瀝青混凝土面層結(jié)構(gòu)抗剪性能動態(tài)研究設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于道路工程領(lǐng)域，涉及一種道路工程結(jié)構(gòu)性能研宄設(shè)備，具體涉及一種瀝青混凝土面層結(jié)構(gòu)抗剪性能動態(tài)研宄設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]瀝青混凝土路面和水泥混凝土路面是我國高等級公路的主要類型。水泥路面具有剛度大、穩(wěn)定性好、使用壽命長、抗疲勞特性好、養(yǎng)護費用少、施工取材更方便等優(yōu)點。但水泥混凝土路面由于材料的脆性，加上施工質(zhì)量差的原因，水泥路面常常會發(fā)生大面積快速的破壞，從而增加路面維修的難度；路面雨水沿水泥混凝土的接縫滲入路面中，進而使路面發(fā)生如錯臺、唧泥等病害，導(dǎo)致路面不平整，行車跳動現(xiàn)象嚴重，影響行車舒適性。瀝青混凝土路面較水泥混凝土路面而言，具有初期造價低、路面平整度好、行車舒適性好等優(yōu)點，并且便于修復(fù)，應(yīng)用比例逐漸增加。
[0003]為了改善舊水泥混凝土路面的功能特性、增加新建水泥混凝土路面的行車舒適性，綜合水泥混凝土和瀝青混凝土兩種路面的特性，常選擇以水泥混凝土作為依托承重層，用瀝青混凝土改善誰混凝土的服務(wù)性能，即剛?cè)釓?fù)合式路面。剛?cè)釓?fù)合式路面，最明顯的問題在于:(一)裂縫反射病害，荷載作用下水泥混凝土自身設(shè)置裂縫、水泥混凝土破壞裂縫會傳遞到瀝青面層；(二)塑性變形病害，水泥混凝土和瀝青混凝土兩種材料的彈性模量相差較大，荷載作用下瀝青混凝土更容易發(fā)生擠壓變形。多項研宄表明瀝青混凝土發(fā)生塑性變形的根本原因在于，材料的抗剪強度不足，為此單軸貫入試驗、三軸剪切試驗、抽轉(zhuǎn)剪切試驗、三軸蠕變試驗等試驗方法用于評價材料的抗剪性能。而針對裂縫反射，瀝青混凝土材料結(jié)構(gòu)性抗剪的試驗方法，以及在荷載動態(tài)作用下材料的疲勞抗剪性能研宄，仍未見相關(guān)文獻報道。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]針對現(xiàn)有瀝青混凝土面層抗剪性能評價方法的缺陷，本實用新型的目的在于提供一種充分考慮了瀝青混凝土在路面結(jié)構(gòu)中的抗剪性能、兼顧了材料的動態(tài)抗變形能力及疲勞特性以及可提高復(fù)合式路面的使用性能的瀝青混凝土面層結(jié)構(gòu)抗剪性能動態(tài)研宄設(shè)備。
[0005]本實用新型所采用的技術(shù)方案如下:
[0006]一種瀝青混凝土面層結(jié)構(gòu)抗剪性能動態(tài)研宄設(shè)備，其特征在于:所述瀝青混凝土面層結(jié)構(gòu)抗剪性能動態(tài)研宄設(shè)備包括設(shè)備底座、載物臺、荷載臺、荷載臺動力系統(tǒng)、壓力泵、壓力產(chǎn)生系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、荷載輪以及位移傳感裝置；所述載物臺以及壓力產(chǎn)生系統(tǒng)均設(shè)置在設(shè)備底座上；待測試試樣包括基層、第一結(jié)構(gòu)層、第二結(jié)構(gòu)層以及面層；第一結(jié)構(gòu)層與第二結(jié)構(gòu)層處于同一水平面且二者之間設(shè)置有裂縫；第一結(jié)構(gòu)層與第二結(jié)構(gòu)層拼接后形成結(jié)構(gòu)層；面層、結(jié)構(gòu)層以及基層自上而下依次設(shè)置在載物臺的上表面；所述荷載輪設(shè)置在荷載臺底部；所述位移傳感裝置設(shè)置在荷載臺上，所述位移傳感裝置的下表面與荷載輪的下表面在自然狀態(tài)下處于同一水平面；所述壓力產(chǎn)生系統(tǒng)與壓力泵相連并向壓力泵提供壓力；所述荷載輪設(shè)置在面層上表面；所述壓力泵依次通過荷載臺以及荷載輪將壓力傳遞至面層；所述荷載臺動力系統(tǒng)通過荷載臺帶動荷載輪在面層上表面移動；所述溫控系統(tǒng)設(shè)置在載物臺中。
