沥青混合料层间抗剪强度辅助测量装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及沥青混合料层间测量装置领域，具体公开了一种沥青混合料层间抗剪强度辅助测量装置，包括马歇尔试件模具（8），还包括法向力施力机构，所述法向力施力机构包括底板（1）、千斤顶（6）、弹簧（9）、拉压传感器（5）、二次显示仪表（12）、弹簧支撑装置；所述马歇尔试件模具（8）、千斤顶（6）安装在底板（1）上；所述弹簧（9）连接在弹簧支撑装置和马歇尔试件模具（8）之间，所述拉压传感器（5）连接在千斤顶（6）和弹簧支撑装置之间，所述拉压传感器（5）还与二次显示仪表（12）相连。本实用新型提供了在法向力与切向力综合作用下的层间抗剪强度辅助装置，具有结构简单紧凑、使用方便、成本低等优点。
【专利说明】沥青混合料层间抗剪强度辅助测量装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及浙青混合料层间测量装置领域，具体涉及一种浙青混合料层间抗剪强度辅助测量装置。
【背景技术】
[0002]层间抗剪强度是评价浙青混合料层间接触状态的一个重要指标，也是浙青路面使用性能的一个重要评价指标。
[0003]目前，层间界面抗剪强度的设备仅能对混合料试件进行切向力作用的直剪强度测定，而在实际情况中，浙青混合料层也会受到法向力的作用，而目前的检测设备无法完成对混合料试件基于法向作用力综合作用的抗剪强度测定。基于法向作用力的浙青混合料层间抗剪强度与浙青路面层间受力比较一致，更能准确反映出路面层间实际受力特性，而目前的测定设备不利于深入研究分析浙青混合料路面的层间特性。随着路面建设与养护大规模到来，就地再生，路面加铺势必带来新的层间接触问题，浙青路面层间结合问题也越来越受到人们关注。因此有必要研制出一套基于法向力综合作用的浙青混合料层间抗剪强度装置，用于深入研究分析浙青混合料路面的层间特性。
实用新型内容
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种浙青混合料层间抗剪强度辅助测量装置，该装置能够在试验时施加法向力进行抗剪强度试验。
[0005]本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是:
[0006]浙青混合料层间抗剪强度辅助测量装置，包括马歇尔试件模具，还包括法向力施力机构，所述法向力施力机构包括底板、千斤顶、弹簧、拉压传感器、挡板、二次显示仪表、弹簧支撑装置；所述马歇尔试件模具、挡板、千斤顶安装在底板上；所述弹簧连接在弹簧支撑装置和马歇尔试件模具之间，所述拉压传感器连接在千斤顶和弹簧支撑装置之间，千斤顶未连接拉压传感器的一端连接在挡板上，所述拉压传感器还与二次显示仪表相连。现有技术中，在浙青混合料层间抗剪强度试验中，基本未考虑法向力的作用，而发明人在长期的研究和试验中发现，浙青路面不仅受切向力的作用，其法向力作用也不可忽视，鉴于此，发明人提出了本方案中的辅助测量装置，该装置采用千斤顶和弹簧配合，可以对马歇尔试件模具中的试件施以法向作用力，该作用力可以为拉力或压力，以充分模拟路面受力状况进行抗剪试验。
[0007]作为本实用新型的进一步改进，上述弹簧支撑装置包括定位轴、支撑杆、横梁，所述定位轴数量为2根，每根定位轴通过两根支撑杆固定在底板上，所述横梁两端分别连接在两根定位轴上且能够在定位轴上左右滑动，所述马歇尔试件模具、挡板、千斤顶、拉压传感器、横梁自右向左或自左向右依次布置，所述弹簧连接在横梁上。弹簧支撑装置采用上述设置可以为马歇尔试件模具提供拉力，千斤顶施力时，推动横梁向远离马歇尔试件模具的方向移动，从而对弹簧产生拉力，进一步对马歇尔试件模具中的试件产生拉力。本方案中，发明人首次考虑到了提供法向拉力的模拟，根据正常习惯，对路面压力的考虑，普通技术人员一般只想到压力，并且在抗剪强度试验中将其习惯性不考虑，而通常忽略了由于路面发生变形、材料层较薄等原因造成的给混合浙青料层带来的拉力，而发明人在长期的观察和研究中发现这也是不可忽略的问题，因而提出了本方案中可以施加法向拉力的辅助测量装置，以充分模拟路面的状况进行抗剪试验。
