[發(fā)明專利]一種瀝青剪切疲勞性能的試驗(yàn)裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010133518.8
• 申請(qǐng)日: 2020-02-28
• 公開（公告）號(hào): CN111257141A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡旭;張啟然;吳曠懷;黃文柯;唐海柱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N3/32
• 分類號(hào): G01N3/32;G01N3/02
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 顏希文;黃華蓮

本發(fā)明涉及道路工程技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種用于測(cè)量瀝青剪切疲勞性能的試驗(yàn)裝置及方法，包括加載組件、試驗(yàn)臺(tái)座、壓塊和轉(zhuǎn)軸；轉(zhuǎn)軸的一端穿設(shè)于試驗(yàn)臺(tái)座內(nèi)，試驗(yàn)臺(tái)座內(nèi)安裝有安裝平臺(tái)，壓塊滑動(dòng)安裝于安裝平臺(tái)上且位于轉(zhuǎn)軸的一側(cè)，壓塊與轉(zhuǎn)軸相對(duì)的一面具有與轉(zhuǎn)軸的外側(cè)面相配合的抵接面，壓塊的抵接面與轉(zhuǎn)軸相抵接，且壓塊與轉(zhuǎn)軸相抵接的位置處粘結(jié)有瀝青層；加載組件能夠驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使瀝青層發(fā)生剪切疲勞破壞。本發(fā)明在瀝青上循環(huán)加載剪切應(yīng)力的同時(shí)，加載有壓應(yīng)力作用，此種方式產(chǎn)生的剪切疲勞破壞與交通荷載在實(shí)際路面結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生的剪切疲勞破壞模型較為接近，試驗(yàn)結(jié)果有較強(qiáng)的實(shí)際工程意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及道路工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種瀝青剪切疲勞性能的試驗(yàn)裝置及方法。

背景技術(shù)

路面使用期間，在車輪荷載的反復(fù)作用下，路面長(zhǎng)期處于應(yīng)力應(yīng)變交替變化的狀態(tài)，使得路面結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度下降。當(dāng)荷載作用次數(shù)超過一定次數(shù)時(shí)，因荷載產(chǎn)生的路面應(yīng)力就會(huì)超過強(qiáng)度減弱后的路面結(jié)構(gòu)抗力，致使路面結(jié)構(gòu)發(fā)生疲勞破壞。在實(shí)際的路面結(jié)構(gòu)中，疲勞破壞的現(xiàn)象十分嚴(yán)重。

路面結(jié)構(gòu)中瀝青混合料的疲勞破壞歸根結(jié)底是：瀝青混合料中顆粒與顆粒之間的瀝青疲勞破壞。目前，國(guó)內(nèi)多采用試驗(yàn)室小型試件的疲勞試驗(yàn)來對(duì)路面的瀝青混合料進(jìn)行疲勞性能的研究，包括彎曲疲勞試驗(yàn)，直接拉伸試驗(yàn)，間接拉伸試驗(yàn)等，在這些試驗(yàn)中，試件的破壞多是由于瀝青發(fā)生拉伸或者壓縮方面的疲勞破壞，而缺少對(duì)瀝青進(jìn)行具體的剪切疲勞壽命測(cè)試的試驗(yàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，設(shè)計(jì)出一套測(cè)試瀝青剪切疲勞壽命的試驗(yàn)裝置及方法，與實(shí)際路面結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生的剪切疲勞破壞模型接近，從而有助于從本質(zhì)上認(rèn)識(shí)瀝青剪切疲勞破壞特性，實(shí)現(xiàn)瀝青混合料的精細(xì)化設(shè)計(jì)。

本發(fā)明的第一方面提出一種瀝青剪切疲勞性能的試驗(yàn)裝置，其包括加載組件、試驗(yàn)臺(tái)座、壓塊、轉(zhuǎn)軸；

所述轉(zhuǎn)軸的一端穿設(shè)于所述試驗(yàn)臺(tái)座內(nèi)，所述試驗(yàn)臺(tái)座內(nèi)安裝有安裝平臺(tái)，所述壓塊滑動(dòng)安裝于所述安裝平臺(tái)上且位于所述轉(zhuǎn)軸的一側(cè)，所述壓塊與所述轉(zhuǎn)軸相對(duì)的一面具有與所述轉(zhuǎn)軸的外側(cè)面相配合的抵接面，所述轉(zhuǎn)軸的外側(cè)面設(shè)有第一瀝青層，所述壓塊的抵接面上設(shè)有第二瀝青層，所述抵接面通過所述第一瀝青層與所述壓塊上的所述第二瀝青層相抵接；

所述加載組件能夠在所述轉(zhuǎn)軸上加載扭矩。

作為優(yōu)選方案，所述加載組件包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、彈簧及加載桿；

所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸入端與所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的動(dòng)力輸出端相連，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出端與所述彈簧的一端相連，所述彈簧的另一端與所述加載桿的一端相連，所述加載桿的另一端與所述轉(zhuǎn)軸相連；

所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)能夠帶動(dòng)所述彈簧壓縮或拉伸，所述彈簧壓縮或拉伸的方向與所述加載桿垂直，所述加載桿的旋轉(zhuǎn)方向與所述轉(zhuǎn)軸垂直；

所述彈簧與所述加載桿之間還連接有力傳感器，所述加載桿上設(shè)有刻度。

作為優(yōu)選方案，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)盤、連桿及滑塊，所述轉(zhuǎn)盤連接于所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的動(dòng)力輸出端，所述連桿的一端連接于所述轉(zhuǎn)盤，所述連桿的另一端與所述滑塊相連，所述彈簧的一端與所述滑塊相連；

所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)能夠帶動(dòng)所述滑塊直線往返運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)所述彈簧壓縮或拉伸。

作為優(yōu)選方案，該瀝青剪切疲勞性能的試驗(yàn)裝置還包括安裝架，所述安裝架上開設(shè)有滑槽，所述滑塊滑動(dòng)設(shè)于所述滑槽內(nèi)。

作為優(yōu)選方案，所述安裝平臺(tái)上設(shè)有墊塊，所述墊塊與所述安裝平臺(tái)滑動(dòng)相連，所述壓塊安裝于所述墊塊上，所述安裝平臺(tái)上設(shè)有刻度。

作為優(yōu)選方案，沿所述轉(zhuǎn)軸的外周周向間隔設(shè)置有至少兩個(gè)所述壓塊。

作為優(yōu)選方案，沿所述轉(zhuǎn)軸的軸向間隔設(shè)置有至少兩個(gè)所述壓塊。