一种无机结合料稳定材料不均匀收缩测量装置及方法

1.本技术涉及公路仪器技术领域，尤其涉及一种无机结合料稳定材料不均匀收缩测量装置及方法。


背景技术：

2.道路半刚性基层主要由一定的集料级配和无机结合料在最佳含水率的条件下碾压成型，经过一段时间水化反应，使得成为半刚性结构层。在这段时间内在基层顶面常伴随横向裂缝的产生，进而反射到沥青路面形成反射裂缝，使得道路耐久性、安全性、稳定性下降。
3.而基层裂缝产生的主要原因有基层的水分不断蒸发，形成毛细管导致材料表面产生吸附力，使得无机结合料稳定材料体积收缩进而产生裂缝，还有可能是由于材料自身的干缩和膨胀同时发生，产生的应力超过材料自身的抵抗能力，使得裂缝产生。
4.传统对这种裂缝的检验方法是《jtg e51-2009公路工程无机结合料稳定材料试验规程》中的t0854-2009无机结合料稳定材料干缩试验方法。该方法只能检测梁式试件整体的干燥收缩状况，而对于材料自身的膨胀带来的不均匀性收缩无法直接观测到。因此本技术要对无机结合料稳定材料的不均匀收缩进行检测，从而为半刚性基层的抑裂性提供更好的数据支撑。


