沥青混合料振动旋转压实仪的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及机械领域，尤其涉及一种沥青混合料振动旋转压实仪。
【背景技术】
[0002] 当前，沥青路面已成为高等级公路和城市道路的主要路面形式，而且有条件的地 区在次等级道路上也首选沥青路面形式，主要原因在于沥青路面的施工工期短、美观、车辆 行驶舒适、没有接缝和维修方便。根据《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)的要 求，沥青路面摊铺后应及时进行压实，包括初压、复压和终压三个过程，复压是形成沥青路 面结构性能和耐久性能的关键环节，需要保证沥青面层具有足够的密实度，这不仅需要合 理的碾压方式和足够的压实功，也取决于合理的沥青混合料级配组成和沥青用量。室内试 验主要包括沥青混合料配合比设计和生产过程中的沥青混合料路用性能验证，这需要和施 工现场的路面压实模式相吻合，这样室内试验结果才能更好地指导现场施工。目前，施工现 场普遍采用振动钢路压路机进行沥青路面的初压和前期复压，激振作用使得高温状态下的 沥青混合料的骨料体系迅速协调、嵌挤和填充；而随后进行的轮胎压路机碾压属于后期复 压过程，碾压轮的柔性结合30吨以上的压力对沥青混合料形成搓揉作用，进一步排挤面层 中的空隙。
[0003] 沥青混合料标准试件成型是沥青混合料路用性能测试的第一步，也是关键步骤之 一。现行沥青混合料试验规程规定了马歇尔击实法、轮碾成型法和搓揉压实成型法，而搓揉 压实主要有旋转压实法和旋转剪切成型法。马歇尔击实法依靠重锤击实试模中的混合料， 易破碎混合料中的粗集料，与施工现场所用的振动钢轮压路机和轮胎压路机的作用机理相 去甚远，击实法明显落后于施工实际。规程规定的搓揉压实法能模拟轮胎压路机的压实过 程，但未考虑振动压路机的激振作用。而目前诸多设备开发和实验研宄工作只基于搓揉或 振动的单一作用方式，但是沥青路面施工过程中兼有振动钢轮压路机的激振压实和轮胎压 路机的搓揉压实过程，实际上钢轮压路机的振动压实已使沥青混合料进入密实度得以提高 的复压阶段。因此，综合考虑激振与搓揉作用，尽可能拟合现场沥青路面压实过程，开发相 关室内试验设备，实验结果才能更好地指导现场施工。
[0004] 目前国内外均开展了振动压实成型沥青混合料设备及工艺的研发工作，并证明了 振动成型方法更适用于大粒径碎石沥青混合料和骨架密实型混合料。但将搓揉和振动的作 用模式进行整合而开发的仪器设备、及相应的沥青混合料成型工艺仍鲜见报道。 【实用新型内容】
[0005] 本实用新型的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种整合了激振和搓 揉作用，模拟施工现场的钢轮压路机和轮胎压路机对沥青混合料的压实过程，设计出机构 简单、维护方便、造价低、压实作用模式直接明了的沥青混合料成型设备。
[0006] 一种沥青混合料振动旋转压实仪，包括：用于盛放沥青混合料的筒模，筒模内设置 有用于分别从上下两个面挤压筒模内沥青混合料的上压头和下压头；所述上压头通过压杆 连接有驱动上压头上下运动的上驱动装置，压杆上还设置有带动上压头振动的激振装置； 所述筒模下方安装有驱动筒模做圆周倾斜旋转运动的旋转揉搓装置。
[0007] 进一步地，如上所述的沥青混合料振动旋转压实仪，所述上驱动装置包括：气缸， 气缸与压杆的一端连接，其另一端与上压头固定连接。
[0008] 进一步地，如上所述的沥青混合料振动旋转压实仪，所述激振装置包括：上横梁， 所述上横梁套接在压杆上，在压杆上固定有用于阻止上横梁继续下滑的挡块，在上横梁上 固定有振动电机，所述振动电机以压杆为对称轴分布固定在上横梁的两侧，在上横梁的两 端分别设置有导向轮，两个导向轮分别沿着纵向轨道可上下滑动。
[0009] 进一步地，如上所述的沥青混合料振动旋转压实仪，所述旋转揉搓装置包括：固定 在筒模下方的旋压底盘，所述旋压底盘的下方设置有能够顶推旋压底盘的边缘做沿圆周向 周期性起伏的旋转顶推装置。
[0010] 进一步地，如上所述的沥青混合料振动旋转压实仪，所述旋转顶推装置包括：中横 梁、旋压底盘、球形端头拉杆、滚轮、旋转横梁、弹簧；
