[實(shí)用新型]一種瀝青路面反射裂縫擴(kuò)展模擬試驗(yàn)裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200720126460.4
• 申請(qǐng)日: 2007-11-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201149565Y
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王松根;陳拴發(fā);馬慶雷;李祖仲;鄭木蓮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)安大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N3/00
• 分類號(hào): G01N3/00;G01N33/42
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 陸萬(wàn)壽

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及公路工程瀝青路面的抗裂性研究領(lǐng)域，特別涉及提出一種瀝青路面反射裂縫擴(kuò)展模擬試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)

自20世紀(jì)70年代起，國(guó)內(nèi)外道路工程界對(duì)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(guò)程和提出有效的防治措施是解決反射裂縫的兩個(gè)核心問(wèn)題。因此，對(duì)這兩個(gè)問(wèn)題的研究是提高瀝青路面耐久性的關(guān)鍵所在。盡管靜力分析法、斷裂及損傷力學(xué)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(chǔ)，但由于路面結(jié)構(gòu)的復(fù)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(shí)際工程應(yīng)用存在一定差距，為了把兩者聯(lián)系起來(lái)，必須通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)，在較短時(shí)間內(nèi)，控制主要試驗(yàn)因素進(jìn)行試驗(yàn)分析研究，評(píng)價(jià)不同結(jié)構(gòu)瀝青路面的抗裂性能。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外科研機(jī)構(gòu)已進(jìn)行了許多針對(duì)于瀝青路面反射裂縫的室內(nèi)試驗(yàn)，開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的試驗(yàn)設(shè)備和試驗(yàn)方法，主要可分為以下幾類：1)直接拉伸試驗(yàn)。如加拿大渥太華學(xué)者A.Shalaby采用重復(fù)液壓加荷機(jī)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)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(wú)缺口兩種)進(jìn)行重復(fù)拉伸疲勞試驗(yàn)；荷蘭H.V.Duijn在小塊混凝土板上鋪筑了純?yōu)r青混凝土、無(wú)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(jié)構(gòu)進(jìn)行直接拉伸試驗(yàn)，對(duì)比各種材料的抗拉伸能力。2)間接拉伸試驗(yàn)。奧地利維也納大學(xué)E.K.Tschegg等人采用劈裂試驗(yàn)來(lái)評(píng)定層間粘結(jié)強(qiáng)度和單位斷裂能。3)彎曲一拉伸疲勞試驗(yàn)。意大利Bologna大學(xué)的G.Dondi采用無(wú)加筋瀝青混凝土、無(wú)紡?fù)凉げ肌⒕郾⊥凉じ駯藕屯凉た椌W(wǎng)等幾種材料的瀝青加鋪層進(jìn)行三點(diǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)，對(duì)不同夾層的瀝青加鋪結(jié)構(gòu)抗裂性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。法國(guó)Limoges土木工程實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了有跨中槽口試件的三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)，獲取了計(jì)算應(yīng)力強(qiáng)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(jì)算疲勞破壞壽命。同濟(jì)大學(xué)采用無(wú)切口有加筋層試件，加鋪層結(jié)構(gòu)分別為含聚乙稀網(wǎng)層、無(wú)紡?fù)凉げ肌⑻胤N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(jìn)行靜載試驗(yàn)。4)剪切疲勞試驗(yàn)。華南建設(shè)學(xué)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(duì)試件進(jìn)行了剪切和拉裂重復(fù)加載試驗(yàn)，模擬了I型及II型裂縫的聯(lián)合作用。5)試板疲勞試驗(yàn)。日本NAGATO.ABC及英國(guó)諾丁漢大學(xué)均采用了試板輪跡疲勞試驗(yàn)，采用滾動(dòng)的輪子模擬接縫兩側(cè)的偏荷載及中荷載作用對(duì)瀝青路面所產(chǎn)生的疲勞作用。

縱觀以上各種針對(duì)瀝青路面反射裂縫疲勞試驗(yàn)，主要基于現(xiàn)象學(xué)法或力學(xué)近似法。從現(xiàn)象學(xué)法的角度，分析了瀝青或夾層材料對(duì)混合料抗裂性的影響，未涉及路面結(jié)構(gòu)變化導(dǎo)致整個(gè)路面抗裂性能的差異性；從力學(xué)近似法的角度，視瀝青混合料為均質(zhì)、彈性、各向同性，分析了瀝青混合料裂縫擴(kuò)展規(guī)律，但其計(jì)算結(jié)果與工程實(shí)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(jī)理。

瀝青混合料集粘彈塑性和非均質(zhì)性等為一體，已有的試驗(yàn)方法或計(jì)算模型不能全面真實(shí)地反映路面結(jié)構(gòu)反射裂縫形成、擴(kuò)展及斷裂規(guī)律，開(kāi)發(fā)一種較真實(shí)地反映瀝青路面結(jié)構(gòu)在荷載作用下其反射裂縫形成、擴(kuò)展的試驗(yàn)儀，具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種瀝青路面反射裂縫擴(kuò)展模擬試驗(yàn)裝置，該裝置可進(jìn)行張拉型和剪切型反射裂縫擴(kuò)展大比例尺寸試驗(yàn)，分析比較不同瀝青路面結(jié)構(gòu)或材料的防裂效果，獲取相關(guān)的計(jì)算參數(shù)并驗(yàn)證理論計(jì)算結(jié)果，為瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供可靠的試驗(yàn)依據(jù)。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案，包括環(huán)境箱，以及放置在環(huán)境箱內(nèi)的瀝青路面模擬平臺(tái)和反射裂縫測(cè)試儀，其特征在于，所述反射裂縫測(cè)試儀包括通過(guò)微機(jī)控制的水平方向張拉疲勞試驗(yàn)部件、豎向剪切疲勞試驗(yàn)部件和數(shù)據(jù)采集部件；所述瀝青路面模擬平臺(tái)，包括焊接為一體的固定試驗(yàn)料車與料車機(jī)座，以及可在料車機(jī)座導(dǎo)軌上水平移動(dòng)的活動(dòng)試驗(yàn)料車。

所述料車機(jī)座上設(shè)置有導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上設(shè)置有滾軸，活動(dòng)試驗(yàn)料車可在該導(dǎo)軌上水平移動(dòng)，所述活動(dòng)試驗(yàn)料車還具有連接橫梁，所述固定試驗(yàn)料車和活動(dòng)試驗(yàn)料車分別設(shè)置有料車擋板和擋板插槽。

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