瀝青路面層間抗剪切性能斜剪試驗裝置的制作方法

本實用新型屬于道路工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及瀝青路面層間抗剪切性能斜剪試驗技術(shù)。

背景技術(shù)：

近年來，日益增長的交通基礎(chǔ)設(shè)施在經(jīng)濟發(fā)展中起到了重要的作用。高等級公路快速的拓展使交通運輸更加快捷、便利，而瀝青路面由于具有多方面的優(yōu)點在我國高等級公路路面結(jié)構(gòu)中占據(jù)了主導(dǎo)地位。

隨著交通量、重載、超載的增加以及交通的日益渠化，許多道路在建成后通車1~2年甚至更短的時間內(nèi)由于路面層間抗剪強度不足便出現(xiàn)了嚴重的層間推移、擁包以及U型裂縫等病害，不僅降低了道路的使用性能，而且給道路建設(shè)和養(yǎng)護造成了巨大的經(jīng)濟損失。因此，研究瀝青路面層間抗剪切性能，對瀝青路面設(shè)計和施工具有重要意義。

目前，在我國層間剪切試驗方法還沒有形成統(tǒng)一的規(guī)范，大部分剪切設(shè)備均根據(jù)自己課題進行設(shè)計。主要有恒高度剪切試驗、單軸貫入試驗、三軸試驗及直剪試驗等常規(guī)試驗方法。這些試驗方法由于試驗條件可控性低、試驗結(jié)果可比性差以及試驗試件受力與實際路面情況不相符而不便于工程推廣。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種瀝青路面層間抗剪切性能斜剪試驗裝置。

本實用新型是瀝青路面層間抗剪切性能斜剪試驗裝置，包括溫度控制機構(gòu)、材料試驗機、斜剪機構(gòu)7和控制臺18，溫度控制機構(gòu)包括溫控箱1、溫控顯示器16、溫控開關(guān)15、溫度傳感器14、空氣壓縮機17及冷熱交替管路4，溫度傳感器14固定于溫控箱1內(nèi)上壁，與溫控箱1外的溫度顯示器16相連；溫度顯示器16與溫控開關(guān)15相連；冷熱交替管路4固定于溫控箱1內(nèi)左、右側(cè)壁并與空氣壓縮機17及溫控開關(guān)15相連；材料試驗機放置于溫控箱1內(nèi)，材料試驗機包括機架8、電氣控制開關(guān)3、置于底座2內(nèi)的動力機構(gòu)、數(shù)采儀12、升降桿5、圓環(huán)支撐6、壓力桿9、橫梁13、接于壓頭10上的壓力傳感器、位移傳感器11，所述動力機構(gòu)連接數(shù)采儀12并與控制臺18相連，電氣控制開關(guān)3安裝在底座2的外部并與動力機構(gòu)連接；所述升降桿5穿過底座2并與動力機構(gòu)相連，圓環(huán)支撐6與升降桿5的上端相連，由動力機構(gòu)提供動力的壓力桿9連接橫梁13并安裝在機架8的上側(cè)，并與圓環(huán)支撐6的位置相對應(yīng)，壓頭10連接在壓力桿9的末端，壓力傳感器與壓頭10相連并通過數(shù)采儀12連接于控制臺18；位移傳感器11與上部剪切夾具23相連并通過數(shù)采儀12連接于控制臺18，斜剪機構(gòu)7包括上剪切夾具23、下剪切夾具21、光圓細鋼筋棒20、墊板19、試件固定螺栓22，上剪切夾具23通過螺栓27與壓頭10連接，且上剪切夾具23固定、下剪切夾具21能夠活動。

本實用新型的有益之處是：裝置簡易可行、操作方便、便與推廣，能測定瀝青面層層間抗剪切強度，可直反應(yīng)試件剪切破壞面情況。試驗?zāi)茌^好的模擬瀝青路面層間剪切破壞，該裝置對研究瀝青路面層間抗剪切性能及瀝青路面設(shè)計與施工具有重要意義。

附圖說明

參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細描述本實用新型的一些具體實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，后附圖未必是按比例繪制的。

圖1為本實用新型裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為斜剪裝置組裝的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3為試件的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4為上剪切夾具的三視圖中的主視圖，圖5為上剪切夾具的三視圖中的為左視圖，圖6為上剪切夾具的三視圖中的為俯視圖，圖7為下剪切夾具的三視圖中的主視圖，圖8為下剪切夾具的三視圖中的左視圖，圖9為下剪切夾具的三視圖中的俯視圖。

附圖標記及對應(yīng)名稱為：溫控箱1，底座2，電氣控制開關(guān)3，冷熱交替管路4，升降桿5，圓環(huán)支撐6，斜剪機構(gòu)7，機架8，壓力桿9，壓頭10，位移傳感器11，數(shù)采儀12，橫梁13，溫度傳感器14，溫控開關(guān)15，溫控顯示器16，空氣壓縮機17，控制臺18，墊板19，光圓細鋼筋棒20，下剪切夾具21，試件固定螺栓22，上剪切夾具23，下層試件24，上層試件25，粘層26，螺栓27。