技术实现要素：

5.本技术的实施例提供一种无机结合料稳定材料不均匀收缩测量装置及方法，可以直接检测出无机结合料稳定材料的不均匀收缩，为半刚性基层的路用性能检测提供更加精确的指标信息。
6.为达到上述目的，一方面，本技术的实施例提供了一种无机结合料稳定材料不均匀收缩测量装置，包括试件底座、测量台、竖向支架、横向支架和传动装置；所述试件底座用于放置待测梁式试件；所述试件底座的侧面设有横向导轨；所述横向支架与所述试件底座滑动连接；所述竖向支架的两端分别连接所述横向支架和所述测量台；所述测量台上设有位移测量装置；所述试件底座上还设有传动装置；所述传动装置能够带动所述横向支架沿所述横向导轨的延伸方向滑动。
7.进一步地，所述横向支架上设有滚轮组，所述滚轮组包括两个滚轮，两个所述滚轮均能够在所述横向导轨内滑动，且两个所述滚轮分别靠近所述横向支架的左右边缘设置。
8.进一步地，所述横向导轨为两个，两个所述横向导轨上下平行设置；所述滚轮组为两组，两组所述滚轮组与两组所述横向导轨一一对应。
9.进一步地，所述测量台可拆卸连接在所述竖向支架上；所述竖向支架上设有竖直滑轨，所述测量台靠近所述竖向支架的一侧设有与所述竖直滑轨相适配的滑块，且所述位移测量装置的滚轮伸出所述测量台远离所述竖向支架的一侧。
10.进一步地，所述试件底座的底部设有多个调平旋钮。
11.进一步地，所述传动装置包括减速电机、第一齿轮、第二齿轮和履带；所述减速电机固定在所述试件底座上，所述第一齿轮设置在所述减速电机的输出轴上，所述第二齿轮通过转动轴连接在所述试件底座的侧壁上，所述履带与所述第一齿轮和第二齿轮均啮合，且张紧在所述第一齿轮和第二齿轮之间。
12.进一步地，还包括控制单元，所述控制单元与所述减速电机电连接，所述控制单元能够控制所述减速电机的启停，使得横向支架在多个预设的位置处均停止，且相邻两个预设位置之间的距离相等。
13.另一方面，本技术的实施例还提供了一种基于上述无机结合料稳定材料不均匀收缩测量装置的测量方法，包括以下步骤：步骤一、在预设时间点对待测梁式试件的变形量进行测量；所述预设时间点包括试件龄期为终凝时间、试件龄期30天、试件龄期60天、试件龄期90天和试件龄期180天；步骤1.1、将待测梁式试件放置于试件底座的预设位置上；步骤1.2、在待测梁式试件靠近横向支架一侧的左棱边上标记起点的位置；步骤1.3、调整横向支架和竖向支架确保位移测量装置与待测梁式试件的棱边上的起点相对应，并获取位移测量装置的第一个测量值；步骤1.4、启动控制单元，在横向支架每次停止的位置，获取位移测量装置的其余测量值；步骤二、对各龄期得到的数据进行求方差，并根据方差的大小反映出无机结合料稳定材料的不均匀收缩性。
14.进一步地，所述起点为多个，相邻两个所述起点的间距相等，且位于上端的所述起点与上顶点之间的距离以及位于下端的所述起点与下顶点之间的距离均大于1cm。
15.进一步地，所述步骤1.3之后还包括步骤1.5、将待测梁式试件水平旋转180
°
后，重复步骤1.2至步骤1.4。
16.本技术相比现有技术具有以下有益效果：
17.1、本技术实施例无机结合料稳定材料不均匀收缩测量装置通过传动装置中的履带带动测量台沿试件底座滑动，通过控制单元控制传动装置中的减速电机的启停，从而使测量台按设定的距离移动且保持一定时间后进行下次移动，进而保证数据采集点的均匀性和可记录性，由此可以直接检测出无机结合料稳定材料的不均匀收缩，为半刚性基层的路用性能检测提供更加精确的指标信息。
18.2、本技术实施例无机结合料稳定材料不均匀收缩测量方法通过在试件的不同龄期，检测同一位置的变形量，然后将所得到的数据进行求方差，再根据方差的大小反映出无机结合料稳定材料的不均匀收缩性，检测结果更直观和准确。
19.3、本技术实施例无机结合料稳定材料不均匀收缩测量方法通过在待测梁式试件通过在相对的两侧侧面，以及各侧面的不同高度测量多组值，得到更多的数据，检测出的无机结合料的不均匀收缩性更准确。
附图说明
20.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本技术实施例无机结合料稳定材料不均匀收缩测量装置的一个角度立体结
构示意图；
22.图2为本技术实施例无机结合料稳定材料不均匀收缩测量装置另一个角度的立体结构示意图；
23.图3为本技术实施例无机结合料稳定材料不均匀收缩测量装置中横向支架、竖向支架、测量台和传动装置的连接结构示意图；
24.图4为本技术实施例无机结合料稳定材料不均匀收缩测量装置中竖向支架和测量台的连接结构示意图；
25.图5为本技术实施例无机结合料稳定材料不均匀收缩测量装置中试件底座的立体结构示意图。
具体实施方式
26.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
27.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
28.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
29.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
30.参照图1和图2，本技术的实施例提供了一种无机结合料稳定材料不均匀收缩测量装置，包括试件底座1、测量台2、竖向支架3、横向支架4、传动装置5和控制单元(图中未示)。试件底座1用于放置待测梁式试件8。试件底座1的侧面设有横向导轨11，横向支架4与试件底座1滑动连接，竖向支架3的两端分别连接横向支架4和测量台2。测量台2上设有位移测量装置6。试件底座1上还设有传动装置5，传动装置5能够带动横向支架4沿横向导轨11的延伸方向滑动。
