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一種瀝青混合料半圓彎拉強度測試裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種瀝青混合料半圓彎拉強度測試裝置，包括豎直設(shè)置的液壓加載器，其特征在于，液壓加載器的加載軸通過連接件安裝有壓頭，在液壓加載器上安裝有壓力傳感器；在液壓加載器的下方設(shè)置有保溫箱，保溫箱中鋪設(shè)有導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上安裝有可沿導(dǎo)軌滑動的用于安裝試件的支座；保溫箱中安裝有溫度傳感器，保溫箱頂面開設(shè)有通孔；液壓加載器、壓力傳感器、保溫箱、溫度傳感器均連接至一個帶有顯示屏的控制面板。本測試裝置結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便，且試驗操作簡便、測試結(jié)果準(zhǔn)確可靠。
【專利說明】一種瀝青混合料半圓彎拉強度測試裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及公路工程領(lǐng)域，具體涉及一種浙青混合料半圓彎拉強度測試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]抗拉強度是浙青混合料路用性能的重要指標(biāo)。目前，普遍采用間接拉伸試驗和小梁彎曲試驗測試其抗拉強度。間接拉伸試驗是沿直徑方向施加壓力荷載于圓柱形試件，在高溫條件下，應(yīng)力分布和裂縫長度深受加載條下剪切裂縫的影響，但未考慮到壓條作用下試件的永久變形，而這對于評價材料的抗拉強度具有一定的影響；其次，沿試件直徑方向的應(yīng)力狀態(tài)比較復(fù)雜，且與實際路面結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài)相差較大，在高應(yīng)力作用下，支座處容易產(chǎn)生破壞。相對于間接拉伸試驗來說，小梁彎曲試驗?zāi)茌^好的模擬實際路面結(jié)構(gòu)的應(yīng)力狀態(tài)，但小梁彎曲試驗的試件制備繁瑣，材料使用量大。相比于間接拉伸試驗和小梁彎曲試驗，半圓彎拉試驗的設(shè)備更簡單，試件更容易獲得，且一個圓柱形試件可以通過切割獲得兩個半圓形試件，增加了材料的利用率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的在于，提供一種浙青混合料半圓彎拉強度測試裝置，結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、且試驗操作簡便、測試結(jié)果準(zhǔn)確可靠。
[0004]為了達到上述目的，本實用新型采用如下的技術(shù)方案:
[0005]一種浙青混合料半圓彎拉強度測試裝置，包括豎直設(shè)置的液壓加載器，液壓加載器的加載軸通過連接件安裝有壓頭，在液壓加載器上安裝有壓力傳感器；在壓頭的下方設(shè)置有保溫箱，保溫箱中鋪設(shè)有導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上安裝有可沿導(dǎo)軌滑動的用于安裝試件的支座；保溫箱中安裝有溫度傳感器，保溫箱頂面開設(shè)有通孔；液壓加載器、壓力傳感器、保溫箱、溫度傳感器均連接至一個控制面板。
[0006]進一步地，所述的控制面板包括鍵盤和帶有顯示屏的處理器，液壓加載器和保溫箱與鍵盤連接，壓力傳感器和溫度傳感器與處理器連接。
[0007]進一步地，所述的連接件為一個帶有螺紋孔和插銷孔的圓筒，圓筒的上端與液壓加載器的加載軸固結(jié)。
[0008]進一步地，所述的壓頭為圓柱形，壓頭的下端為鈍頭圓錐形，壓頭安裝在圓筒中，壓頭上開設(shè)有與圓筒上螺紋孔和插銷孔配合的內(nèi)螺紋孔和圓孔，壓頭和圓筒通過螺桿和插銷固結(jié)。
[0009]進一步地，所述的保溫箱為內(nèi)部溫度可調(diào)節(jié)的矩形箱體，保溫箱的側(cè)壁上開設(shè)有側(cè)門，與側(cè)門相鄰的一個側(cè)面上安裝有透視窗口，所述的導(dǎo)軌鋪設(shè)在保溫箱的底面上。
