[發明專利]瀝青混合料圓柱體試件多軸加載試驗裝置及其試驗方法

有效

• 申請號: 201410174119.0
• 申請日: 2014-04-28
• 公開（公告）號: CN103940674A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 葛折圣;李輝;王洋洋;舒立恒
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G01N3/10
• 分類號: G01N3/10;G01N3/20;G01N3/02
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡茂略

1.瀝青混合料圓柱體試件多軸加載試驗裝置，其特征在于：包括有水平軸(1)、水平加載板(2)、水平導桿(3)、水平加載油缸(4)、橡膠輪胎(5)、液壓馬達(6)、鉛垂方向加載裝置(7)以及機架，其中，所述水平軸(1)的一端通過軸承聯結在機架的第一端板(8)上，其另一端通過軸承聯結在水平加載板(2)上，可自由轉動；所述瀝青混合料圓柱體試件固定在水平軸(1)上，并可隨水平軸(1)轉動，其軸線與水平軸(1)的軸線在同一方向上；所述水平加載板(2)滑動安裝在固定于機架上的水平導桿(3)上，可沿水平導桿(3)做水平方向運動，并可由水平加載油缸(4)對其加載，使其對水平軸(1)上的瀝青混合料圓柱體試件施加水平方向拉伸或壓縮荷載；所述水平導桿(3)的軸線與水平軸(1)的軸線在同一方向上；所述橡膠輪胎(5)設置在水平軸(1)的上方，可接觸水平軸(1)上的瀝青混合料圓柱體試件的外表面，由液壓馬達(6)驅動通過摩擦力推動瀝青混合料圓柱體試件隨水平軸(1)轉動；所述鉛垂方向加載裝置(7)設置在橡膠輪胎(5)的上方，可對所述橡膠輪胎(5)施加鉛垂方向荷載，從而實現對水平軸(1)上的瀝青混合料圓柱體試件施加鉛垂方向荷載。

2.根據權利要求1所述的瀝青混合料圓柱體試件多軸加載試驗裝置，其特征在于：所述機架包括有第一端板(8)、第二端板(9)、第三端板(10)、頂板(11)、底板(12)，其中，所述第一端板(8)、第二端板(9)、第三端板(10)豎直擺放，并在水平軸(1)的軸線方向上依次間隔排開；所述第一端板(8)和第二端板(9)之間連接有頂板(11)和底板(12)，并組合形成有一容置空間，所述水平軸(1)、橡膠輪胎(5)、液壓馬達(6)分別置于該容置空間內，且所述水平軸(1)的一端通過軸承聯結在第一端板(8)上，其另一端穿過第二端板(9)后通過軸承聯結在豎直的水平加載板(2)上；所述鉛垂方向加載裝置(7)的下部穿過頂板(11)來對橡膠輪胎(5)施加鉛垂方向荷載；所述第二端板(9)和第三端板(10)之間連接有上下對置的水平導桿(3)，所述水平加載板(2)滑動安裝在該上下對置的水平導桿(3)上，并由固定在第二端板(9)和第三端板(10)上的多個水平加載油缸(4)對其加載。

3.根據權利要求1所述的瀝青混合料圓柱體試件多軸加載試驗裝置，其特征在于：所述瀝青混合料圓柱體試件的直徑D為100mm～200mm，其長度L為直徑D的1.0～4.0倍。

4.根據權利要求1所述的瀝青混合料圓柱體試件多軸加載試驗裝置，其特征在于：所述橡膠輪胎(5)的直徑為瀝青混合料圓柱體試件直徑的0.5～4倍，輪胎壓力為0.5～1.5MPa，胎面寬度為5～50mm。

5.根據權利要求1所述的瀝青混合料圓柱體試件多軸加載試驗裝置，其特征在于：所述瀝青混合料圓柱體試件的兩端分別通過抱箍(15)固定在水平軸(1)上。

6.根據權利要求1或4所述的瀝青混合料圓柱體試件多軸加載試驗裝置，其特征在于：所述橡膠輪胎(5)為充氣的橡膠輪胎。

7.根據權利要求2所述的瀝青混合料圓柱體試件多軸加載試驗裝置，其特征在于：所述水平加載板(2)的兩端通過采用水平限位套管(13)滑動安裝在上下對置的水平導桿(3)上，以使其能在水平導桿(3)上做水平方向運動。

8.根據權利要求2所述的瀝青混合料圓柱體試件多軸加載試驗裝置，其特征在于：所述第二端板(9)上安裝有供水平軸(1)穿過的水平限位套管(13)；所述頂板(11)上安裝有供鉛垂方向加載裝置(7)下部穿過的鉛垂方向限位套管(14)。

9.根據權利要求1所述的瀝青混合料圓柱體試件多軸加載試驗裝置，其特征在于：所述瀝青混合料圓柱體試件采用擊實法、靜壓法或旋轉壓實法制作；或是采用在輪碾法制作的板塊狀試件中鉆取的圓柱體試件；或是采用在路面中鉆取圓柱體的芯樣。

10.一種權利要求1所述瀝青混合料圓柱體試件多軸加載試驗裝置的試驗方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)測定瀝青混合料圓柱體試件所能承受的最大拉伸或壓縮荷載，試驗溫度為0℃～30℃，采用與多軸加載試驗相同直徑和長度的瀝青混合料圓柱體試件，測定其能承受的最大拉伸和壓縮荷載M；

2)在水平軸上安裝瀝青混合料圓柱體試件，采用與步驟1)相同的試驗溫度，將試驗室的環境溫度控制在試驗溫度±0.1℃范圍內，加載前，保溫時間為90min～120min；

3)通過水平加載油缸對水平加載板加載，從而通過水平軸對瀝青混合料圓柱體試件施加水平方向拉伸或壓縮荷載Q，Q的取值為M的0.1～0.8倍；

4)通過鉛垂方向加載裝置在橡膠輪胎上施加鉛垂方向荷載P，從而使施加的鉛垂方向荷載P能夠作用在瀝青混合料圓柱體試件的中部，P的取值為Q的0.1～0.7倍；

5)啟動液壓馬達，使橡膠輪胎隨水平軸單向旋轉，轉速為1r/s～100r/s；

6)當瀝青混合料圓柱體試件轉動預設圈數后，測量所述瀝青混合料圓柱體試件中部加載位置的直徑，計算直徑變化率，而加載后試件中部直徑的變化百分率計算公式為：100％×加載預設次數后加載位置試件直徑/加載前試件直徑；同時，測量所述瀝青混合料圓柱體試件長度，計算加載后試件長度的變化率，而加載后試件長度變化百分率計算公式為：100％×加載預設次數后試件長度/加載前試件長度。