[0011] 所述中横梁的两端固定在反力框架的两侧，在中横梁的中心开有一个圆孔，以该 圆孔为中心，在中横梁上沿圆周均匀分布有若干第一拉杆孔，该第一拉杆孔包括一个半圆 形凹槽和设置在半圆形凹槽底部的通孔；
[0012] 所述旋压底盘包括底板、对中连接钢筒、顶压环，所述底板的中心设置有支承杆套 孔；所述对中连接钢筒可拆卸地固定安装在底板的中心，顶压环设置在对中连接钢筒的顶 部边缘并对中；在底板的圆周上设置有与所述第一拉杆孔位置对应的第二拉杆孔；
[0013] 所述旋压底盘的对中连接钢筒下部穿过中横梁的圆孔后与底板固定连接；顶压环 的内侧设置有内螺纹，筒模的下部设置有外螺纹，筒模下部外螺纹与顶压环内螺纹旋紧，从 而实现筒模与旋压底盘固定连接在一起；
[0014] 套有弹簧的球形端头拉杆的通过所述第一拉杆孔与第二拉杆孔连接在中横梁与 旋压底盘之间；
[0015] 所述支承杆穿过所述旋压底盘的支承杆套孔后与下压头固定连接；所述旋转横梁 设置在旋压底盘的下方，滚轮固定在旋转横梁的一端，所述滚轮的轮子顶抵在旋压底盘边 缘的底面上，滚轮随旋转横梁的旋转做圆周运动。
[0016] 进一步地，如上所述的沥青混合料振动旋转压实仪，旋转横梁的下方固定有驱动 其旋转的旋转机构，旋转机构通过第一滚针轴承套接于支承杆上，旋转机构的下部外围圆 周上设置有齿槽，该齿槽与蜗杆减速机的牙盘咬合，蜗杆减速机通过电机驱动。
[0017] 进一步地，如上所述的沥青混合料振动旋转压实仪，还包括设置在旋转横梁下方 的顶升装置，所述顶升装置包括：顶升器、套筒、链条、慢速电机；
[0018] 所述顶升器设置在旋转机构下方、且通过第二滚针轴承套接在支承杆上，顶升器 和旋转机构之间设置有推力球轴承；
[0019] 顶升器的下部设有一个圆形凸台，该圆形凸台上设置有外螺纹，套筒上设置有内 螺纹，圆形凸台的外螺纹啮合于套筒的内螺纹；
[0020] 套筒固定于下横梁；
[0021] 在顶升器的上部外围设置有牙盘，链条与顶升器外围的牙盘啮合，链条由慢速电 机驱动其传动。
[0022] 进一步地，如上所述的沥青混合料振动旋转压实仪，在压杆上安装有第一压力计 和第三压力计，该第一压力计安装在上横梁与上压头之间，用于测量并控制气缸施加的恒 定压力和振动电机施加的激振力；第三压力计安装在反力框架上，用于测量压杆的竖向位 移量。
[0023] 进一步地，如上所述的沥青混合料振动旋转压实仪，在旋压底盘的两端分别设置 第一位移计、第二位移计，所述第一位移计、第二位移计在旋压底盘的同一直径上，用于测 算筒模产生的倾斜角。
[0024] 进一步地，如上所述的沥青混合料振动旋转压实仪，在滚轮的下方设置有用于计 算沥青混合料在倾斜过程中所受水平剪切力的第二压力计；在滚轮的一侧设置有用于记录 滚轮所转圈数的计数器。
[0025] 本实用新型提供的沥青混合料振动旋转压实仪，通过与压杆连接的上驱动装置对 驱动上压头对筒模内的沥青混合料从上面进行挤压，通过设置在压杆上激振装置对筒模内 的沥青混合料进行激振；通过与支承杆连接的下驱动装置对筒模内的沥青混合料从底面进 行挤压，通过筒模下方安装的旋转揉搓装置对筒模内的沥青混合料进行揉搓，从而实现了 本仪器以恰当的振幅和频率对筒模中的沥青混合料进行激振揉搓压实，以形成一定密实度 的标准圆柱体试件，成型的标准圆柱体试件可进行密度、孔隙率、稳定度、劈裂强度等物理 力学性能试验。
【附图说明】
[0026] 图1为本实用新型沥青混合料振动旋转压实仪结构示意图；
[0027] 图2为图1中A的局部放大图；
[0028] 图3为本实用新型旋压底盘剖面结构示意图；
[0029] 图4为本实用新型旋转顶推装置当旋压底盘倾斜时的状态图；
[0030] 图5为图3的俯视图；
[0031] 图6为从中横梁向下俯视的部分透视图；
[0032] 图7为本实用新型下驱动装置机构示意图；
[0033] 图8为本实用新型中横梁剖面结构示意图；
[0034] 图9为本实用新型上压头剖面图；
[0035] 图10为本实用新型上压头俯视图。
[0036] 附图标记：
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