[0010]進一步地，所述的支座設(shè)置一對，支座底面上開設(shè)有滑槽，在一個支座上固結(jié)有一個鋼尺，鋼尺與另一個支座活動式連接，鋼尺與導(dǎo)軌平行設(shè)置。
[0011 ] 進一步地，所述的鋼尺為條形鋼尺，鋼尺的中部開設(shè)有條形開口，所述的一對支座的側(cè)面均設(shè)置有凸柱，其中一個凸柱固結(jié)在鋼尺上條形開口的一端，另一個凸柱穿過條形開口。
[0012]本裝置具有以下技術(shù)優(yōu)點:
[0013]I)采用半自動化控制，使用液壓加載系統(tǒng)施加貫入荷載，且試驗過程中試件始終處于設(shè)定溫度，測量過程更貼合實際，精確可靠。
[0014]2)采用模塊化設(shè)計，所用的液壓加載器、壓頭、保溫箱、支座等各組件之間拆裝方便，能大幅度提高測試儀的使用壽命。
[0015]3)固定壓頭所用的連接件及留有插銷孔的壓頭，兩者結(jié)合使用后在試驗前只需松開螺桿，拔出插銷，即可快速更換壓頭，操作簡單方便。
[0016]4)保溫箱內(nèi)的溫度可自由調(diào)控，試驗過程中可以確保溫度的穩(wěn)定，增加試驗結(jié)果的可靠性與準(zhǔn)確性。
[0017]6)保溫箱內(nèi)的滑動支座，便于試件的安放與定位，避免因試件的擺放誤差而造成試驗結(jié)果的不準(zhǔn)確性。
[0018]7)本裝置可以在顯示器上直觀的顯示出試件在加載過程中的受力及變形情況，且試驗全程數(shù)據(jù)可記錄。
[0019]8)本裝置結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、價格低廉，且試驗操作簡便、測試結(jié)果準(zhǔn)確可靠。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
`[0021]圖2為保溫箱的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3為支座部分的放大圖；
[0023]圖4為支座的側(cè)視圖；
[0024]圖5是試件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖6為圓筒的縱向剖視圖；
[0026]圖7為控制面板的示意圖；
[0027]圖中標(biāo)號代表:I—壓力傳感器，2—液壓加載器，3—圓筒，31—螺紋孔，32—插銷孔，4一螺桿,5—插銷,6—壓頭,7—保溫箱,8—試件,9—支座，10一鋼尺，11—導(dǎo)軌，12—通?L，13—透視窗口，14一側(cè)門，15—滑槽，16—凸柱，17—控制面板，171—顯示屏，172—鍵盤；
[0028]以下結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型進一步解釋說明。
【具體實施方式】
[0029]半圓彎曲試驗是從巖石力學(xué)引進的一項評價浙青混合料抗拉性能的試驗。半圓彎曲試驗是在規(guī)定尺寸的簡支半圓形試件跨中，給試件施加集中荷載至試件斷裂破壞的試驗，并由破壞時的最大荷載計算材料的抗拉強度(半圓形試件上部受壓后，在底座的作用下，中間會產(chǎn)生拉應(yīng)力)。半圓彎曲試驗中出現(xiàn)的破壞形式以拉伸破壞為主，可以避免其他破壞類型對試驗結(jié)果的影響，所以半圓彎曲更有利于測量浙青混合料斷裂時的真實拉力值，預(yù)測裂縫的發(fā)生和開展。
[0030]遵從上述技術(shù)方案，如圖1所示，一種浙青混合料半圓彎拉強度測試裝置，包括豎直設(shè)置的液壓加載器2，在使用時根據(jù)實際情況將液壓加載器2固結(jié)在合適的支架上，使液壓加載器2的加載軸能沿著軸向運動；液壓加載器2的加載軸通過連接件安裝有壓頭6。
[0031]本實用新型中，連接件采用帶有螺紋孔31和插銷孔32的圓筒3，圓筒3的上端與液壓加載器2的加載軸固結(jié)；而壓頭6采用圓柱形壓頭6，壓頭6的下端為鈍頭的圓錐形，壓頭6上部分安裝在圓筒3中，在壓頭6上開設(shè)有與圓筒3上螺紋孔31和插銷孔32配合的內(nèi)螺紋孔和圓孔，兩者通過螺桿4和插銷5相對固結(jié)，并可根據(jù)需要方便地更換壓頭6 ;液壓加載器2工作時，其加載軸通過圓筒3推動壓頭6向下運動。