31.参照图3，试件底座1为长方体，试件底座1的上表面用于放置待测梁式试件8，试件底座1的上表面上设有定位板13，由此不仅可以将待测梁式试件8准确定位，提高检测精度，还便于操作。横向导轨11为两个，两个横向导轨11上下平行设置在试件底座1的前侧面上。横向导轨11尺寸需严格把控，避免在测量过程中整个装置倾覆。试件底座1的底部设有多个调平旋钮12，可以通过调平旋钮12进行调平，也可以在其上设置水准气泡，还可以通过外在设备进行验证。
32.参照图1和图4，横向支架4为开口向前的空心立方体，其内部设有履带连接装置
41，传动装置5连接在履带连接装置41上。横向支架4的后侧面上设有两组滚轮组，两组滚轮组与两组横向导轨11一一对应。两组滚轮组均包括两个滚轮42，两个滚轮42均能够在横向导轨11内滑动，且两个滚轮42分别靠近横向支架4的左右边缘设置。
33.参照图4和图5，横向支架4的上表面上连接竖向支架3，竖向支架3上设有竖直滑轨31，测量台2为矩形板，测量台2的前侧面上设有与竖直滑轨31相适配的滑块。具体的，竖直滑轨31为两个，两个竖直滑轨31相对于竖向支架3左右方向的中心线对称设置，且分别靠近竖向支架3的左右边缘。
34.为了便于调整测量台2的高度，测量台2可拆卸连接在竖向支架3上。具体的，竖向支架3上设有两个沿竖直方向延伸的长条孔32，两个长条孔32均位于两个竖直滑轨31之间，且相对于竖向支架3左右方向的中心线对称设置。测量台2上设有两个螺纹孔，螺栓21的一端穿过对应的长条孔32后与测量台2紧固。
35.测量台2上设有位移测量装置6，在一些实施例中，位移测量装置6为千分表，千分表上安装有千分表滚轮7，千分表滚轮7伸出测量台2远离竖向支架3的一侧。在另一些实施例中，位移测量装置6也可以是位移传感器，此处不做限制。
36.参照图2，传动装置5包括减速电机51、主动齿轮52、从动齿轮53和履带54。减速电机51固定在试件底座1的左侧面上，主动齿轮52设置在减速电机51的输出轴上，从动齿轮53通过转动轴连接在试件底座1的右侧壁上，履带54与主动齿轮52和从动齿轮53均啮合，且张紧在主动齿轮52和从动齿轮53之间。
37.控制单元与减速电机51电连接，控制单元能够控制减速电机51的启停，使得横向支架4在多个预设的位置处均停止，且相邻两个预设位置之间的距离相等。
38.本技术的实施例无机结合料稳定材料不均匀收缩测量装置的安装及使用过程如下：
39.第一步，将试件底座1放在平坦区域，转动调平旋钮12使得试件底座1的上表面水平，以确保后面的数据收集不会存在较大误差。
40.第二步，将测量台2与竖向支架3进行连接，使得测量台2可以在竖向滑轨31内自由滑动。需要注意的是：将螺栓21穿过长条孔32后连接测量台2时，测量台2应保持不动。
41.第三步，将横向支架4与试件底座1连接，使得四个滚轮42可以在对应的横向滑轨11中自由滑动，且不会出现里外松动，以确保采集的数据不会出现较大误差。
42.第四步，将第二步组装的装置与横向支架4进行连接，限制其自由度，保障数据的准确性。
43.第五步，将传动装置5与试件底座1安装，将减速电机51、主动齿轮52和从动齿轮53安装在固定区域后，先将一侧履带54穿过横向支架4，并采用螺钉或其它手段使履带54与横向支架4内的履带固定装置41连接，使两者不会出现分离，然后将履带54与主动齿轮52和从动齿轮53啮合，再将另一侧履带54与履带固定装置41连接，调节履带松紧程度，最后将减速电机51与控制单元电连接。
44.第六步，给装置通电，打开控制单元，查看测量台2是否等间距等时差移动。
45.第七步，将千分表端部安装上千分表滚轮7，检查千分表滚轮7可自由转动且与千分表安装稳固。
46.另一方面，本技术的实施例还提供了一种基于上述无机结合料稳定材料不均匀收
缩测量装置的测量方法，包括以下步骤：
47.s1、将装置安装完成后，取出刚成型(试件龄期等于终凝时间)的待测梁式试件8，使梁试件的后侧面a与定位板13紧贴，梁试件的前侧面b朝向测量台2。
48.s2、将梁试件的b1棱边，除去距上下边1cm后的其余部分等分为多份，推荐等分5-15份，应根据不同尺寸梁试件进行调整，等分后用记号笔做好标记。
49.s3、调节横向支架4使得上面的测量台2中心线稍偏于梁试件b1的棱边。
50.s4、调节竖向支架3使得千分表的滚轮接触最高的标记处，待千分表出现读数后，拧紧螺栓21，使其固定不动。
51.s5、控制单元驱动减速电机51转动，使千分表的滚轮可以在梁试件的前侧面b上滑动，当停止滑动时记录千分表数值，滑动距离推荐0.5cm-1.5cm，应根据不同尺寸梁试件进行调整。重复该步骤直到滑离梁试件b2边。
52.s6、然后待测梁式试件8水平旋转180
°
后，重复步骤s2至s5。
53.s7、测量结束后将该待测梁式试件8放置干缩室，注意搬运过程中不能对试件造成损伤。
54.s8、试件龄期到30天、60天、90天、180天时，重复步骤s1-s7，直到180天后停止检测。
55.s9、将各龄期得到的数据进行求方差，根据方差的大小即可反映出无机结合料稳定材料的不均匀收缩性。
56.以上，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何在本技术揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。