[發明專利]模擬實際車輪載荷的瀝青混合料剪切強度測試儀

在審

• 申請號: 201711219294.7
• 申請日: 2017-11-28
• 公開（公告）號: CN107796714A
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發明（設計）人: 郭寅川;步金鑫;申愛琴;翟超偉;林森林
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24;G05D27/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司61200
• 代理人: 徐文權

技術領域

本發明屬于瀝青混合料剪切強度設備技術領域，涉及一種模擬實際車輪載荷的瀝青混合料剪切強度測試儀。

背景技術

近年來，我國高速公路事業迅猛發展，取得了巨大的成就。目前，我國的高等級公路普遍采用半剛性瀝青路面結構，這種路面結構為我國適應重載交通的高等級公路的建設和發展做出了重要貢獻。然而，半剛性基層瀝青路面普遍存在早期破壞現象，對此國內外學者進行了大量的調查。研究表明，層間剪切破壞是造成路面破損的關鍵因素之一。層間剪切導致層間滑移后會使道路服務水平嚴重下降，嚴重縮短了道路的使用壽命。瀝清混合料作為一種感溫性材料，其性能與環境溫度密切相關。因此，急需一種可以測量不同溫度下瀝青混合料抗剪切性能的設備，以便更好的體現瀝青混合料層間抗剪切性能。

瀝青混合料剪切強度測試儀，是測量瀝青混合料抗剪切強不可缺少的設備，方便快捷。

目前，瀝青混合料剪切強度測試儀存在以下缺點：

一、對試件施加側面壓力時，采用的是靜力加載方式，這與實際情況不符；

二、不考慮溫度對瀝青混合料性能的影響，實驗結果與實驗時外界溫度有關，得到的數據具有很大的不確定性；

三、采用圓形試件進行測試，不能很好的反映出路面結構的受力狀況；

四、施加側面載荷時，作用面積唯一，不具有代表性。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中存在的問題，提供一種模擬實際車輪載荷的瀝青混合料剪切強度測試儀，能夠施加動荷載，模擬實際車輪載荷，完成瀝青混合料抗剪切強度測試。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

包括安裝有加熱裝置的環境箱，環境箱內設置有加載車輪和試模承臺，加載車輪通過連接桿件連接用于帶動加載車輪對待測試件施加壓力且在水平方向來回移動的第一動力裝置，加載車輪位于試模承臺上方；

環境箱中安裝有溫度傳感器，連接桿件上安裝有位移傳感器及力傳感器，溫度傳感器、位移傳感器及力傳感器均連接控制面板。

進一步地，環境箱含有內壁和外壁，加熱裝置包括設置在環境箱的外壁和內壁之間的電熱絲。

進一步地，環境箱的內壁采用能夠拆卸的防熱板，外壁采用不銹鋼材料；在環境箱外壁和內壁之間設置保溫隔熱材料。

進一步地，環境箱的底部安裝有四個車輪和四個支撐底座。

進一步地，加載車輪通過連接桿件和導管與第一動力裝置相連，在環境箱頂部內側安裝有水平的第一滑軌，第一滑軌通過滑輪連接車輪吊板，連接桿件豎直設置且穿過車輪吊板。

進一步地，加載車輪和連接桿件之間為螺紋連接。

進一步地，試模承臺通過滑輪和水平的第二滑軌安裝在環境箱中，試模承臺通過傳力桿連接用于帶動試模承臺在水平方向來回滑動的第二動力裝置，環境箱的側壁上開設有用于試模承臺滑出的通孔；試模承臺的側壁上設置有定位螺母。

進一步地，環境箱開設有通孔的側壁上設有帶玻璃窗的門。

進一步地，第一動力裝置和第二動力裝置均采用伺服式液壓機。

進一步地，待測試件為長方體形。

與現有技術相比，本發明具有以下有益的技術效果：

本發明通過增加帶有加熱裝置的環境箱，可以調整實驗時所需的不同環境溫度；同時，通過設置加載車輪和試模承臺，能夠模擬實際車輪載荷，進行瀝青混合料剪切強度測試；通過設置位移傳感器、力傳感器以及控制面板來控制不同的加載類型，其中，力傳感器能夠獲取待測試件所受動載側限壓力，位移傳感器能夠獲得加載車輪的位移變化，達到剪切荷載的大小和位移的大小控制，從而控制不同的加載類型，如等應變或等應力加載。本發明可以在有效模擬實際環境溫度及路面動載情況下進行瀝青混合料抗剪切強度測試，與實際情況相符，準確性高。

進一步，本發明環境箱內壁采用能夠拆卸的防熱板，減少實驗過程中可能掉落的實驗殘渣對電熱絲的污染；外壁采用不銹鋼材料，起到支撐箱體的作用，并密閉環境箱；通過設置保溫隔熱材料，防止溫度外泄，提高升溫速率。

進一步，本發明在環境箱的底面四個角設置車輪及支撐底座，便于儀器的搬運，且靜置時，收起車輪，放下支撐底座，減少車輪的損壞，并防止儀器安裝不穩定。

進一步，本發明通過采用可以更換的加載車輪施加側壓，可以施加不同接觸面積的實際動輪載，且動載速度可控。

進一步，本發明通過設置第二滑軌，使試模承臺可以滑出，方便試件的放入及取出，可以避免實驗人員由于不小心碰到環境箱內的物體被燙傷。