[0008]进一步，上述弹簧数量为2根，两根弹簧平行设置，两根弹簧分别与马歇尔试件模具前后两侧相连，本方案中采用2根弹簧对马歇尔试件模具施加拉力，施力更加平衡，试验效果更加。
[0009]进一步，上述挡板为中间高、两边低的结构，以不影响弹簧的拉伸。
[0010]进一步，上述挡板上设置有两个供弹簧穿过的通孔，以不影响弹簧的拉伸。
[0011]进一步，上述横梁两端分别套设在两根定位轴上，横梁在定位轴上的滑动更加容易、阻力更小。
[0012]进一步，上述拉压传感器通过螺栓固定在横梁和千斤顶模具上，弹簧通过销钉连接在横梁和马歇尔试件模具上。
[0013]作为本实用新型的又一改进，上述弹簧支撑装置为支撑板，所述马歇尔试件模具、弹簧、支撑板、拉压传感器、千斤顶、挡板自右向左或自左向右依次布置。本方案中，弹簧支撑装置的上述结构可以为马歇尔试件模具提供压力，千斤顶施力时，推动支撑板向马歇尔试件模具的方向移动，从而挤压弹簧对马歇尔试件模具施加法向压力。
[0014]进一步，上述弹簧与马歇尔试件模具之间还设置有圆形顶板，所述支撑板为圆形板，圆形顶板与马歇尔试件模具上的试件接触，弹簧传递的压力通过该圆形顶板加载在试件上，受力更加均匀，更接近真实受力情况。
[0015]进一步，上述浙青混合料层间抗剪强度辅助测量装置还包括第二法向力施力机构；该第二法向力施力机构包括安装在马歇尔试件模具右侧且自左向右依次布置的第二圆形顶板、第二弹簧、第二支撑板、第二拉压传感器、第二千斤顶、第二挡板以及与第二拉压传感器相连的第二二次显示仪表；所述第二圆形顶板与马歇尔试件模具相连；所述第二弹簧左端连接第二圆形顶板、右端与第二支撑板相连；所述第二拉压传感器两端通过螺栓分别与第二支撑板和第二千斤顶相连；所述法向力施力机构的挡板、千斤顶、拉压传感器、横梁自右向左依次布置，且位于马歇尔试件模具左侧。本方案中，马歇尔试件模具左侧设置法向力施力机构，可以对马歇尔试件模具中的试件施加拉力，右侧设置可以施加压力的第二法向力施力机构，两个法向力施力机构都能够拆卸地连接在底板上，既能对试件施加拉力，又能施加压力，能充分模仿浙青混合料层做路面的实际受力情况进行抗剪试验，两套法向力施力机构可以非常容易地切换，使用方便、操作简单。
[0016]综上，本实用新型的有益效果是:
[0017]1、本实用新型能够对马歇尔试件模具中的试件施以法向作用力，该作用力可以为拉力或压力，以充分模拟路面受力状况进行抗剪试验，通过千斤顶控制压力表读数，可实现对于浙青混合料试件基于法向拉、压力的直剪强度测定；
[0018]2、本实用新型的配重设置在组合装置的外面，方便加载，避免因为加载对装置产生挠动进而对测量结果造成影响；
[0019]3、本实用新型的数据采集装置安装简便，易于读取数据；[0020]4、本实用新型结构简单紧凑，成本低廉；
[0021]5、本实用新型采用两个法向力施力机构时，既能对试件施加拉力，又能施加压力，能充分模仿浙青混合料层做路面的实际受力情况进行抗剪试验，两套法向力施力机构可以非常容易地切换，使用方便、操作简单。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是实施例2中浙青混合料层间抗剪强度辅助测量装置的俯视图；
[0023]图2是马歇尔试件模具的结构示意图；
[0024]图3是实施例2中浙青混合料层间抗剪强度辅助测量装置的结构示意图；
[0025]图4是实施例3中浙青混合料层间抗剪强度辅助测量装置的俯视图；