[0007]作為優(yōu)選，本實用新型所采用的第一結(jié)構(gòu)層與第二結(jié)構(gòu)層之間的間隙是可調(diào)整的。
[0008]作為優(yōu)選，本實用新型所提供的瀝青混凝土面層結(jié)構(gòu)抗剪性能動態(tài)研宄設(shè)備還包括設(shè)置在載物臺上的試樣承載臺，所述試樣承載臺包括夾具、活動夾板以及固定螺栓；所述夾具呈L型；所述夾具設(shè)置在載物臺上；所述活動夾板豎立在夾具上并與夾具通過固定螺栓固定；所述夾具與活動夾板之間形成U型空腔；所述面層、結(jié)構(gòu)層以及基層自上而下依次設(shè)置在夾具與活動夾板之間所形成的U型空腔中；所述活動夾板與夾具之間的距離是可調(diào)整的。
[0009]作為優(yōu)選，本實用新型所采用的瀝青混凝土面層結(jié)構(gòu)抗剪性能動態(tài)研宄設(shè)備還包括設(shè)置在壓力泵與荷載臺之間的壓力泵固定桿；所述壓力泵依次通過壓力泵固定桿、荷載臺以及荷載輪將壓力傳遞至面層；所述壓力泵固定桿是豎向可伸縮的。
[0010]作為優(yōu)選，本實用新型所采用的位移傳感裝置包括位移傳感器、位移傳感器固定桿以及滑動小輪；所述位移傳感器通過位移傳感器固定桿設(shè)置在荷載臺上；所述滑動小輪設(shè)置在位移傳感器底部；所述滑動小輪的下表面與荷載輪的下表面在自然狀態(tài)下處于同一水平面并與面層相接觸；所述位移傳感器固定桿是豎向可伸縮的。
[0011]作為優(yōu)選，本實用新型所采用的位移傳感器的位移測量范圍是0-50mm，分辨率
0.005mm,最大移動速度1.5m/s。
[0012]作為優(yōu)選，本實用新型所采用的荷載臺動力系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)輪、轉(zhuǎn)動軸、電動機以及連桿；所述電動機設(shè)置在載物臺上；所述轉(zhuǎn)輪通過連桿與荷載臺相連；所述連桿與荷載臺的上表面處于同一水平面上；所述電動機與轉(zhuǎn)動軸相連；所述電動機依次通過轉(zhuǎn)動軸帶動轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)；所述轉(zhuǎn)輪通過連桿以及荷載臺帶動荷載輪周期性的在面層上表面移動。
[0013]作為優(yōu)選，本實用新型所采用的壓力產(chǎn)生系統(tǒng)包括壓力控制型增壓設(shè)備以及連接管；所述壓力控制型增壓設(shè)備將產(chǎn)生的壓力通過連接管輸送至壓力泵。
[0014]作為優(yōu)選，本實用新型所采用的壓力控制型增壓設(shè)備的可控制壓強范圍是3_8bar0
[0015]作為優(yōu)選，本實用新型所采用的溫控系統(tǒng)包括電源、溫控儀、熱電偶以及溫度探頭；所述溫度探頭以及熱電偶分別鑲嵌于載物臺中；所述溫度探頭以及熱電偶分別與溫控儀相連；所述溫控儀與電源相連。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點在于:
[0017]本實用新型提供了一種瀝青混凝土面層結(jié)構(gòu)抗剪性能動態(tài)研宄設(shè)備，當(dāng)荷載(由荷載輪提供)從試件的一側(cè)向另一側(cè)移動且荷載靠近結(jié)構(gòu)層中間的裂縫時，負有載荷的結(jié)構(gòu)層一側(cè)向下變形，而荷載另一側(cè)有向上變形趨勢，裂縫正上方的材料一側(cè)向下受力，另一側(cè)向上受力，這樣形成典型的荷載剪切作用；荷載移動到裂縫的另一側(cè)時，出現(xiàn)于上述相反的受力狀態(tài)，依然是典型的荷載剪切作用，荷載往復(fù)移動，就是多次重復(fù)的剪切作用，通過測試面層的破壞時作用次數(shù)、豎向撓曲位移等，達到對面層結(jié)構(gòu)層的抗剪性能評價。