一种沥青混合料铺装层与钢板粘结强度试验模具组件

1.本实用新型涉及一种试验模具，具体涉及一种沥青混合料铺装层与钢板粘结强度试验模具组件。


背景技术：

2.在公路钢桥面铺装设计中，沥青混合料铺装层与钢桥面之间的粘结强度是关键的力学设计指标，对该力学设计指标进行评价，可保证铺装层与钢桥面粘结牢固和耐久，不会发生层间推移和脱皮问题。
3.目前，国内评价该性能用的是拉伸粘结强度试验方法，参考相关行业设计标准，现行的粘结强度试验方法，要求先对钢板喷砂除锈，再在钢板表面成型防水粘结层，最后成型沥青混合料面板。而沥青混合料面板成型一般采用相关规范指出的轮碾法，试样尺寸大（300mm
×
300mm
×
50mm），与钢板一起成型工艺复杂。此外，粘结强度试验前要对沥青混凝土面板进行钻芯至钢板，以得到拉伸粘结强度试验圆柱形试件，钻芯增加制样难度。而且现行规范要求采用万能材料试验机进行拉伸粘结强度试验，常规试样为板式试样，如图1所示，板式试样尺寸和重量大，无专用上、下拉头，导致试样安装困难，拉伸时难以保证试件纵轴与上、下拉头中心连线在同一直线，试验结果离散性较大。
4.因此，研制一种制样方便、操作简单的沥青混合料铺装层与钢板粘结强度试验模具组件，是解决上述技术问题的关键所在。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种制样方便、操作简单的沥青混合料铺装层与钢板粘结强度试验模具组件。
6.本实用新型采用的技术方案为：一种沥青混合料铺装层与钢板粘结强度试验模具组件，包括筒体、上拉头、下拉头、上夹具和下夹具；所述筒体上下开口；所述下拉头安装于筒体的下部，下拉头采用钢材制作，其顶部设防水粘结层；沥青混合料灌入上下拉头之间的筒体内，击实后与下拉头表面的防水粘结层粘结，养护形成圆柱形试件；圆柱形试件成型后拆模，其上端固定有上拉头；所述下拉头的下端与下连接件的上端相连，下连接件的下端可与万能材料试验机的下夹具相连；所述上拉头的上端中部与上连接件的下端相连，上连接件的上端可与万能材料试验机的上夹具相连；上下拉头、上下连接件、圆柱形试件及万能材料试验机上下夹具的轴线共线。
7.按上述方案，所述筒体为两端开口的圆柱体结构。
8.按上述方案，在圆柱形试件的上表面涂覆有用于粘附上拉头的环氧胶黏剂。
9.按上述方案，上下连接件结构相同，均为直杆万向球头连杆，包括球头夹持器、万向球头、头部连杆和装配螺栓；所述万向球头和头部连杆安装在球头夹持器内，万向球头的一侧固定有螺母，所述装配螺栓的一端与螺母相连，装配螺栓的另一端与上拉头或下拉头螺纹连接；所述万向球头的另一端与头部连杆的一端相连，头部连杆的另一端外部的球头
夹持器可与万能材料试验机的上夹具或下夹具相连；所述装配螺栓、球头夹持器和头部连杆三者的轴线共线。
10.按上述方案，所述头部连杆端部处的球头夹持器外表面上设有用于万能材料试验机夹具限位的凸起。
11.按上述方案，所述上拉头的顶部中心开设有与上连接件装配螺栓适配的螺纹孔，上拉头与上连接件的装配螺栓螺纹连接；所述下拉头的底部中心开设有与下连接件装配螺栓适配的螺纹孔，下拉头与下连接件的装配螺栓螺纹连接。
12.按上述方案，所述沥青混合料为浇注式沥青混合料、改性沥青混合料、环氧沥青混合料和环氧树脂混合料中的一种。
13.按上述方案，筒体采用金属材料制作。
14.本实用新型的有益效果为：
15.1、本实用新型中的下拉头安装在筒体内，且采用钢材制作，其即作为底座又作为试验钢材，顶部形成防水粘结层；沥青混凝土在筒体内击实后与下拉头的防水粘结层一体成型，形成圆柱形试件，试件脱模即可，无需再对沥青混凝土钻芯制样，大大降低了制样难度；
