[實(shí)用新型]一種復(fù)合式路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及疲勞的壓剪測(cè)試裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201721666871.2
• 申請(qǐng)日: 2017-12-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN207662727U
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉朝暉;黃優(yōu);劉靖宇;楊帆;馬永波;歐陽(yáng)旻奇;李健樂(lè)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)沙理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N3/08
• 分類號(hào): G01N3/08;G01N3/24;G01N1/28
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種復(fù)合式路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及疲勞的壓剪測(cè)試裝置，通過(guò)室內(nèi)壓剪試驗(yàn)評(píng)價(jià)和預(yù)估復(fù)合式路面的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和疲勞壽命。該裝置包括加載系統(tǒng)，試驗(yàn)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。其中，加載系統(tǒng)是液壓伺服MTS試驗(yàn)機(jī)；試驗(yàn)系統(tǒng)從上至下依次包括球形支座、壓頭、復(fù)合試件、卡環(huán)、底座和環(huán)境箱，球形支座分別與MTS加載系統(tǒng)和壓頭緊密嚙合，通過(guò)卡環(huán)與底座固定復(fù)合試件三維坐標(biāo)，通過(guò)環(huán)境箱調(diào)整試驗(yàn)溫濕度，并由壓頭對(duì)復(fù)合試件進(jìn)行加載；通過(guò)控制系統(tǒng)對(duì)試驗(yàn)過(guò)程的應(yīng)力、應(yīng)變數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，最終可以實(shí)現(xiàn)復(fù)合試件的壓剪試驗(yàn)測(cè)試。該裝置可準(zhǔn)確模擬復(fù)合式路面結(jié)構(gòu)在行車荷載下的破壞方式和機(jī)理，對(duì)指導(dǎo)復(fù)合式路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和工程價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于道路工程領(lǐng)域，涉及一種復(fù)合式路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及疲勞的壓剪測(cè)試裝置。

背景技術(shù)

路面結(jié)構(gòu)的組合形式有很多，按照各層筑路材料剛度的差異性可分為三類：全柔式(全厚式)路面結(jié)構(gòu)、半剛性路面結(jié)構(gòu)和剛?cè)釓?fù)合式路面結(jié)構(gòu)。其中，半剛性路面結(jié)構(gòu)和剛?cè)釓?fù)合式路面結(jié)構(gòu)統(tǒng)稱為復(fù)合式路面結(jié)構(gòu)，因?yàn)槲覈?guó)自然資源和經(jīng)濟(jì)條件的限制，大部分高速公路、城市道路及各級(jí)公路均為復(fù)合式結(jié)構(gòu)。

參考我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范，強(qiáng)度及疲勞壽命是路面設(shè)計(jì)的兩個(gè)重要指標(biāo)，針對(duì)這兩個(gè)指標(biāo)的試驗(yàn)方法很多：無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度采用單軸壓縮的加載方式實(shí)現(xiàn)不同材料的強(qiáng)度試驗(yàn)，但其研究對(duì)象僅限于材料，且單軸壓縮的加載方式未必符合實(shí)際路面受力情況；貫入試驗(yàn)可以在60℃條件下實(shí)現(xiàn)瀝青混合料的抗剪強(qiáng)度及疲勞試驗(yàn)，但其目的是為了評(píng)價(jià)瀝青混合料的抗剪切性能；三軸剪切試驗(yàn)可以實(shí)現(xiàn)有圍壓條件下的瀝青混合料剪切試驗(yàn)，但其研究對(duì)象也僅是單一的材料，且其儀器精貴、操作復(fù)雜，圍壓的取值也有待商榷。復(fù)合式瀝青路面層間剪切試驗(yàn)突破了單一材料的限制，針對(duì)剛?cè)釓?fù)合式路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行了創(chuàng)新，但其目的是評(píng)價(jià)層間膠結(jié)材料的性能。

總之，現(xiàn)有的試驗(yàn)方法均限于單一荷載和材料的性能，忽視了結(jié)構(gòu)對(duì)材料性能的影響，也沒(méi)有考慮真實(shí)道路結(jié)構(gòu)承受的復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)。事實(shí)上，除材料性能外，荷載大小及狀態(tài)、溫度濕度、結(jié)構(gòu)厚度、組合形式等均會(huì)影響路面結(jié)構(gòu)的服役壽命，復(fù)合式路面結(jié)構(gòu)的破壞形式也絕非單一材料破壞或?qū)娱g剪切滑移。因此，現(xiàn)有的試驗(yàn)方法還難以準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)或預(yù)估復(fù)合式路面的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和疲勞壽命。

綜上所述，本實(shí)用新型通過(guò)壓剪荷載狀態(tài)、環(huán)境控制、結(jié)構(gòu)組合和小尺寸壓頭來(lái)還原復(fù)合式路面結(jié)構(gòu)的實(shí)際服役情況，更能揭示剛?cè)釓?fù)合式路面結(jié)構(gòu)的破壞方式和機(jī)理，對(duì)指導(dǎo)道路設(shè)計(jì)與施工、延長(zhǎng)道路服役壽命有重要的現(xiàn)實(shí)意義和工程價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于利用現(xiàn)有技術(shù)，研制開(kāi)發(fā)出一種復(fù)合式路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及疲勞的壓剪測(cè)試裝置，以解決復(fù)合式路面結(jié)構(gòu)缺乏合理的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及疲勞性能評(píng)價(jià)方法的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種復(fù)合式路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及疲勞的壓剪測(cè)試裝置，其特征在于，包括加載系統(tǒng)、試驗(yàn)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)；所述的加載系統(tǒng)是MTS液壓伺服材料試驗(yàn)機(jī)；所述的試驗(yàn)系統(tǒng)從上至下依次包括球形支座、壓頭、復(fù)合試件、卡環(huán)、底座和環(huán)境箱，其中，球形支座作為中轉(zhuǎn)裝置通過(guò)螺紋分別與MTS試驗(yàn)機(jī)和壓頭緊密嚙合，卡環(huán)焊接在底座上，球形支座、壓頭、復(fù)合試件、卡環(huán)和底座均在環(huán)境箱的內(nèi)部；所述控制系統(tǒng)用于控制加載系統(tǒng)對(duì)復(fù)合試件整體進(jìn)行壓剪試驗(yàn)；

所述壓頭直徑為26mm，且壓頭和底座均與水平方向呈26°34’夾角，所述球形支座允許壓頭在±5°之間轉(zhuǎn)動(dòng)；

所述環(huán)境箱可以控制測(cè)試過(guò)程中的溫度和濕度，所述復(fù)合試件根據(jù)需要根據(jù)需要復(fù)合試件基層和面層厚度可以是4+4cm、4+5cm和4+6cm的結(jié)構(gòu)組合形式，可通過(guò)室內(nèi)成型或現(xiàn)場(chǎng)鉆芯獲得。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果如下：