[發(fā)明專利]一種半剛性基層瀝青路面反射裂縫的試驗裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410690614.7
• 申請日: 2014-11-25
• 公開（公告）號: CN104458398A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 付偉
• 申請（專利權(quán)）人: 中交第二公路勘察設(shè)計研究院有限公司
• 主分類號: G01N3/00
• 分類號: G01N3/00
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務(wù)所 42001
• 代理人: 王敏鋒

技術(shù)領(lǐng)域

????本發(fā)明涉及一種用于公路半剛性基層瀝青路面反射裂縫試驗的技術(shù)領(lǐng)域，更具體涉及一種半剛性基層瀝青路面反射裂縫的試驗裝置，它適用于一種模擬公路半剛性基層瀝青路面反射裂縫產(chǎn)生、擴展與演化的試驗。

背景技術(shù)

瀝青混凝土路面半剛性基層是采用水泥、石灰、粉煤灰等無機結(jié)合力穩(wěn)定土或粒料，經(jīng)攤鋪、碾壓而成，主要用于路面基層，其剛度介于剛性材料（水泥混凝土）和柔性材料（瀝青混合料）之間，因此通常稱之為半剛性基層。由于半剛性基層具有較好的板體特征和較高的強度，能夠有效提高瀝青路面結(jié)構(gòu)的承載力，有利于荷載擴散，降低路基土的垂直壓應(yīng)力，且工程造價低廉等優(yōu)點，目前是我國高等級公路中最主要的基層類型。

但半剛性基層材料有著本身某些缺陷和不足，特別是半剛性材料難以克服的溫縮和干縮特性，直接導(dǎo)致半剛性基層在鋪筑后幾年甚至幾個月出現(xiàn)裂縫，并逐步向路面面層結(jié)構(gòu)擴展延伸，最終進入面層，導(dǎo)致瀝青面層產(chǎn)生反射裂縫。雨水從面層裂縫中下滲，進入面層與基層中間積聚，降低瀝青路面和半剛性基層間的粘結(jié)狀態(tài)，在動水壓作用下又容易誘發(fā)唧泥現(xiàn)象，從而加速了瀝青路面結(jié)構(gòu)的損壞。

根據(jù)交通運輸部發(fā)布了2013年交通運輸行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計公報，截至到2013年年末全國公路總里程達435.62萬公里，全國高速公路里程達10.44萬公里。到“十二五”末，我國高速公路總里程將達到12萬公里左右。

據(jù)不完全統(tǒng)計我國瀝青路面中采用半剛性基層的比例超過80%，每年由于半剛性基層反射裂縫造成路面病害，縮短路面使用壽命，加大養(yǎng)護成本甚至大中修成本數(shù)以億計。工程界和學(xué)術(shù)界都一致認為探討反射裂縫的形成、反射裂縫的擴展及防治有著十分重要的意義。

但是半剛性基層裂縫產(chǎn)生是在荷載—溫度——濕度耦合作用下產(chǎn)生，產(chǎn)生時機及產(chǎn)生位置很難預(yù)測，使得研究人員難以觀測，因而必須發(fā)明一種全新試驗裝置來模擬半剛性基層裂縫產(chǎn)生誘發(fā)瀝青路面發(fā)射裂縫產(chǎn)生與發(fā)展，實現(xiàn)對半剛性基層瀝青混凝土路面反射裂縫及瀝青混凝土抗裂性能的觀測和研究。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是在于提供了一種半剛性基層瀝青路面反射裂縫的試驗裝置，結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，尤其是能通過控制中空液壓千斤頂頂出速率來控制半剛性基層裂縫擴展速度，可以模擬不同半剛性基層裂縫擴展速度對瀝青路面反射裂縫演化規(guī)律的影響，使得室內(nèi)試驗精度更高、更可靠、更有效。

為了實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)措施：

一種模擬半剛性基層瀝青路面反射裂縫的試驗裝置，包括鋼槽；鋼槽中從下至上依次填筑的土基、底基層、半剛性基層、封層以及路面面層結(jié)構(gòu)；預(yù)埋在半剛性基層中的鋼板、鋼管；傳力桿；中空液壓千斤頂；位移傳感器、裂縫計。其特征在于：土基、底基層、半剛性基層、封層以及面層從下至上依次填筑鋼槽中，第一鋼板、第二鋼板豎直預(yù)埋于半剛性基層中，鋼管水平預(yù)埋在半剛性基層中，并從鋼槽中穿過，傳力桿穿過鋼管一端與第二鋼板焊接,?另一端用螺母與中空液壓千斤頂相連，中空液壓千斤頂?shù)撞颗c鋼槽用螺栓連接，位移傳感器與傳力桿自由端水平接觸，裂縫計預(yù)埋在面層中。

所述的傳力桿一端制作成螺紋，另一端與第二鋼板焊接。

所述的第二鋼板與鋼管間預(yù)留間距λ應(yīng)大于等于試驗預(yù)期半剛性基層裂縫寬度。

面層、封層、半剛性基層、底基層、土基用以在試驗室模擬公路路基~路面各結(jié)構(gòu)層。

預(yù)埋在半剛性基層中的兩塊鋼板，通過固定一塊預(yù)埋鋼板不動，改變另外一塊預(yù)埋鋼板的位置，從而使半剛性基層產(chǎn)生裂縫，并可以通過控制兩塊預(yù)埋鋼板間距和產(chǎn)生間距的速度來模擬半剛性基層溫宿和干縮裂縫以及裂縫產(chǎn)生的速度。

預(yù)埋在半剛性基層中的預(yù)埋鋼管，為普通鍍鋅鋼管，用于隔離傳力桿與半剛性基層，減少傳力桿與半剛性基層間的摩擦力。

中空液壓千斤頂，以鋼槽作為反力支撐，給傳力桿施加牽引力，從而帶動預(yù)埋鋼板，使半剛性基層產(chǎn)生裂縫。

位移傳感器測量傳力桿橫向位移，該位移即為半剛性基層裂縫的寬度。

裂縫計用于測量面層中裂縫的寬度。

綜上所述，通過中空液壓千斤頂、鋼槽組成了牽引力—反力系統(tǒng)，通過傳力桿將牽引力傳遞至鋼板，從而使得半剛性基層中產(chǎn)生裂縫，裂縫反射至面層中。運用位移傳感器和裂縫計分別測量半剛性基層中裂縫實時寬度和面層中的反射裂縫實時寬度，從而實現(xiàn)了在室內(nèi)試驗室模擬半剛性基層裂縫及其誘發(fā)瀝青路面發(fā)射裂縫產(chǎn)生與演化過程的模型試驗，實現(xiàn)對半剛性基層瀝青混凝土路面反射裂縫及瀝青混凝土抗裂性能的觀測和研究。