[實(shí)用新型]一種模擬瀝青路面溫度應(yīng)力的拉壓疲勞試驗(yàn)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220195460.0
• 申請(qǐng)日: 2012-05-03
• 公開（公告）號(hào): CN202562820U
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李祖仲;陳拴發(fā);汪潔;張洪瑞;仇玉良;姚運(yùn)仕;鄭逢時(shí);薛斌;嵇紹華;曹露;鄧?yán)ひ?/a>;楊斐芃
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長安大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N3/32
• 分類號(hào): G01N3/32;G01N3/02
• 代理公司: 西安睿通知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 61218
• 代理人: 惠文軒

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及公路工程瀝青路面結(jié)構(gòu)疲勞研究領(lǐng)域，特別涉及一種模擬瀝青路面溫度應(yīng)力的拉壓疲勞試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)

環(huán)境溫度的升降必然導(dǎo)致瀝青路面結(jié)構(gòu)中存在溫度梯度，從而引起路面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生形變趨勢(shì)，當(dāng)這種變形受到約束時(shí)，在路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生一定的溫度應(yīng)力，主要表現(xiàn)為瀝青面層結(jié)構(gòu)受到張拉或壓縮。隨著環(huán)境溫度的循環(huán)變化，使得道路瀝青面層經(jīng)受溫度應(yīng)力的反復(fù)作用，引發(fā)疲勞開裂破壞，嚴(yán)重影響瀝青路面的耐久性。

粘彈性是瀝青面層材料的顯著特點(diǎn)，所受溫度應(yīng)力表現(xiàn)為非線性持續(xù)變化的荷載，并且伴隨著應(yīng)力松弛的緩慢變化過程，因此進(jìn)行溫度應(yīng)力拉壓疲勞模擬試驗(yàn)的過程十分復(fù)雜。目前，在美國，采用約束試件的溫度應(yīng)力試驗(yàn)(TSRST)測(cè)試瀝青混合料的低溫抗拉性能，模擬瀝青路面在降溫過程中所受的溫度應(yīng)力，其本質(zhì)上是評(píng)價(jià)低溫過程中累積溫度應(yīng)力所致瀝青混合料的極限抗拉強(qiáng)度。在國內(nèi)，長安大學(xué)借助于材料測(cè)試系統(tǒng)MTS的試驗(yàn)平臺(tái)，制作“八字形”試件，高度為50mm，中部斷面尺寸為35mm×50mm，總長為200mm，在十分緩慢的拉伸速度下(2.5×10^-3～1.2×10^-3mm/min)進(jìn)行拉伸破壞試驗(yàn)；長沙理工大學(xué)引進(jìn)美國SHRP計(jì)劃的TSRST設(shè)備，采用低頻、緩速拉伸疲勞試驗(yàn)?zāi)M瀝青混合料所受溫度應(yīng)力及疲勞特性，運(yùn)用耗散能相關(guān)理論分析瀝青混合料的溫度應(yīng)力疲勞損傷規(guī)律，并進(jìn)行損傷力學(xué)分析。

現(xiàn)有的試驗(yàn)方法對(duì)瀝青混合料的低溫抗拉性能已進(jìn)行了較深入研究，但普遍存在試件成型困難，試件緊固操作繁雜，測(cè)控技術(shù)精度低，評(píng)價(jià)指標(biāo)單一，并未全面反映瀝青路面材料所受的溫度應(yīng)力、疲勞損傷及裂縫愈合的過程，因此，開發(fā)一種操作簡便、試驗(yàn)精度高且能全面評(píng)價(jià)瀝青面層材料溫度應(yīng)力及疲勞特性的試驗(yàn)裝置，較真實(shí)地模擬瀝青路面材料在經(jīng)受長期反復(fù)氣溫變化條件下的力學(xué)特性，有利于優(yōu)化瀝青混合料材料組成及路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高瀝青路面的低溫抗裂性能，對(duì)于延長瀝青路面的使用壽命具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種在可控環(huán)境溫度條件下的模擬瀝青路面溫度應(yīng)力的拉壓疲勞試驗(yàn)裝置，該裝置可進(jìn)行瀝青混合料的拉壓疲勞試驗(yàn)，評(píng)價(jià)瀝青混合料在重復(fù)拉壓條件下的抗疲勞性能。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。

一種模擬瀝青路面溫度應(yīng)力的拉壓疲勞試驗(yàn)裝置，包括材料測(cè)控系統(tǒng)MTS，以及置于材料測(cè)控系統(tǒng)MTS的環(huán)境箱內(nèi)的試件緊固組件、應(yīng)力與應(yīng)變測(cè)量儀器組件，其特征在于，所述試件緊固組件包括用于夾持試件的上夾頭模塊和下夾頭模塊，所述上夾頭模塊和下夾頭模塊分別安裝在材料測(cè)控系統(tǒng)MTS的試驗(yàn)平臺(tái)上，所述應(yīng)力與應(yīng)變測(cè)量儀具組件包括安裝在上夾頭連接件的應(yīng)力傳感器和安裝在上下夾頭模塊之間的伸縮式應(yīng)變測(cè)量儀。

本實(shí)用新型的特點(diǎn)和進(jìn)一步改進(jìn)在于：

所述上夾頭模塊包括上夾頭卡槽、上底板、球支座底座、球支座蓋板、球支座球頭、上支撐板及上夾頭連接件；所述上夾頭連接件的一端安裝在材料測(cè)控系統(tǒng)MTS的試驗(yàn)平臺(tái)上，另一端固定連接球支座球頭，球支座球頭置于所述球支座底座和球支座蓋板構(gòu)成的腔室內(nèi)；所述球支座底座的下方固定上底板，上底板下固定上夾頭卡槽，上夾頭卡槽內(nèi)卡接上支撐板。所述上支撐板下固定有試件緊固夾片。

所述下夾頭模塊包括下夾頭卡槽、下底板、下支撐板及下夾頭連接件；所述下夾頭連接件的一端安裝在材料測(cè)控系統(tǒng)MTS的試驗(yàn)平臺(tái)上，另一端固定連接下底板，下底板上固定下夾頭卡槽，下夾頭卡槽卡接下支撐板。所述下支撐板上固定有試件緊固夾片。

本實(shí)用新型的模擬瀝青路面溫度應(yīng)力的拉壓疲勞試驗(yàn)裝置，依托材料測(cè)控系統(tǒng)MTS試驗(yàn)平臺(tái)，具有溫控功能，溫度調(diào)控范圍為-30℃～80℃，可以按照實(shí)驗(yàn)要求設(shè)置加載速度或加載頻率、振幅，并即時(shí)監(jiān)測(cè)應(yīng)力、應(yīng)變及變形，實(shí)現(xiàn)可控加載，測(cè)試精度高；能夠真實(shí)全面地模擬瀝青路面的溫度應(yīng)力及疲勞損傷過程，采集試驗(yàn)過程應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)，便于進(jìn)行溫度應(yīng)力作用下瀝青路面材料的形變及疲勞斷裂的機(jī)理研究。其中，上夾頭模塊中的上夾頭連接件與上底板之間采用球支座連接，便于試驗(yàn)過程中安裝調(diào)整，并且試件成型簡單，試驗(yàn)過程緊固操作靈活、方便。

附圖說明

下面結(jié)合附圖說明和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

圖1為本實(shí)用新型一種模擬瀝青路面溫度應(yīng)力的拉壓疲勞試驗(yàn)裝置中的應(yīng)力與應(yīng)變測(cè)量儀器組件與試件緊固組件的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。