16.2、本实用新型中上下拉头设置有专用的上下连接件，上下连接件内设有万向球头方便调整（万向球头可实现变角度拉力传递，用于需要改变传力轴线方向的位置），可使上下连接件、试验组件、上下拉头的中心线位于同一连线上，拉伸时各构件共同承受轴向方向拉力，可使粘结强度试验结果更准确；
17.3、本实用新型中各部件可拆卸和重复使用，拆装方便，且能保证试件的完整性，不容易对试件造成损坏；
18.4、本实用新型结构简单，制样成本低廉且高效，拆装方便、操作简单。
附图说明
19.图1为常规试验中板式试样的试验示意图。
20.图2为本实用新型一个具体实施例的工作示意图（筒体未示出）。
21.图3为本实施例筒体中沥青混凝体试件的制样示意图。
22.图4为本实施例中下拉头的结构示意图（未示意防水粘结层）。
23.图5为本实施例中下拉头的结构示意图（带有防水粘结层）。
24.图6为本实施例中下拉头与筒体的连接示意图。
25.图7为本实施例中脱模后沥青混凝土-防水粘结层-钢板铺装形成的整体结构圆柱形试样示意图。
26.图8为本实施例中圆柱形试样表面涂环氧胶黏剂的示意图。
27.图9为本实施例中整体试验组件的结构示意图。
28.图10为本实施例中上连接件的结构示意图。
29.图11为本实施例中上连接件的剖视图。
30.其中：1、筒体；2、上拉头；3、下拉头；4、沥青混合料；5、防水粘结层；6、螺母；7、环氧胶黏剂；8、上连接件；9、下连接件；10、万向球头；11、装配螺栓；12、头部连杆；13、球头夹持器。
具体实施方式
31.为了更好地理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步地描述。
32.如图2所示的一种沥青混合料铺装层与钢板粘结强度试验模具组件，包括筒体1、上拉头2、下拉头3、上夹具和下夹具；所述筒体1上下开口；所述下拉头3安装于筒体1的下部，下拉头3采用钢材制作，其顶部设防水粘结层5；沥青混合料4灌入上下拉头3之间的筒体1内，击实后与下拉头3表面的防水粘结层5粘结，养护形成圆柱形试件，如图3和图7所示；圆柱形试件成型后拆模（从筒体1内脱离），其上端固定有上拉头2；所述下拉头3的下端与下连接件9的上端相连，下连接件9的下端可与万能材料试验机的下夹具相连；所述上拉头2的上端中部与上连接件8的下端相连，上连接件8的上端可与万能材料试验机的上夹具相连；上下拉头3、上下连接件9、圆柱形试件及万能材料试验机上下夹具的轴线共线，且轴线竖直。
33.本实用新型中，所述沥青混合料4为浇注式沥青混合料、改性沥青混合料、环氧沥青混合料和环氧树脂混合料中的一种，均可用于钢桥面铺装的混合料。
34.优选地，所述筒体1为两端开口的圆柱体结构；筒体1采用金属材料制作。
35.优选地，所述下拉头3的顶部抛丸打磨除锈处理，使表面清洁度和粗糙度达到设计要求，再涂刷防水粘结材料，形成防水粘结层5，如图5所示。
36.优选地，在圆柱形试件的上表面涂覆有用于粘附上拉头2的环氧胶黏剂7。
37.优选地，上下连接件9结构相同，均为直杆万向球头连杆，包括球头夹持器13、万向球头10、头部连杆12和装配螺栓11；所述万向球头10和头部连杆12安装在球头夹持器13内，万向球头10的一侧固定有螺母6（螺母6位于球头夹持器13的外部），所述装配螺栓11的一端与螺母6相连，装配螺栓11的另一端与上拉头2或下拉头3螺纹连接；所述万向球头10的另一端与头部连杆12的一端相连，头部连杆12的另一端外部的球头夹持器13可与万能材料试验机的上夹具或下夹具相连。安装并调整到位后，可使装配螺栓11、球头夹持器13和头部连杆12三者的轴线共线，承受轴向负荷，如图10和图11所示。