具體實施方式

如圖1、圖2、圖3所示，本實用新型是瀝青路面層間抗剪切性能斜剪試驗裝置，包括溫度控制機構(gòu)、材料試驗機、斜剪機構(gòu)7和控制臺18，溫度控制機構(gòu)包括溫控箱1、溫控顯示器16、溫控開關(guān)15、溫度傳感器14、空氣壓縮機17及冷熱交替管路4，溫度傳感器14固定于溫控箱1內(nèi)上壁，與溫控箱1外的溫度顯示器16相連；溫度顯示器16與溫控開關(guān)15相連；冷熱交替管路4固定于溫控箱1內(nèi)左、右側(cè)壁并與空氣壓縮機17及溫控開關(guān)15相連；材料試驗機放置于溫控箱1內(nèi)，材料試驗機包括機架8、電氣控制開關(guān)3、置于底座2內(nèi)的動力機構(gòu)、數(shù)采儀12、升降桿5、圓環(huán)支撐6、壓力桿9、橫梁13、接于壓頭10上的壓力傳感器、位移傳感器11，所述動力機構(gòu)連接數(shù)采儀12并與控制臺18相連，電氣控制開關(guān)3安裝在底座2的外部并與動力機構(gòu)連接；所述升降桿5穿過底座2并與動力機構(gòu)相連，圓環(huán)支撐6與升降桿5的上端相連，由動力機構(gòu)提供動力的壓力桿9連接橫梁13并安裝在機架8的上側(cè)，并與圓環(huán)支撐6的位置相對應(yīng)，壓頭10連接在壓力桿9的末端，壓力傳感器與壓頭10相連并通過數(shù)采儀12連接于控制臺18；位移傳感器11與上部剪切夾具23相連并通過數(shù)采儀12連接于控制臺18，斜剪機構(gòu)7包括上剪切夾具23、下剪切夾具21、光圓細鋼筋棒20、墊板19、試件固定螺栓22，上剪切夾具23通過螺栓27與壓頭10連接，且上剪切夾具23固定、下剪切夾具21能夠活動。

所述溫度控制機構(gòu)為循環(huán)電動控制機構(gòu)，溫度控制范圍為-40℃~60℃，測量精度為±0.1℃。

本實用新型通過壓頭10可實現(xiàn)施加豎向荷載P的同時，試件可以同時受到切向荷載作用，豎向荷載可施加得最大量程為50kN，加荷速率可控制在0.1mm/min~50mm/min范圍。

所述上剪切夾具23和下剪切夾具21是成對組合工作的，可根據(jù)實際實驗需要加工成與水平面成不同傾斜角的剪切夾具，即就是可完成任意不大于90°傾角的斜剪試驗。

所述光圓細鋼筋棒20在進行試驗時涂有潤滑油。

本實用新型的工作原理如下：為了模擬實際施工狀態(tài)下瀝青路面攤鋪成型技術(shù)，采用輪碾法進行試塊的成型。成型試件時首先成型300×300×50mm的下層試件車轍板。待下層車轍板成型后約24h，清除其表面雜物并撒鋪粘層油，再加鋪上層瀝青混合料鋪裝層300×300×50mm?；旌辖Y(jié)構(gòu)車轍板試件成型后充分冷卻約24h后拆模，隨后按需用巖石切割機切割成120×100×100mm的長方體試件。在進行試驗時，首先將斜剪裝置通過螺栓27連接于材料試驗機上，并將制好的試件放入設(shè)定好試驗溫度的溫控箱1保溫4h以上，使夾具及試件溫度達到試驗溫度，其次按照圖2將試件裝配于剪切夾具上，調(diào)整升降桿5的位置，并用試件固定螺栓22固定試件，使試件不滑動，然后設(shè)置好試驗參數(shù)，進行斜剪試驗，試驗數(shù)據(jù)通過控制臺18微機控制自動采集。

通過壓頭10將荷載傳遞加至試件，從控制臺18獲得層間破壞時的最大垂直荷載P，根據(jù)公式（1）計算剪切強度。

（1）；

τ為粘結(jié)層的剪切強度（MPa）；

P為最大垂直荷載（kN）；

θ為試件傾角（°）；

A為試件剪切面積（mm²）。

墊板19與下剪切夾具21之間放有光圓細鋼筋棒20，可減小底面摩擦對試驗結(jié)果的影響。

本實用新型可以通過加工不同傾斜角度的剪切夾具，可完成不大于90°傾角的斜剪試驗。

本實用新型不但可以完成溫度、剪切角度、級配類型、界面處理情況、剪切速率單因素的斜剪試驗，而且也可以完成多因素組合影響下的斜剪試驗。

本實用新型的試驗試件尺寸為120×100×100mm的長方體試件。

綜上所述，本實用新型通過加工不同傾斜角度的剪切夾具，可完成不同剪切角度的斜剪試驗。

本實用新型不但可以完成溫度、剪切角度、級配類型、界面處理情況、剪切速率單因素的斜剪試驗，而且也可以完成多因素組合影響下的斜剪試驗。

本實用新型通過壓頭將所施加的壓力傳遞給上剪切夾具，通過上剪切夾具和下剪切夾具共同作用，將長方體瀝青混合料-瀝青混合料試件、瀝青混合料-半剛性基層材料試件斜剪破壞，可使試件形成明顯的剪切破壞面，通過分析斜剪試驗數(shù)據(jù)，可得到瀝青面層層間的抗剪切強度。