[0026]图5是实施例3中浙青混合料层间抗剪强度辅助测量装置的结构示意图；
[0027]图6是实施例4的结构示意图。
[0028]附图中标记及相应的零部件名称:1_底板、2-定位轴、3-支撑杆、4-横梁、5-拉压传感器、6-千斤顶、8-马歇尔试件模具、9-弹簧、10-螺栓、11-挡板、12-二次显示仪表、13-数据传输线、14-销钉、15-支撑板、16-第二千斤顶、17-第二弹簧、18-第二拉压传感器、19-第二挡板、20-第二圆形顶板、21-第二支撑板、22-圆形挡板。
【具体实施方式】
[0029]下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步地的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
[0030]实施例1:
[0031]浙青混合料层间抗剪强度辅助测量装置，包括马歇尔试件模具8、法向力施力机构，该法向力施力机构包括底板1、千斤顶6、弹簧9、拉压传感器5、固定千斤顶6的挡板11、二次显示仪表12、弹簧支撑装置:马歇尔试件模具8、挡板11、千斤顶6安装在底板I上；弹簧9连接在弹簧支撑装置和马歇尔试件模具8之间；拉压传感器5连接在千斤顶6和弹簧支撑装置之间，千斤顶6未连接拉压传感器5的一端连接在挡板11上，拉压传感器5还通过数据传输线13与二次显示仪表12相连。马歇尔试件模具8采用现有技术中常用的复合马歇尔试件模具，其具体结构参见图2，浙青混合料试件就置于该马歇尔试件模具8中进行抗剪强度测试，测试时切向作用力从上方施加。本实施例中的弹簧支撑装置的作用为支撑弹簧9并将千斤顶6施加的力传递给弹簧9，其可以为能够左右移动的板状、杆状、条状等结构，其安装方式可以悬空，也可以有能在底板I上滑动的配套支撑。
[0032]实施例2:
[0033]本实施例中的浙青混合料层间抗剪强度辅助测量装置如图1和图3所示，图1是浙青混合料层间抗剪强度辅助测量装置的俯视图，图3是浙青混合料层间抗剪强度辅助测量装置的正视图。
[0034]在实施例1的基础上，本实施例中的浙青混合料层间抗剪强度辅助测量装置的弹簧支撑装置包括2根定位轴2、4根支撑杆3、I个横梁4:每根定位轴2通过两根支撑杆3固定在底板I上，横梁4两端分别连接在两根定位轴2上，且能够在定位轴2上左右滑动，弹簧9连接在横梁4上，上述马歇尔试件模具8、挡板11、千斤顶6、拉压传感器5、横梁4自右向左或自左向右依次布置。弹簧9数量为2根，两根弹簧9平行设置且指数、长度相同，两根弹簧9分别与马歇尔试件模具8前后两侧相连。
[0035]本实施例为可实现施加法向拉力的浙青混合料层间抗剪强度辅助测量装置，以下以马歇尔试件模具8、挡板11、千斤顶6、拉压传感器5、横梁4自右向左依次布置为例说明本实施例的浙青混合料层间抗剪强度辅助测量装置的各个部件的具体配合方式以及法向拉力施加原理:
[0036]如图1所示，4根支撑杆3固定在底板I上，将2根定位轴2平行地沿着底板I的长度方向安装支撑杆3顶端也即底板I上方，支撑杆3与底板I及定位轴2之间通过螺栓10连接，2根定位轴2到底板I的高度相同；横梁4两端套设在定位轴2上，且能够在定位轴2上左右滑动，横梁4上安装有2根销钉。马歇尔试件模具8安装在横梁4右侧，通过螺栓固定在底座I上，马歇尔试件模具8前后两侧也分别对应设置有两个销钉14，使两根弹簧9能够平行地安装在横梁4和马歇尔试件模具8之间。挡板11安装在马歇尔试件模具8左侦牝千斤顶6安装在挡板11左侧即横梁4和挡板11之间，千斤顶6左端通过螺栓10与拉压传感器5连接，右侧被挡板11固定，拉压传感器5左端则通过螺栓10固定在横梁4中间位置，拉压传感器5通过数据传输线13与二次显示仪表12相连。
[0037]上述挡板11为中间高、两边低的结构或者挡板11上设置有两个供弹簧9穿过的通孔，以不影响弹簧的拉伸。实际应用中，挡板11也可以采用其他结构。