[0032]液壓加載器2上安裝有壓力傳感器1，液壓加載器2在工作時其內(nèi)部的液壓油缸推動液壓加載器2的加載軸運動，加載軸帶動圓筒3向下運動時可實時采集液壓加載器2與試件8之間的壓力荷載信息。
[0033]壓頭6下方設(shè)置有保溫箱7，保溫箱7中鋪設(shè)有導(dǎo)軌11，導(dǎo)軌11上安裝有可沿導(dǎo)軌11滑動的用于安裝試件8的支座9。保溫箱7為內(nèi)部溫度可調(diào)節(jié)的矩形箱體，其側(cè)壁上開設(shè)有側(cè)門14，與開設(shè)側(cè)門14相鄰的側(cè)面上安裝有透視窗口 13，窗口上安裝有透視材料，如硬塑料或玻璃，可在安裝試件8和進行測試過程中，實時觀察到箱體內(nèi)部情況，便于及時采取相應(yīng)操作；導(dǎo)軌11鋪設(shè)在保溫箱7的底面上。保溫箱7可使其中的試件8處于恒溫狀態(tài)，該項測試過程中，測試時試驗溫度為-20°C、15°C、25°C，對應(yīng)的加載速率分別為5_/min、50mm/min、50mm/min。浙青對溫度十分敏感,只有在特定的溫度下對其進行評價才有意義。現(xiàn)有試驗裝置中沒有保溫箱7，試件8暴露在空氣中就不能滿足測試時溫度的要求，導(dǎo)致測量結(jié)果存在較大誤差；本裝置中設(shè)置了保溫箱7，就可以使測試溫度維持在試驗溫度，增加試驗的可靠性，減少變量。
[0034]在導(dǎo)軌11上安裝有可沿導(dǎo)軌11滑動的用于安裝試件8的支座9 ;支座9設(shè)置一對，支座9的底面上開設(shè)有滑槽15，通過滑槽15與導(dǎo)軌11的配合實現(xiàn)支座9的滑動；在一個支座9上固結(jié)有一個鋼尺10，鋼尺10的另一端與另一個支座9活動式連接，鋼尺10與導(dǎo)軌11平行設(shè)置；鋼尺10為條形鋼尺10，鋼尺10的中部開設(shè)有條形開口，所述的一對支座9的側(cè)面均設(shè)置有凸柱16，其中一個凸柱16固結(jié)在鋼尺10上條形開口的一端，另一個凸柱16穿過條形開口。
[0035]兩個支座9可以在導(dǎo)軌11上滑動，通過鋼尺10來調(diào)整兩個支座9之間的距離。利用本裝置進行浙青混合料半圓彎拉試驗時，采用半圓形試件，試件8的底面放置在兩個支座9上。半圓形試件8為浙青混合料標(biāo)準(zhǔn)的圓柱形試件切割而成，采用半圓形試件8是由于半圓形試件8在直徑處的拉應(yīng)力最大，使其更能代表浙青混合料的抗彎拉性能。
[0036]對于不同的半圓形試件8，通過鋼尺10快速調(diào)整支座9間的距離以使其滿足試驗的需求，而采用導(dǎo)軌11將使試件8的安放更加方便，可在支座9上安裝好試件8后再推入保溫箱7中，不易將試件8放偏而影響測試結(jié)果，而鋼尺10可方便地讀出支座9間的距離。保溫箱7內(nèi)部安裝有制冷器和加熱器，箱中的溫度可在一定范圍內(nèi)進行調(diào)節(jié)。
[0037]在保溫箱7中安裝有溫度傳感器，保溫箱7頂面開設(shè)有通孔12，通孔12位于壓頭6的正下方；通孔12的作用是，在壓頭6下壓時供壓頭6通過，作用在保溫箱7中的試件8上。液壓加載器2、壓力傳感器1、保溫箱7、溫度傳感器均連接至一個帶有顯示屏171的控制面板17。
[0038]所述的控制面板17包括鍵盤172和帶有顯示屏171的處理器，液壓加載器2和保溫箱7與鍵盤172連接，壓力傳感器I和溫度傳感器與處理器連接。
[0039]在進行試驗時，壓力傳感器I和溫度傳感器分別獲取壓頭6的壓力信息，以及保溫箱7中的溫度信息，處理器的作用是對傳感器采集的信息進行數(shù)模轉(zhuǎn)換，通過顯示屏171顯示出來，供操作人員查看記錄；處理器還有數(shù)據(jù)記錄功能，可將記錄的各傳感器數(shù)據(jù)通過接口進行導(dǎo)出，供操作人員分析。鍵盤172控制液壓加載器2和保溫箱7中加熱器和制冷器的開啟關(guān)閉，可根據(jù)顯示屏171上反饋的當(dāng)前信息進行調(diào)整。
