瀝青混凝土面層材料抗剪性能研究設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于道路工程領(lǐng)域，涉及一種道路工程路面路用性能研宄設(shè)備，具體涉及到一種瀝青混凝土面層材料抗剪性能研宄設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]瀝青混凝土路面具有初期造價低、噪聲低、路面平整度好、行車舒適性好等優(yōu)點(diǎn)，故在世界范圍內(nèi)應(yīng)有頗多。我國95%以上的尚等級公路都米用浙青路面，低等級公路中的水泥混凝土路面也在逐步改造為瀝青路面，以增加行車舒適性并恢復(fù)路面路用性能。而舊水泥路面常常伴隨板底脫空、斷板及裂縫等病害，加鋪后的瀝青混凝土在裂縫處極易受到過大豎向的剪切應(yīng)力而發(fā)生破壞，即裂縫反射病害。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)主要從改善路面結(jié)構(gòu)和提高材料強(qiáng)度兩個方面解決裂縫反射問題:改善路面結(jié)構(gòu)主要是增加加鋪層厚度或在水泥層和瀝青層間增加功能層來緩和路面剪切應(yīng)力，這不僅增加了施工難度，更提高了經(jīng)濟(jì)費(fèi)用；提高材料強(qiáng)度主要包括提高材料的抗拉和抗剪強(qiáng)度兩個方面，現(xiàn)有技術(shù)對材料的抗拉和抗剪強(qiáng)度研宄已屢見不鮮，抗剪強(qiáng)度主要集中于層間的性能研宄，而對材料的結(jié)構(gòu)性抗剪強(qiáng)度沒有相關(guān)的研宄，瀝青混凝土在路面結(jié)構(gòu)中的抗剪分析更能接近的模擬材料在荷載作用下的受力狀況，已有學(xué)者證明材料的抗剪強(qiáng)度也是衡量材料塑性變形的主要影響因素?，F(xiàn)有的材料抗剪強(qiáng)度研宄方法主要是三軸剪切試驗(yàn)、單軸貫入試驗(yàn)、旋轉(zhuǎn)剪切試驗(yàn)等，都沒有從結(jié)構(gòu)性角度進(jìn)行分析材料的抗剪性能，更沒有相關(guān)的研宄設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有瀝青混凝土加鋪層結(jié)構(gòu)性抗剪性能評價的空缺，本發(fā)明的目的在于提供一種更真實(shí)的模擬瀝青混凝土加鋪層在荷載作用下的受力狀況、可兼顧評價材料的抗剪性能和彈性恢復(fù)性能以及確保水泥混凝土路面加鋪層的設(shè)計(jì)更加合理的瀝青混凝土面層材料抗剪性能研宄設(shè)備。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
[0006]一種瀝青混凝土面層材料抗剪性能研宄設(shè)備，其特征在于:所述瀝青混凝土面層材料抗剪性能研宄設(shè)備包括設(shè)備底座、固定承載臺、活動承載臺、豎向收縮桿、液壓泵、位移傳感器、豎向加載部件以及溫控部件；所述固定承載臺固定設(shè)置在設(shè)備底座上；所述活動承載臺通過豎向收縮桿設(shè)置在設(shè)備底座上；所述液壓泵以及位移傳感器均設(shè)置在設(shè)備底座與活動承載臺之間；所述液壓泵驅(qū)動活動承載臺進(jìn)行豎向移動；所述固定承載臺的上表面與活動承載臺的上表面在自然狀態(tài)下處于同一水平面；待測試瀝青混凝土材料包括結(jié)構(gòu)層以及面層；結(jié)構(gòu)層包括第一結(jié)構(gòu)層以及第二結(jié)構(gòu)層；第一結(jié)構(gòu)層設(shè)置在固定承載臺的上表面；第二結(jié)構(gòu)層設(shè)置在活動承載臺的上表面；第一結(jié)構(gòu)層與第二結(jié)構(gòu)層在水平方向上設(shè)置有間隙；第一結(jié)構(gòu)層以及第二結(jié)構(gòu)層在水平面上拼接形成結(jié)構(gòu)層；面層鋪設(shè)在結(jié)構(gòu)層的上表面；所述豎向加載部件設(shè)置在面層的上表面并置于第一結(jié)構(gòu)層的正上方；所述溫控部件設(shè)置在第二結(jié)構(gòu)層中。