[0038]本实施例中，弹簧9、横梁4、马歇尔试件模具8在同一水平高度；横梁4能够在定位轴2上滑动，为了消除自身摩擦力对试验结果影响，保证试验的准确性，横梁4尽可能使用轻质高强度不易生锈材料，例如但不限于铝合金、钛合金、铝镁合金；定位轴2由于需要长期暴露在空气中，需选用不易生锈的材料制成，例如但不限于不锈钢、铜、钢镀铬；弹簧9可以被加工成不同劲度系数的单体，以适用不同的情况。
[0039]其施加法向拉力的原理如下:
[0040]试验装置组装后，根据测试需要，选择一个适宜法向拉力。使用此装置通过千斤顶6对马歇尔试件模具8施加所选择的法向拉力，千斤顶6施加的法向拉力通过横梁4、弹簧9传递给马歇尔试件模具8，在施加法向拉力的情况下，进行直剪试验，测定浙青混合料在法向拉力与切向力综合作用下的层间抗剪强度，其法向拉力的大小可以根据与拉压传感器5相连的二次显示仪表12读出。
[0041]此外，为了保证采集数据的准确性，需要选择合适拉压传感器，本实例中采用最大量程为IOKN的拉压传感器，实际应用中，可以根据具体需要选择拉压传感器5的量程。
[0042]实施例3:
[0043]如图4和图5所示，在实施例1的基础上，本实施例中弹簧支撑装置为圆形支撑板15，所述弹簧9与马歇尔试件模具8之间还设置有圆形顶板22 ;所述马歇尔试件模具8、圆形顶板22、弹簧9、支撑板15、拉压传感器5、千斤顶6、挡板11自右向左或自左向右依次布置，本实施例为可实现施加法向压力的浙青混合料层间抗剪强度辅助测量装置，以下以马歇尔试件模具8、圆形顶板22、弹簧9、支撑板15、拉压传感器5、千斤顶6、挡板11自左向右依次布置的方式说明本装置中各个部件的具体配合关系以及其施加法向压力的原理:
[0044]马歇尔试件模具8安装在挡板11左边，拉压传感器5通过螺栓固定到支撑板15上，再通过螺栓使拉压传感器5与千斤顶6相连，支撑板15和圆形顶板22通过弹簧9连接，并将圆形顶板22与马歇尔试件模具8中混合料试件相接触。圆形顶板22尺寸和大小优选与试件尺寸大小相同，安装时，保证千斤顶6、圆形顶板22和支撑板15处于相同的高度。
[0045]试验装置组装完毕后，根据测试需要，选择一个适宜法向压力，通过千斤顶6对马歇尔试件模具8施加所选择的法向压力，千斤顶6施加的法向压力经由支撑板15、弹簧9和圆形顶板22传递给试件，最后在施加法向压力的情况下，进行直剪试验，测定浙青混合料在法向压力与切向力综合作用下的层间抗剪强度。其施加的法向压力可以通过与拉压传感器5相连的二次显示仪表12读出。
[0046]实施例4:
[0047]如图6所示，在实施例2的基础上，本实施例中的浙青混合料层间抗剪强度辅助测量装置包括两套法向力施力机构，第一套法向力施力机构为实施例2中的法向力施力机构，其挡板11、千斤顶6、拉压传感器5、横梁4自右向左依次布置，且位于马歇尔试件模具8左侧。
[0048]而第二法向力施力机构包括安装在马歇尔试件模具8右侧且自左向右依次布置的第二圆形顶板20、第二弹簧17、第二支撑板21、第二拉压传感器18、第二千斤顶16、第二挡板22以及与第二拉压传感器18相连的第二二次显示仪表；所述第二圆形顶板20与马歇尔试件模具8相连；所述第二弹簧17左端连接第二圆形顶板20、右端与第二支撑板21相连；所述第二拉压传感器18两端通过螺栓分别与第二支撑板21和第二千斤顶16相连。
[0049]本实施例中，设置两套法向力施力机构，既可以施加法向拉力，也可以施加法向压力，两套法向力施力机构的转换也非常方便，当需要施加拉力时简单拆除施加压力的法向施力机构即可，反之亦然，不仅能测定浙青混合料在法向力与切向力综合作用下的层间抗剪强度，并且能根据需要选择施加法向拉力或者压力，而且切换使用方便。
