一種瀝青混合料扭轉(zhuǎn)剪切試驗方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種瀝青混合料扭轉(zhuǎn)剪切試驗方法，采用扭轉(zhuǎn)剪切方式測定瀝青混合料的抗剪強(qiáng)度和剪切疲勞壽命，該試驗方法需要的試驗裝置包括試驗平臺、微機(jī)控制電子萬能試驗機(jī)。本發(fā)明通過扭矩（作用在圓形截面試件上的扭矩只會產(chǎn)生純剪切變形，使瀝青混合料處于純剪切的簡單應(yīng)力狀態(tài)，在理論上可提高試驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性）將圓柱體瀝青混合料試件破壞，分析數(shù)據(jù)可以得到瀝青混合料的抗剪強(qiáng)度和剪切疲勞壽命，從而評價瀝青混合料的抗剪性能。
【專利說明】一種瀝青混合料扭轉(zhuǎn)剪切試驗方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于浙青混合料力學(xué)性能試驗領(lǐng)域，特別是涉及到一種浙青混合料扭轉(zhuǎn)剪切試驗方法。
【背景技術(shù)】
[0002]有關(guān)調(diào)查和研究表明，在氣溫較高的條件下，浙青混合料的剪切強(qiáng)度不足以抵抗車輪荷載的反復(fù)作用，使浙青混凝土產(chǎn)生塑性剪切變形，并逐漸被擠壓到兩側(cè)，從而產(chǎn)生車轍；在浙青路面的設(shè)計過程中，并沒有考慮到浙青混合料的抗剪性能。所以，研究浙青混合料的抗剪性能，對浙青混合料的性能評價與浙青路面的設(shè)計都具有很大的意義。
[0003]目前國內(nèi)剪切性能實驗方法存在一些薄弱之處:在實驗過程中試件一般處于復(fù)雜應(yīng)力作用狀態(tài)下，進(jìn)而發(fā)生剪切破壞，雖然復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)更接近于路面實際工作狀態(tài)，但是破壞面上剪應(yīng)力分布存在不均勻、不對稱及不協(xié)調(diào)的現(xiàn)象，這個將會對試驗精度產(chǎn)生一定影響。同時，國內(nèi)缺乏對浙青混合料進(jìn)行直剪試驗的設(shè)備和方法。因此，在浙青混合料的設(shè)計過程中提出一種高效精確并且經(jīng)濟(jì)實用的剪切試驗方法來評價浙青混合料的抗剪性能，具有重大意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對目前國內(nèi)剪切性能實驗方法存在薄弱之處的現(xiàn)狀，結(jié)合考慮浙青路面應(yīng)力場分布與環(huán)境影響效應(yīng)，開發(fā)剪切試驗方法的試驗，本發(fā)明可以對不同的材料在不同的環(huán)境條件(溫度、加載頻率)進(jìn)行扭轉(zhuǎn)剪切試驗。通過試驗裝置給試件施加一個扭轉(zhuǎn)的力矩，這樣試件受到純剪狀態(tài)，更能模擬實際路面的應(yīng)力狀態(tài)，并且易于分析，滿足多規(guī)格的試樣。
[0005]本發(fā)明所通過一種浙青混合料扭轉(zhuǎn)剪切試驗裝置予以實現(xiàn)。浙青混合料扭轉(zhuǎn)剪切試驗裝置包括微機(jī)控制電子萬能試驗機(jī)和試驗平臺。其中萬能試驗機(jī)包括機(jī)架、恒溫箱、底座、升降桿、控制裝置、動力系統(tǒng)。試驗平臺由測試試臺、接頭、齒條、齒輪、轉(zhuǎn)盤、固定滑板和滑板底座組成，滑座底板上開有兩道槽，固定盤可以在槽中滑動；試驗平臺通過螺絲固定在萬能試驗機(jī)。
[0006]一種浙青混合料扭轉(zhuǎn)剪切試驗方法，包括一下步驟:
(1)通過確定浙青混合料試件的尺寸來確定圓盤尺寸。試件直徑IOOmm?150_，高度IOCtam?150mm。圓盤尺寸105臟?160mm,厚度30mm ;
(2)制作浙青混合料試件:可通過靜壓法或者旋轉(zhuǎn)壓實法成型浙青混合料試件，也可通過現(xiàn)場鉆芯取樣；
(3)保溫:將浙青混合料試件和圓盤放置在恒溫箱中保溫，溫度在10攝氏度?60攝氏度之間，保溫時間在6小時以上；
