[發(fā)明專利]一種瀝青路面反射裂縫擴展模擬試驗裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710019147.5
• 申請日: 2007-11-21
• 公開（公告）號: CN101178340A
• 公開（公告）日: 2008-05-14
• 發(fā)明（設計）人: 王松根;陳拴發(fā);馬慶雷;李祖仲;鄭木蓮
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G01N3/00
• 分類號: G01N3/00;G01N33/42
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司
• 代理人: 陸萬壽

技術領域

本發(fā)明涉及公路工程瀝青路面的抗裂性研究領域，特別涉及提出一種瀝青路面反射裂縫擴展模擬試驗裝置。

背景技術

自20世紀70年代起，國內外道路工程界對瀝青路面反射裂縫的研究一直十分活躍，弄清反射裂縫的產(chǎn)生過程和提出有效的防治措施是解決反射裂縫的兩個核心問題。因此，對這兩個問題的研究是提高瀝青路面耐久性的關鍵所在。盡管靜力分析法、斷裂及損傷力學和有限元方法為分析瀝青面層的反射裂縫提供了理論基礎，但由于路面結構的復雜性及材料參數(shù)的變異性等因素，僅從理論分析并不能完全解決反射裂縫的研究課題，理論分析與實際工程應用存在一定差距，為了把兩者聯(lián)系起來，必須通過室內試驗，在較短時間內，控制主要試驗因素進行試驗分析研究，評價不同結構瀝青路面的抗裂性能。

近年來，國內外科研機構已進行了許多針對于瀝青路面反射裂縫的室內試驗，開發(fā)了相應的試驗設備和試驗方法，主要可分為以下幾類：1)直接拉伸試驗。如加拿大渥太華學者A.Shalaby采用重復液壓加荷機對現(xiàn)場攤鋪、碾壓后的瀝青混凝土切塊(尺寸為45cm×15cm×7cm，包括有缺口及無缺口兩種)進行重復拉伸疲勞試驗；荷蘭H.V.Duijn在小塊混凝土板上鋪筑了純?yōu)r青混凝土、無紡聚丙稀格柵PP、聚酯格柵PET和玻璃纖維氈Glasphalt等幾種瀝青加鋪層結構進行直接拉伸試驗，對比各種材料的抗拉伸能力。2)間接拉伸試驗。奧地利維也納大學E.K.Tschegg等人采用劈裂試驗來評定層間粘結強度和單位斷裂能。3)彎曲一拉伸疲勞試驗。意大利Bologna大學的G.Dondi采用無加筋瀝青混凝土、無紡土工布、聚丙稀土工格柵和土工織網(wǎng)等幾種材料的瀝青加鋪層進行三點彎曲疲勞試驗，對不同夾層的瀝青加鋪結構抗裂性能進行評價。法國Limoges土木工程實驗室進行了有跨中槽口試件的三點彎曲試驗，獲取了計算應力強度因子K及Paris規(guī)律的系數(shù)C和P值，從而利用da/dN＝C(ΔK)p式計算疲勞破壞壽命。同濟大學采用無切口有加筋層試件，加鋪層結構分別為含聚乙稀網(wǎng)層、無紡土工布、特種鋼絲格柵夾層的試件和普通瀝青混凝土，在溫度為-3℃、15℃和60℃條件下進行靜載試驗。4)剪切疲勞試驗。華南建設學院采用自制的剪切裝置模擬了II型裂縫的剪切疲勞破壞。葡萄牙J.B.Sousa采用了Cox&Sons公司生產(chǎn)的反射裂縫儀(CS7000和CS7200系統(tǒng))對試件進行了剪切和拉裂重復加載試驗，模擬了I型及II型裂縫的聯(lián)合作用。5)試板疲勞試驗。日本NAGATO.ABC及英國諾丁漢大學均采用了試板輪跡疲勞試驗，采用滾動的輪子模擬接縫兩側的偏荷載及中荷載作用對瀝青路面所產(chǎn)生的疲勞作用。

縱觀以上各種針對瀝青路面反射裂縫疲勞試驗，主要基于現(xiàn)象學法或力學近似法。從現(xiàn)象學法的角度，分析了瀝青或夾層材料對混合料抗裂性的影響，未涉及路面結構變化導致整個路面抗裂性能的差異性；從力學近似法的角度，視瀝青混合料為均質、彈性、各向同性，分析了瀝青混合料裂縫擴展規(guī)律，但其計算結果與工程實際存在較大差別，因此，兩種方法均未徹底揭示瀝青混合料在荷載作用下的損傷、疲勞及斷裂機理。

瀝青混合料集粘彈塑性和非均質性等為一體，已有的試驗方法或計算模型不能全面真實地反映路面結構反射裂縫形成、擴展及斷裂規(guī)律，開發(fā)一種較真實地反映瀝青路面結構在荷載作用下其反射裂縫形成、擴展的試驗儀，具有非常重要的現(xiàn)實意義。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種瀝青路面反射裂縫擴展模擬試驗裝置，該裝置可進行張拉型和剪切型反射裂縫擴展大比例尺寸試驗，分析比較不同瀝青路面結構或材料的防裂效果，獲取相關的計算參數(shù)并驗證理論計算結果，為瀝青路面結構設計提供可靠的試驗依據(jù)。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案，包括環(huán)境箱，以及放置在環(huán)境箱內的瀝青路面模擬平臺和反射裂縫測試儀，其特征在于，所述反射裂縫測試儀包括水平方向張拉疲勞試驗部件、豎向剪切疲勞試驗部件和數(shù)據(jù)采集部件；所述瀝青路面模擬平臺，包括焊接為一體的固定試驗料車與料車機座，以及可在料車機座導軌上水平移動的活動試驗料車。

所述料車機座上設置有導軌，導軌上設置有滾軸，活動試驗料車可在該導軌上水平移動，所述活動試驗料車還具有連接橫梁，所述固定試驗料車和活動試驗料車分別設置有料車擋板和擋板插槽。

所述水平方向張拉疲勞試驗部件包括通過連接橫梁及連接銷與活動試驗料車相連接的電液伺服執(zhí)行機，所述電液伺服執(zhí)行機由伺服液壓油站提供動力源。