[發明專利]瀝青混合料局部三軸試驗方法及其徑向位移測試裝置

有效

• 申請號: 201310581795.5
• 申請日: 2013-11-18
• 公開（公告）號: CN103604696B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 楊軍;張建同;陳先華;陳小兵
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01B7/02;G01B7/16
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙)32249
• 代理人: 徐激波

技術領域

本發明涉及一種路面工程材料的試驗方法及裝置，具體涉及一種瀝青混合料局部三軸試驗方法及其徑向位移測試裝置，針對瀝青路面實際所能提供的圍壓而設計的圓柱形瀝青混合料試件，通過測量其徑向膨脹變形以及徑向收縮變形以模擬計算實際路面受荷情況。

背景技術

瀝青路面的發展與試驗測試技術的發展密切相關。三軸壓縮儀是最重要的試驗儀器之一，對道路學科的發展起到了十分重要的作用，然而三軸試驗現行的變形測量方法存在諸多缺陷和不足，改造三軸試驗以及變形測量裝置，可以克服這些缺陷和不足，為瀝青混合料三軸試驗提供一種新的、更為合理有效的變形測量手段。三軸試件徑向變形測量方法的改進大體上可以分成兩類:一類以電測或電磁測量為主，另一類則以光測為主。第一類電測或電磁測量以電阻應變片測量為代表，它隨安裝在試件外壁的銅箔一起變形來確定試件的變形，其缺點是不能適用于大變形以及使用操作困難。

常規的徑向變形測量方法是根據實測軸向變形和體積變化量間接換算得到，其測量原理是圓柱形試樣的體積等于圓柱面積與圓柱高度的乘積。因此，該方法存在的問題是得到的是平均徑向變形，不能反映徑向變形實際狀態。后來出現了一些改進的測量方法：局部位移傳感器LDT和徑向應變儀，電阻應變片是一種電阻式的敏感元件，一般由基底、敏感柵、覆蓋層和引線四部分組成。把一根電阻絲機械的分布在一塊有機材料制成的基底上，即成為一片應變片。其測試原理是：在外力作用下，被測對象表面產生微小機械變形時，應變片敏感柵也隨同變形，其電阻值發生相應變化。存在的問題主要有：該方法是接觸式測量，容易產生擾動；難以適應大變形；在水中測量時操作困難。David?M.Cole提出的位移傳感器，其原理是采用卡曼Multi-Vriei的電渦流原理，該方法不足是測量精度不高而且靜態漂移嚴重。光學測量儀也是其中一種改進位移測量儀器，其原理是通過確定壓力室外罩上的豎直標志線與試樣直徑的輪廓線在固定標尺上的讀數變化換算試樣直徑，不足之處是測量精度不高。此外，顯微鏡測讀方法是其中一種改進位移測量方法，其原理是將帶狀鋁箱繞在試樣周圍并用薄層硅脂黏貼在橡膠皮膜上，用微顯鏡測讀標記間的距離以測定試樣周長的改變量，該方法的缺點是操作困難，測讀工作量大而且是接觸式測量。

為了評價瀝青混合料的抗剪性能，國內外很多學者開展了三軸剪切試驗。常規的三軸壓縮試驗是測定土或其它散粒體試樣抗剪強度的一種比較完善的方法，可得到試樣一些重要的工程力學性質，如抗剪強度、黏聚力和內摩擦角等。而對于瀝青混合料的抗剪性能評價，所開展三軸試驗方法與實際工程情況還存在較大差距，且三軸試驗過程較復雜，成本相對昂貴。因此，本專利提出的局部三軸試驗具有操作簡單、數據可靠、成本低廉的等特點。

目前對圓柱形巖樣徑向變形測量的裝置主要有環鏈式、變形片式等。這些裝置可分為兩類：①將測量裝置固定在瀝青混合料試件表面上進行測量：這類裝置能夠準確測量試件同一點的徑向膨脹變形，但無法測量巖樣的徑向收縮變形(當在大幅度提高圍壓或者某些巖石(如巖鹽)的巖樣因溶液滲透作用而溶解等條件下，巖樣將產生徑向收縮變形)；②將測量裝置固定在試驗機某些不動的部件(如壓頭)上進行測量：這類裝置能夠測量巖樣的徑向收縮變形，但測量接觸點隨巖樣變形而變動，不能準確反映巖樣同一點的徑向變化規律。

發明內容

本發明的目的是為了更接近瀝青路面實際受荷情況，評價瀝青混合料的抗剪性能，結合單軸貫入試驗和三軸試驗的優點，提供一種瀝青混合料局部三軸試驗方法及其徑向位移測試裝置，該裝置能夠利用試件提供隨試驗條件（如溫度、荷載條件等）而變的圍壓，真實地模擬實際瀝青路面受荷情況，測量瀝青混合料徑向和軸向變形測量，即測量瀝青混合料試件的徑向膨脹和軸向收縮變形。

本發明采用的技術方案為：一種徑向位移測試裝置，包括環狀鏈接管、滑輪、彈簧、調節螺栓、調節螺栓固定裝置、固定螺絲一、固定螺絲二、線性位移傳感器固定裝置和線性位移傳感器；

所述環狀鏈接管通過鋼條與滑輪連接，形成一個開口的鏈形夾具，該夾具內設有圓柱形瀝青混合料試件，所述夾具的兩端分別安裝有調節螺栓固定裝置和線性位移傳感器固定裝置，調節螺栓固定裝置和線性位移傳感器固定裝置內分別設有位置相對的孔洞，所述調節螺栓和線性位移傳感器分別放置于上述兩個孔洞中，調節螺栓端部光滑平整,并與線性位移傳感器頂端光滑接觸，調節螺栓上設有固定螺絲一，線性位移傳感器上設有固定螺絲二，所述夾具的開口兩端連接有彈簧；所述滑輪包括內環和外環，內環和內環之間設有滾珠。

作為優選，所述環狀鏈接管上設有方便鋼條穿過的圓孔。