(4)進(jìn)行抗剪強(qiáng)度測試試驗:將浙青混合料試件通過環(huán)氧樹脂與圓盤相粘結(jié)，一個圓盤與旋轉(zhuǎn)軸相連，另一個圓盤與固定滑板相連。萬能試驗機(jī)通過升降桿向齒條施加壓力，加載速率為10mm/min，齒輪與齒條嚙合，并將壓力轉(zhuǎn)化成扭矩，直到浙青混合料試件產(chǎn)生破壞，萬能試驗機(jī)采集到數(shù)據(jù)，得到破壞荷載，可以求出抗剪強(qiáng)度，重復(fù)試驗，得到平均值做為此種浙青混合料的抗剪強(qiáng)度。浙青混合料試件的位移方向在試驗過程中要與剪切方向一致；
(5)進(jìn)行剪切疲勞試驗:通過步驟(4)得到破壞荷載，在破壞荷載的0.1?0.9倍范圍內(nèi)取值，對浙青混合料試件進(jìn)行重復(fù)加載，通過萬能試驗機(jī)采集加載次數(shù)和變形數(shù)據(jù)，多次試驗取平均值，從而可以得到該浙青混合料的剪切疲勞壽命。
[0007]本發(fā)明通過施加扭矩(作用在圓形截面試件上的扭矩只會產(chǎn)生純剪切變形，使浙青混合料處于純剪切的簡單應(yīng)力狀態(tài)，在理論上可提高試驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性)，將圓柱體浙青混合料試件破壞，分析數(shù)據(jù)可以得到浙青混合料的抗剪強(qiáng)度和剪切疲勞壽命，從而評價浙青混合料的抗剪性能。
[0008]本發(fā)明簡單易操作，便于推廣，實用性強(qiáng)，能比較準(zhǔn)確地模擬出浙青路面的實際受力狀態(tài)，對浙青路面層內(nèi)剪切性能和結(jié)構(gòu)與材料的設(shè)計與評價、浙青層厚度的設(shè)計具有重
要意義。
【權(quán)利要求】
1.一種浙青混合料扭轉(zhuǎn)剪切試驗方法，其特征在于以下步驟: (O通過確定浙青混合料試件的尺寸來確定圓盤尺寸； (2)制作浙青混合料試件:可通過靜壓法或者旋轉(zhuǎn)壓實法成型浙青混合料試件，也可通過現(xiàn)場鉆芯取樣； (3)保溫:將浙青混合料試件和圓盤放置在恒溫箱中保溫； (4)進(jìn)行抗剪強(qiáng)度測試試驗:將浙青混合料試件通過環(huán)氧樹脂與圓盤相粘結(jié)，一個圓盤與旋轉(zhuǎn)軸相連，另一個圓盤與固定滑板相連， 萬能試驗機(jī)通過升降桿向齒條施加壓力，加載速率為10mm/min，齒輪與齒條嚙合，并將壓力轉(zhuǎn)化成扭矩，直到浙青混合料試件產(chǎn)生破壞，萬能試驗機(jī)采集到數(shù)據(jù)，得到破壞荷載，可以求出抗剪強(qiáng)度，重復(fù)試驗，得到平均值做為此種浙青混合料的抗剪強(qiáng)度， 浙青混合料試件的位移方向在試驗過程中要與剪切方向一致， (5)進(jìn)行剪切疲勞試驗:通過步驟(4)得到破壞荷載，在破壞荷載的0.1?0.9倍范圍內(nèi)取值，對浙青混合料試件進(jìn)行重復(fù)加載，通過萬能試驗機(jī)采集加載次數(shù)和變形數(shù)據(jù)，多次試驗取平均值，從而可以得到該浙青混合料的剪切疲勞壽命。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浙青混合料扭轉(zhuǎn)剪切試驗方法，其特征在于:所述步驟(I)中試件直徑10Omm?150mm,高度10Omm?150mm,圓盤尺寸105mm?160mm,厚度30mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浙青混合料扭轉(zhuǎn)剪切試驗方法，其特征在于:所述步驟(4)中恒溫箱溫度在10攝氏度?60攝氏度之間，保溫時間在6小時以上。
【文檔編號】G01N3/26GK103743631SQ201410017686
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年1月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月15日
【發(fā)明者】謝軍, 邱驥杰, 袁暢, 黃林 申請人:長沙理工大學(xué)