[實用新型]瀝青路面荷載溫度耦合作用試驗裝置

有效

• 申請號: 201320892314.8
• 申請日: 2013-12-31
• 公開（公告）號: CN203643274U
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 李蕊;王凱;馬偉思;任仲山;陸瑞國;劉虎軍;張夢麗;杜慧;黎宇陽;賀明明;劉乙丁;孫昌樂
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G01N3/18
• 分類號: G01N3/18;G01N1/28;G01N3/02
• 代理公司: 西安永生專利代理有限責任公司 61201
• 代理人: 申忠才

技術領域

本實用新型屬于對新建路面和已完成的路面測試應力的設備或裝置技術領域，具體涉及到瀝青路面荷載溫度耦合作用試驗裝置。

背景技術

瀝青混合料是路面鋪設中最常用的面層材料，直接承受行車荷載的重復作用。同時，瀝青混合料是一種溫度敏感性材料，其性能嚴重依賴于環境溫度。當外界環境的變化時，路面內產生不穩定熱流，構成了路面結構的溫度場。在周期性變化的溫度場作用下，瀝青路面內部將產生較大的溫度應力，再加上行車荷載的反復作用，當基層整體強度較低時，在面層底部將出現較大的彎拉應力，如果瀝青路面內部已經存在一些微觀的缺陷或疲勞損傷累積，當應力超過材料的疲勞極限時，就會發生疲勞開裂破壞。因此，研究瀝青路面結構的強度及疲勞特性，必須同時考慮行車荷載和環境溫度變化的耦合作用。

國內外對工程中熱彈耦合問題進行了廣泛的研究，主要方法有Laplace變換法、攝動法、有限元法、利用熱彈性位移勢和Love位移函數求解耦合問題。比如利用Laplace變換求解一維瀝青路面溫度場和變形場的耦合問題，利用有限元法對瀝青路面溫度場和溫度應力進行數值模擬；當涉及到多物理場時，使耦合問題更加復雜化，比如考慮循環溫度荷載作用下飽和多孔介質的熱-水-力耦合響應，流動-傳熱-變形耦合問題，高溫混凝土中熱-濕-氣-力學耦合過程等。除此之外，隨著工程實際應用的材料越來越多樣化，耦合問題不僅限于線彈性材料，在廣度方面，粘彈性、彈塑性和粘彈塑性等材料也存在耦合問題，比如考慮熱粘彈性特性，瀝青罩面層內溫度應力場問題，考慮彈塑性的固結耦合問題等。

現有對于路面載荷溫度耦合作用耦合效應的評價大多使用有限元法進行模擬分析，并不能較好的實測并量化路面載荷溫度耦合效應。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題在于為瀝青路面提供了一種測試精度高、測試穩定性好、操作簡單、自動化程度高的瀝青路面荷載溫度耦合作用試驗裝置。

解決上述技術問題所采用的技術方案是：

在隔溫箱底部的試件臺兩側分別設置左支架和右支架，安裝有液壓油缸的懸臂梁的一端設置在左支架上、另一端設置在右支架上，液壓油缸的活塞桿下表面設置有壓板，壓板下表面設置有加熱板，試件臺上設置有上表面敞口的用于盛放待測試件的試件盛裝盒，待測試件中埋設有應力傳感器，隔溫箱左側面設置排風扇、右側面設置進風扇，隔溫箱右側內設置有電子溫度計，隔溫箱外部設置有電磁閥、可變電阻、可編程控制器和計算機。

本實用新型的待測試件中埋設的應力傳感器有9～16個，應力傳感器以上下分3層，層間隔4cm～6cm，每層橫向排列3～4個、縱向排列3～4個，均勻排列在待測試件內部。

本實用新型的待測試件中埋設的應力傳感器最佳有12個，應力傳感器以上下分3層，層間隔最佳為5cm，每層橫向最佳排列3個、縱向排列4個，均勻排列在待測試件內部。

本實用新型提供的瀝青路面荷載溫度耦合作用試驗裝置采用了加熱板對待測試件進行均勻加熱，通過液壓油缸對待測試件施加壓力，通過計算機控制進風扇、排風扇和加熱板對待測試件施加呈正弦曲線變化的溫度，并通過埋設在待測試件內部的應力傳感器記錄待測試件內部各點在荷載和溫度變化下的應力變化。本實用新型實驗裝置結構合理、測試精度高、測試穩定性好，試驗方法步驟明確、操作簡單、自動化程度高。

附圖說明

圖1是本實用新型一個實施例的結構示意圖。

具體實施方式

現結合附圖和實施例對本實用新型進行進一步說明，但本實用新型不局限于下述的實施方式。

實施例1

在圖1中，本實施例的瀝青路面荷載溫度耦合作用試驗裝置由懸臂梁1、液壓油缸2、壓板3、進風扇4、可變電阻5、可編程控制器6、電子溫度計7、右支架8、計算機9、應力傳感器10、隔溫箱11、左支架12、試件臺13、試件承裝盒14、排風扇15、加熱板16、電磁閥18聯接構成。