38.本实用新型中，所述直杆万向球头连杆是一种球面滑动轴轴承，其滑动接触表面是一个内球面和外球面，二者相对动运时可实现角度的调整；直杆万向球头连杆的结构和功能均为现有技术，这里不再赘述。
39.优选地，所述头部连杆12端部处的球头夹持器13外表面上设有用于万能材料试验机夹具限位的凸起。
40.具体地，如图4和图5所示，所述上拉头2的顶部中心开设有与上连接件8装配螺栓11适配的螺纹孔，上拉头2与上连接件8的装配螺栓11螺纹连接；所述下拉头3的底部中心开设有与下连接件9装配螺栓11适配的螺纹孔，下拉头3与下连接件9的装配螺栓11螺纹连接。
41.本实施例中，筒体1的内径为101.6mm，外径为112.0mm，高150mm。上拉头2和下拉头3安装于筒体1内，二者的外周面与筒体1的内壁面适配。下拉头3为直径为100.8mm、厚20mm的圆柱铁块，底部中心开有内径14mm、深度15mm的m14螺纹孔。下拉头3表面抛丸打磨除锈处理，涂刷防水粘结剂，形成防水粘结层5后，放入圆柱形金属筒体1，下拉头3的底部与筒体1的下端口平齐，作为底座，倒入热拌沥青混合料4击实成型沥青混凝土试件，沥青混凝土试件直径为101.6mm,高63.5mm
±
1.3mm。上拉头2为直径为100.8mm、厚20mm的圆柱铁块，其顶部中心开设有内径14mm、深度为15mm的m14螺纹孔；下拉头3的下表面通过环氧胶黏剂7与沥
青混凝土试件表面粘结。
42.本实用新型的工作原理及使用方法具体如下：
43.（1）、下拉头3表面抛丸打磨除锈处理，使表面清洁度和粗糙度达到设计要求，如图4。
44.（2）、按设计要求在除锈处理好的下拉头3表面涂刷防水粘结材料，形成防水粘结层5，并按要求养护，见图5。
45.（3）、将表面成型且养护好防水粘结层5的下拉头3安装在筒体1内，见图6。
46.（4）、将提前拌制好的热拌沥青混合料4倒入筒体1，通过马歇尔击实成型仪单面击实成型沥青混凝土试件（本实施例中，沥青混凝土试件的直径为101.6mm,高为63.5
±
1.3mm），击实次数以试件达到沥青混凝土设计要求的密度为准，见图3。
47.（5）、沥青混凝土养护后脱模，得到沥青混凝土-防水粘结层5-钢板铺装形成的整体结构圆柱形试样，见图7。
48.（6）、打磨处理掉圆柱形试样上表面的沥青膜，露出表面骨料，涂上环氧胶黏剂7，用于粘附上拉头2，见图8。
49.（7）、将上拉头2粘附在环氧胶黏剂7涂层上，养护后得到上拉头2-沥青混凝土-防水粘结层5-下拉头3的整体试件。
50.（8）、将上、下连接件9分别安装在上下拉头3，形成完整的拉伸粘结强度试验组件，见图2。
51.（9）、将试验组件保温至设定的验温度后，利用万能材料试验机的上夹具先夹紧上连接件8，利用万向球头和重力作用调整各结构，使试验组件、上下拉头3和上下连接件9的中心线位于同一直线上，再利用万能材料试验机的下夹具夹紧下连接件9，如图2所示。
52.（10）、启动万能材料试验机，进行沥青混合料4与钢板粘结强度的检测；此为现有技术，这里不再赘述。
53.本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
54.最后应说明的是，以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。