[發明專利]一種剛柔復合試件瀝青層回彈模量的測試裝置及方法

有效

• 申請號: 201710096141.1
• 申請日: 2017-02-22
• 公開（公告）號: CN106644727B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發明（設計）人: 劉朝暉;劉靖宇;黃優;柳力;李盛;李理;冷靜波;馬永波
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種剛柔復合試件瀝青層回彈模量的測試裝置及方法，裝置包括加載系統、夾持系統以及數據采集系統。所述的加載系統是MTS液壓伺服材料試驗機，所述的夾持系統從上至下分別包括聯結軸、夾具、旋鈕、壓頭、卡座和橡膠墊，通過聯結軸與加載系統緊密嚙合，通過剛柔復合試件及自然放置在試件下方的橡膠墊模擬真實道路結構，通過壓頭對復合試件進行加載，并夾持數據采集系統對加載過程中復合試件瀝青層的應力和應變進行測量；通過對所測的應力、應變數據進行處理和計算，最終可以實現復合式結構瀝青層回彈模量的測試。

技術領域

本發明屬于道路工程領域，涉及一種剛柔復合試件瀝青層回彈模量的測試裝置及方法。

背景技術

剛性基層瀝青面層的組合是長壽命路面主要結構形式之一，由于面層和基層的剛度相差較大，因此也通常被稱為剛柔復合式路面，存在于新建道路、舊路面加鋪改造以及水泥混凝土橋面瀝青面層鋪裝等工程中。

對于剛柔復合式路面結構，目前的研究側重于對剛性基層進行力學分析和結構設計，對上部瀝青層的研究較少，其設計和施工往往參照半剛性基層瀝青路面的設計理論和方法，而對剛柔復合式路面結構的力學行為和結構特性研究不夠深入也沒有成熟的系統，這顯然不符合剛性基層瀝青路面的實際情況。事實上，剛性基層上的瀝青面層有著其特有的力學響應和破壞機理，有必要針對剛性基層上的瀝青面層進行專門的力學分析、結構設計和材料研發。

模量是道路工程力學分析計算、結構設計及材料研發的重要參數，受到溫度、頻率、加載方式、約束條件等因素的影響。考慮到行車荷載作用下的路面結構主要承受的是豎向荷載，國內外行業標準大多以抗壓回彈模量作為指導道路設計和研究的模量參數，但遺憾的是，目前國內外諸多模量試驗方法都是直接測量單一材料瀝青混合料的回彈模量，這類試驗方法沒有考慮到層間結合狀態、結構剛度組合和軟弱土基等影響，不能準確反映瀝青層回彈模量在荷載作用下的演變規律，不適合用于測量剛柔復合試件瀝青面層的回彈模量。

因此，研發一種復合式路面結構上瀝青層回彈模量的測試裝置及方法，一方面準確測量瀝青面層的變形，一方面分析剛性基層和軟弱土基對瀝青面層的結構影響，從而更準確地表征路面結構在實際行車荷載作用下的力學行為響應，更接近路面結構的實際受力情況和服役情況，對指導道路設計與施工，延長道路服役壽命有重要的現實意義和工程價值。

發明內容

本發明的目的在于利用現有技術，研制開發出一種剛柔復合試件瀝青層回彈模量的測試裝置及方法，以解決上述背景技術中提出的問題。為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種剛柔復合試件瀝青層回彈模量的測試裝置，其特征在于：包括加載系統(1)、夾持系統(2)、數據采集系統(3)；所述的加載系統(1)是液壓伺服材料試驗系統MTS；所述的夾持系統(2)從上至下分別包括聯結軸(20)、夾具(21)、旋鈕(22)、壓頭(23)、卡座(25)和橡膠墊(26)，其中，聯結軸(20)作為中轉裝置通過螺紋與加載系統(1)、夾具(21)、壓頭(23)緊密嚙合，旋鈕(22)通過螺紋與夾具(21)緊密嚙合，卡座(25)通過強力膠牢固粘貼在復合試件剛柔分界區往下1/3處，橡膠墊(26)自然放置在復合試件(24)下；所述數據采集系統(3)不僅包括MTS試驗機自帶的荷載傳感器和位移傳感器，還引入了夾具(21)和旋鈕(22)所夾持的線性位移傳感器(31)。

作為對上述裝置的進一步改進：

所述的剛柔復合試件(24)為直徑100±1mm剛性基層、柔性面層的試件，且基層和面層的厚度分別為50±0.5mm和40±0.5mm。

所述旋鈕(22)為橡膠制品，且其與線性位移傳感器(31)接觸的一端為鋸齒狀凹面。

所述的壓頭(23)為直徑25mm,厚度50mm的鋼制圓柱體。

所述的橡膠墊(26)為直徑100±1mm，厚度40±0.5mm的圓柱體，且其回彈模量為1000±200Mpa。