[0050]以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.浙青混合料层间抗剪强度辅助测量装置，包括马歇尔试件模具(8)，其特征在于，还包括法向力施力机构，所述法向力施力机构包括底板(I)、千斤顶(6)、弹簧(9)、拉压传感器(5)、挡板(11)、二次显示仪表(12)、弹簧支撑装置；所述马歇尔试件模具(8)、千斤顶(6)、挡板(11)安装在底板(I)上；所述弹簧(9)连接在弹簧支撑装置和马歇尔试件模具(8)之间，所述拉压传感器(5)连接在千斤顶(6)和弹簧支撑装置之间，千斤顶(6)未连接拉压传感器(5)的一端连接在挡板(11)上，所述拉压传感器(5)还与二次显示仪表(12)相连。
2.根据权利要求1所述的浙青混合料层间抗剪强度辅助测量装置，其特征在于，所述弹簧支撑装置包括定位轴(2 )、支撑杆(3 )、横梁(4 )，所述定位轴(2 )数量为2根，每根定位轴(2)通过两根支撑杆(3)固定在底板(I)上，所述横梁(4)两端分别连接在两根定位轴(2)上且能够在定位轴(2)上左右滑动，所述马歇尔试件模具(8)、挡板(11)、千斤顶(6)、拉压传感器(5)、横梁(4)自右向左或自左向右依次布置，所述弹簧(9)连接在横梁(4)上。
3.根据权利要求2所述的浙青混合料层间抗剪强度辅助测量装置，其特征在于，所述弹簧(9)数量为2根，两根弹簧(9)平行设置，两根弹簧(9)分别与马歇尔试件模具(8)前后两侧相连。
4.根据权利要求2所述的浙青混合料层间抗剪强度辅助测量装置，其特征在于，所述挡板(11)为中间高、两边低的结构。
5.根据权利要求2所述的浙青混合料层间抗剪强度辅助测量装置，其特征在于，所述挡板(11)上设置有两个供弹簧(9)穿过的通孔。
6.根据权利要求2所述的浙青混合料层间抗剪强度辅助测量装置，其特征在于，所述横梁(4)两端分别套设在两根定位轴(2)上。
7.根据权利要求2至6任一所述的浙青混合料层间抗剪强度辅助测量装置，其特征在于，所述拉压传感器(5)通过螺栓(10)固定在横梁(4)和千斤顶(6)上，弹簧(9)通过销钉(14)连接在横梁(4)和马歇尔试件模具(8)上。
8.根据权利要求1所述的浙青混合料层间抗剪强度辅助测量装置，其特征在于，所述弹簧支撑装置为支撑板(15)，所述马歇尔试件模具(8)、弹簧(9)、支撑板(15)、拉压传感器(5)、千斤顶(6)、挡板(11)自右向左或自左向右依次布置。
9.根据权利要求8所述的浙青混合料层间抗剪强度辅助测量装置，其特征在于，所述弹簧(9)与马歇尔试件模具(8)之间还设置有圆形顶板(22)，所述支撑板(15)为圆形板。
10.根据权利要求2至6任一所述的浙青混合料层间抗剪强度辅助测量装置，其特征在于，还包括第二法向力施力机构； 所述第二法向力施力机构包括安装在马歇尔试件模具(8)右侧且自左向右依次布置的第二圆形顶板(20)、第二弹簧(17)、第二支撑板(21)、第二拉压传感器(18)、第二千斤顶(16)、第二挡板(19)以及与第二拉压传感器(18)相连的第二二次显示仪表；所述第二圆形顶板(20)与马歇尔试件模具(8)相连；所述第二弹簧(17)左端连接第二圆形顶板(20)、右端与第二支撑板(21)相连；所述第二拉压传感器(18)两端通过螺栓分别与第二支撑板(21)和第二千斤顶(16)相连； 所述法向力施力机构的挡板(11)、千斤顶(6)、拉压传感器(5)、横梁(4)自右向左依次布置，且位于马歇尔试件模具(8)左侧。
【文档编号】G01N3/24GK203785970SQ201420220015
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年4月30日 优先权日:2014年4月30日
【发明者】艾长发, 王福成, 辛春福, 阳恩慧, 秋实, 邱延峻 申请人:西南交通大学