[發明專利]一種瀝青混合料簡易真三軸試驗設備

有效

• 申請號: 201210078753.5
• 申請日: 2012-03-22
• 公開（公告）號: CN102620999A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 關宏信;鄭健龍;趙冰;羅增杰
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: G01N3/12
• 分類號: G01N3/12
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 黃美成

技術領域

本發明涉及一種瀝青混合料簡易真三軸試驗設備。

背景技術

瀝青路面在投入使用一段時間后都會出現各種各樣的破壞，如縱向開裂、橫向裂縫等，究其原因，其中一個很重要的因素是對瀝青混合料的強度特性認識不夠深入。

目前我國瀝青路面結構設計基于這樣一個破壞準則，即汽車荷載作用下瀝青路面結構內部產生的應力超過瀝青混合料的疲勞強度而發生破壞，其中的“應力”通常都采用單向應力，如層底拉應力，而其中的“疲勞強度”則由瀝青混合料的單向抗拉極限強度計算得到(這其實對應古典強度理論中的第一強度理論--最大拉應力理論)；在我國瀝青路面施工技術規范中，要求通過低溫彎曲試驗測試瀝青混合料的應變，并與臨界應變進行比較，以檢驗瀝青混合料的低溫抗裂性能(這其實對應古典強度理論中的第二強度理論--最大拉應變理論)。但是，在汽車荷載作用下瀝青路面結構內部并不是處于單向應力/應變狀態，結構破壞原因并不能簡單地以瀝青混合料承受的單向應力/應變過大來解釋。其實，第一強度理論和第二強度理論已被工程力學界證實其適用范圍有限，并不能反映工程結構的實際受力狀態。但由于種種原因，道路工程界尚沒有開展相應研究，也沒有開發出模擬路面實際受力狀態的真三軸試驗設備。

國內外工程領域曾開發過真三軸試驗設備，如土體真三軸儀、巖石真三軸儀、水泥混凝土真三軸儀等，但由于這些設備大都只能完成三向壓縮試驗，而且強度范圍不適合瀝青混合料(瀝青混合料的強度界于土體和水泥混凝土之間，也遠小于巖石)。因此，有必要開發一種適合瀝青混合料的拉壓組合加載的真三軸試驗設備。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種瀝青混合料簡易真三軸試驗設備，該瀝青混合料簡易真三軸試驗設備，結構簡單，易于實施，適合對瀝青混合料實現三向獨立加載。

發明的技術解決方案如下：

一種瀝青混合料簡易真三軸試驗設備，包括臺座、立柱、水平方向液壓缸固定框架、Z方向液壓缸固定上板、Z方向液壓缸固定下板以及6個帶活塞桿的液壓缸；

立柱為4根，4根立柱呈豎直方向設置在臺座上；Z方向液壓缸固定上板、水平方向液壓缸固定框架和Z方向液壓缸固定下板自上而下依次固定在立柱上，所述的水平方向包括三維空間中的X方向和Y方向；

水平方向液壓缸固定框架為中空的六面均為矩形的無蓋、無底的六面體，由4個豎直板組成；水平方向液壓缸固定框架的中空部分為用于放置待測試件的壓力室；Z方向液壓缸固定上板、Z方向液壓缸固定下板以及水平方向液壓缸固定框架的4個豎直板上均設有預留孔；所述的待測試件為瀝青混合料試件；

6個所述的活塞桿分別通過6個預留孔伸入到壓力室中，每一根活塞桿的端部固定有一個用于向待測試件加載的加載板。通過加載板既可以向待測試件施加壓力，也可以施加拉力。

加載板表面與試件表面之間涂刷有黏結材料層。

所述的黏結材料層為環氧樹脂層。

所述6個液壓缸根據X、Y和Z方向分為三組，每一組的兩個液壓缸由同一個液壓泵驅動。

有益效果：

本發明的瀝青混合料簡易真三軸試驗設備，設計了X、Y、Z方向的獨立加載裝置，能夠完成瀝青混合料的三向拉壓組合加載測試，由于能真實反映在載荷狀態下瀝青路面結構內部的受力情況，從而使得測試結果較之現有的測試設備更有意義；另外，本發明的反力架的整體結構簡單，易于實施，便于推廣應用。

在壓力室空間范圍內能夠改變待測試試件的尺寸(相應地需要改變加載板的尺寸)，這樣就能夠對比分析瀝青混合料試件大小對試驗結果的影響，便于通過考慮尺寸效應來提高試驗精度。

可以通過調整液壓缸進油或回油速度來改變各個方向的加載速度，來對比分析加載速度對試驗結果的影響，并提高試驗精度。

附圖說明

圖1為本發明加載產生的應力效果示意圖；

圖2為反力架示意圖；

圖3為σ₁方向(即Z方向)液壓缸加載示意圖；

圖4為σ₂、σ₃方向(即X和Y方向)液壓缸加載示意圖；

圖5為活塞頭與壓板聯結方式及壓力和拉力施加方式示意圖。

標號說明：1.Z方向液壓缸固定上板；2.水平方向液壓缸固定框架；3.Z方向液壓缸固定下板；4.立柱；5.臺座；6.壓力室；7.預留孔(用于活塞桿穿行)；11.試件；12.加載板；13.定位螺栓；14.活塞頭；15.液壓缸。

具體實施方式