[0040]利用本裝置進行浙青混合料半圓彎拉強度試驗的過程如下:
[0041]1.準(zhǔn)備好測試試件8，試件8直徑記為Φ，試件8的厚度，即試件8半徑記為t(實驗前試件8需在-20°C的冷藏箱中存放6小時)；在液壓加載器2上安裝好壓頭6，打開總電源；
[0042]2.根據(jù)溫度傳感器的反饋，調(diào)整保溫箱7箱內(nèi)溫度至-20°C，待保溫箱7內(nèi)溫度達到-20°C時，打開保溫箱7側(cè)門14，拉出支座9，調(diào)整好支座9間距的大小為2a ;將試件8安放到支座9上，隨后將滑動支座9推進保溫箱7內(nèi)部，使壓頭6的下端通過通孔12正對試件8上方的中心位置；
[0043]3.啟動液壓加載器2，壓頭6慢慢的向半圓形試件8靠攏，接觸后顯示屏171上就會顯示此刻所施加在試件8上的壓力大小，隨著液壓加載器2的不斷加載，到某一個時候試件8會出現(xiàn)一個極限荷載壓力P，操作人員根據(jù)顯示屏171上的信息記錄極限荷載壓力值，或?qū)⑿畔奶幚砥髦袑?dǎo)出，然后利用下面的公式計算試件8抗拉強度σ:
【權(quán)利要求】
1.一種浙青混合料半圓彎拉強度測試裝置，包括豎直設(shè)置的液壓加載器(2)，其特征在于，液壓加載器(2)的加載軸通過連接件安裝有壓頭(6)，在液壓加載器(2)上安裝有壓力傳感器(I);在壓頭(6)的下方設(shè)置有保溫箱(7)，保溫箱(7)中鋪設(shè)有導(dǎo)軌(11)，導(dǎo)軌(11)上安裝有可沿導(dǎo)軌(11)滑動的用于安裝試件(8)的支座(9);保溫箱(7)中安裝有溫度傳感器，保溫箱(7)頂面開設(shè)有通孔(12);液壓加載器(2)、壓力傳感器(I)、保溫箱(7)、溫度傳感器均連接至一個控制面板(17)。
2.如權(quán)利要求1所述的浙青混合料半圓彎拉強度測試裝置，其特征在于，所述的控制面板(17)包括鍵盤(172)和帶有顯示屏(171)的處理器，液壓加載器(2)和保溫箱(7)與鍵盤(172)連接，壓力傳感器(I)和溫度傳感器與處理器連接。
3.如權(quán)利要求2所述的浙青混合料半圓彎拉強度測試裝置，其特征在于，所述的連接件為一個帶有螺紋孔(31)和插銷孔(32)的圓筒(3)，圓筒(3)的上端與液壓加載器(2)的加載軸固結(jié)。
4.如權(quán)利要求3所述的浙青混合料半圓彎拉強度測試裝置，其特征在于，所述的壓頭(6)為圓柱形，壓頭(6)的下端為鈍頭圓錐形，壓頭(6)安裝在圓筒(3)中，壓頭(6)上開設(shè)有與圓筒(3)上螺紋孔(31)和插銷孔(32)配合的內(nèi)螺紋孔和圓孔，壓頭(6)和圓筒(3)通過螺桿(4)和插銷(5)固結(jié)。
5.如權(quán)利要求2所述的浙青混合料半圓彎拉強度測試裝置，其特征在于，所述的保溫箱(7)為內(nèi)部溫度可調(diào)節(jié)的矩形箱體；保溫箱(7)的側(cè)壁上開設(shè)有側(cè)門(14)，與側(cè)門(14)相鄰的一個側(cè)面上安裝有透視窗口(13)，所述的導(dǎo)軌(11)鋪設(shè)在保溫箱(7)的底面上。
6.如權(quán)利要求1所述的浙青混合料半圓彎拉強度測試裝置，其特征在于，所述的支座(9)設(shè)置一對，支座(9)底面上開設(shè)有滑槽(15)，在一個支座(9)上固結(jié)有一個鋼尺(10)，鋼尺(10)與另一個支座(9)活動式連接，鋼尺(10)與導(dǎo)軌(11)平行設(shè)置。
7.如權(quán)利要求6所述的浙青混合料半圓彎拉強度測試裝置，其特征在于，所述的鋼尺(10)為條形鋼尺，鋼尺(10)的中部開設(shè)有條形開口，所述的一對支座(9)的側(cè)面均設(shè)置有凸柱(16)，其中一個凸柱(16)固結(jié)在鋼尺(10)上條形開口的一端，另一個凸柱(16)穿過條形開口。
【文檔編號】G01N3/12GK203658169SQ201320891616
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】蔣應(yīng)軍, 沈彬, 張釗, 孔令飛 申請人:長安大學(xué)