本實用新型采用滑動小輪測試荷載作用下的面層材料動態(tài)相對位移評價材料的抗剪性能，減小了傳統(tǒng)車轍試驗定點取值對試驗數(shù)據(jù)的影響；充分考慮了瀝青混凝土材料用作面層時的結(jié)構(gòu)性抗剪性能，可對瀝青混凝土的抗裂縫反射性能以及抗疲勞性能進行評價，可對不同類型路面及不同裂縫寬度的路面結(jié)構(gòu)性抗剪性能進行評價；同時，本實用新型采用溫控儀對試件進行溫度點控，改進了傳統(tǒng)的熱氣流溫度環(huán)境控制方法，提高了溫度控制精度。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型所提供的瀝青混凝土面層結(jié)構(gòu)抗剪性能動態(tài)研宄設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為本實用新型所采用的縱向位移測量示意圖；
[0020]圖3為本實用新型所采用的試件以及控溫部分的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4為本實用新型所米用的荷載移動原理不意圖；
[0022]其中，附圖中的附圖標(biāo)記所對應(yīng)的名稱為:
[0023]1-轉(zhuǎn)輪；2_轉(zhuǎn)動軸；3_電動機；4-連桿；5_荷載固定桿；6_壓力泵；7_荷載臺；8-荷載輪；9-夾具；10_載物臺；11_載物臺支座；12_壓力控制型增壓設(shè)備；13_連接管；14-外殼；15_位移傳感器；16_位移傳感器固定桿；17_滑動小輪；18_活動夾板；19_固定螺栓；20_溫控儀；21_電熱偶；22_溫度探頭；23_電源；24_面層；25_結(jié)構(gòu)層；26_基層；27-壓力泵固定桿。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型進行詳細說明。
[0025]參見圖1、圖2、圖3以及圖4，本實用新型提供了一種瀝青混凝土面層結(jié)構(gòu)抗剪性能動態(tài)研宄設(shè)備，瀝青混凝土面層結(jié)構(gòu)抗剪性能動態(tài)研宄設(shè)備包括設(shè)備底座、以及設(shè)置在其上的載物臺、動力系統(tǒng)、壓力系統(tǒng)、試驗承載系統(tǒng)和位移測試系統(tǒng)；載物臺由支座支撐；動力系統(tǒng)的動力由電動機通過轉(zhuǎn)動軸、轉(zhuǎn)輪和連桿提供，保證荷載的定向移動；的壓力系統(tǒng)由壓力控制型增壓設(shè)備、連接管、荷載固定桿、壓力泵、荷載臺組成；的試驗承載系統(tǒng)包括夾具、活動夾板和固定螺栓，位移測試系統(tǒng)包括位移傳感器、位移傳感器固定桿和滑動小輪；待測試試樣包括基層、第一結(jié)構(gòu)層、第二結(jié)構(gòu)層以及面層；第一結(jié)構(gòu)層與第二結(jié)構(gòu)層處于同一水平面且二者之間設(shè)置有裂縫；第一結(jié)構(gòu)層與第二結(jié)構(gòu)層拼接后形成結(jié)構(gòu)層；面層、結(jié)構(gòu)層以及基層自上而下依次設(shè)置在載物臺上；荷載輪設(shè)置在荷載臺底部；位移傳感裝置設(shè)置在荷載臺上，位移傳感裝置的下表面與荷載輪的下表面在自然狀態(tài)下處于同一水平面；壓力產(chǎn)生系統(tǒng)與壓力泵相連并向壓力泵提供壓力；荷載輪設(shè)置在面層上表面；壓力泵依次通過荷載臺以及荷載輪將壓力傳遞至面層；荷載臺動力系統(tǒng)通過荷載臺帶動荷載輪在面層上表面移動；溫控系統(tǒng)設(shè)置在載物臺中。
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