясь в постоянном контакте с поверхностью образца 4 за счет вертикального усилия, передаваемого от груза 11 через рычаг 9, совершает перемещение по поверхности образца, вызывая его деформацию. Многократные циклы прокатывания колеса по поверхности образца, регистрируемые датчиком 16, вызывают его деформацию в виде колеи, глубина которой регистрируется датчиком 15. Эти величины передаются в блок управления 18 для дальнейшей обработки и индикации. Требуемая температура воздуха внутри камеры, а соответственно и испытываемого образца, с необходимой точностью поддерживается с помощью встроенного тепловентилятора 12, датчика температуры 17 и блока управления 18.When you turn on the motor gearbox 7 mounted on its output shaft, the crank 6 drives the carriage 3 with the tested asphalt concrete sample 4 mounted on it. In this case, the wheel 8, being in constant contact with the surface of the sample 4 due to the vertical force transmitted from the load 11 through the lever 9, moves along the surface of the sample, causing it to deform. Multiple cycles of rolling the wheel over the surface of the sample, recorded by the sensor 16, cause it to deform in the form of a gauge, the depth of which is recorded by the sensor 15. These values are transmitted to the control unit 18 for further processing and display. The required temperature of the air inside the chamber, and, accordingly, of the test sample, is maintained with the necessary accuracy using the built-in fan heater 12, the temperature sensor 17 and the control unit 18.

Процесс образования колеи на образце происходит за счет двух одновременных перемещений - рабочего принудительного возвратно-поступательного горизонтального движения образца, расположенного на подвижной каретке и вертикального (по мере образования колеи) перемещения нагруженного с определенным усилием обрезиненного колеса, которое свободно вращающееся на своей оси и воздействует на поверхность образца с заданным усилием. За счет жесткого закрепления на стенке камеры рычага узла крепления со стороны поворотного шарнира уменьшается вибрация колеса. За счет этого повышается точность и достоверность измерения деформации датчиком 15. Процесс испытания производят в воздушной среде с заданным и постоянно поддерживаемым нагревательным элементом температурным режимом.The process of gauge formation on the sample occurs due to two simultaneous movements - a working forced reciprocating horizontal movement of the sample located on the movable carriage and vertical (as the gauge forms) movement of the rubberized wheel loaded with a certain force, which freely rotates on its axis and acts on sample surface with a given force. Due to the rigid fastening on the chamber wall of the lever of the mounting unit from the side of the swivel joint, the vibration of the wheel is reduced. Due to this, the accuracy and reliability of measuring deformation by the sensor 15 is increased. The test process is carried out in air with a predetermined and constantly maintained heating element temperature mode.

Таким образом, устройство в лабораторных условиях позволяет имитировать процесс механического воздействия колеса транспортного средства на дорожное покрытие в естественных условиях в воздушной термостатированной камере вызывая его деформацию с образованием колеи и более точного определением ее параметров. За счет этого в отличие от прототипа повышается достоверность результатов испытания образца асфальтобетона.Thus, the device in laboratory conditions allows you to simulate the process of mechanical impact of a vehicle’s wheel on the road surface in natural conditions in an air-temperature-controlled chamber causing it to deform with the formation of a track and more accurate determination of its parameters. Due to this, in contrast to the prototype increases the reliability of the test results of the sample of asphalt concrete.

Claims

1. Device for testing asphalt concrete for rutting, comprising a test sample of asphalt concrete located in a sealed enclosure, a movable carriage mounted on horizontal guide rods, an impact unit on the specimen with a rubberized wheel mounted on a lever having a swivel joint at one end and a load acting on a wheel, at the other end, as well as a carriage drive mechanism, a heating element and measuring equipment, characterized in that the heating element, consisting of electric a vital element and a fan, located inside a sealed thermostatic housing, and the lever of the sample impact unit is rigidly fixed to the chamber wall from the side of the swivel joint.

2. A device for testing rutting asphalt concrete according to claim 1, characterized in that a layer of heat-insulating material is deposited on the inner walls of the thermostated housing.

3. A device for testing asphalt concrete for rutting according to claim 1, characterized in that the node impacting the sample is located above the movable carriage with the test sample.