[0007]作為優(yōu)選，本發(fā)明所采用的第一結(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，本發(fā)明所采用的瀝青混凝土面層材料抗剪性能研宄設(shè)備還包括設(shè)置在固定承載臺上的間隙位置調(diào)整裝置；所述間隙位置調(diào)整裝置包括定位螺栓、活動夾具以及移動軌道；所述移動軌道設(shè)置在固定承載臺的上表面，所述活動夾具設(shè)置在移動軌道上并可在移動軌道上進(jìn)行水平移動；所述第一結(jié)構(gòu)層設(shè)置在活動夾具上；所述定位螺栓通過活動夾具帶動第一結(jié)構(gòu)層在水平面上移動。
[0009]作為優(yōu)選，本發(fā)明所采用的移動軌道是螺紋、絲杠或刻槽。
[0010]作為優(yōu)選，本發(fā)明所采用的豎向加載部件包括荷載盤以及設(shè)置在載荷盤上的砝碼；所述載荷盤設(shè)置在面層的上表面并置于第一結(jié)構(gòu)層的正上方。
[0011]作為優(yōu)選，本發(fā)明所采用的載荷盤與第一結(jié)構(gòu)層的端面是平齊的。
[0012]作為優(yōu)選，本發(fā)明所采用的溫控部件包括電源、溫控儀、熱電偶以及溫度探頭；所述溫度探頭鑲嵌于第二結(jié)構(gòu)層中；所述熱電偶置于第二結(jié)構(gòu)層與活動承載臺上表面之間；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。
[0013]作為優(yōu)選，本發(fā)明所采用的豎向收縮桿包括第一固定桿、第二固定桿以及壓縮彈簧；所述第一固定桿呈筒狀；所述第二固定桿伸入第一固定桿內(nèi)部；所述第二固定桿與第一固定桿之間設(shè)置有壓縮彈簧；所述第一固定桿與活動承載臺下表面相連；所述第二固定桿與設(shè)備底座相連。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0015]本發(fā)明提供了一種瀝青混凝土面層材料抗剪性能研宄設(shè)備，主要由荷載承載部件、位移加載部件以及溫控部件構(gòu)成。荷載承載部件包括固定承載臺、活動承載臺和豎向收縮桿；位移加載部件包括液壓泵、位移傳感器、荷載盤、砝碼、活動夾具和定位螺栓；溫控部件包括溫度探頭、熱電偶和溫控儀。結(jié)構(gòu)層的一半粘貼到活動夾具上，另一半粘貼到活動承載臺上，面層鋪到結(jié)構(gòu)層上，由荷載盤施壓，使其一側(cè)固定。液壓泵使其中結(jié)構(gòu)層一半做豎向位移，而另一半保持靜止，力學(xué)特點(diǎn)分析，這就是面層在間隙處受到剪切作用，位移傳感器測試結(jié)構(gòu)的剪切變形量。液壓泵的重復(fù)作用，使面層重復(fù)的收到剪切作用，從剪切破壞次數(shù)，位移量來評價面層材料的抗剪切性能。本發(fā)明充分模擬了瀝青混凝土材料承受剪應(yīng)力的工作狀況，可以從結(jié)構(gòu)性抗剪角度測試瀝青混凝土材料的抗剪性能，并可兼顧評價瀝青混凝土的變形恢復(fù)能力?？裳绣巢煌瑴囟?、不同荷載作用、不同變形工況下的抗剪性能和抗疲勞性能。對舊水泥混凝土路面加鋪層和復(fù)合式路面的設(shè)計(jì)、施工都具有直接指導(dǎo)意義。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明所提供的瀝青混凝土面層材料抗剪性能研宄設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為本發(fā)明所采用的溫控部件的原理示意圖；
[0018]圖3是本發(fā)明所采用的豎向收縮桿的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]其中，附圖中的附圖標(biāo)記所對應(yīng)的名稱為:
[0020]1-固定承載臺；2_活動承載臺；3_豎向收縮桿；4_液壓泵；5_位移傳感器；6-載重盤.J-破碼；8_活動夾具；9_定位螺檢；10_溫度探頭；11-熱電偶；12_電源；13_溫控儀；14_結(jié)構(gòu)層；15_面層；16_第一固定桿；17_第二固定桿；18_壓縮彈簧。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明所提供的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明:
[0022]參見圖1以及圖2，本發(fā)明提供了一種瀝青混凝土面層材料抗剪性能研宄設(shè)備，包括設(shè)備底座、荷載承載部件、位移加載部件和溫控部件。其中，荷載承載部件包括固定承載臺1、活動承載臺2和豎向收縮桿3 ;位移加載部件包括液壓泵4、位移傳感器5、荷載盤6、砝碼7、活動夾具8和定位螺栓9 ;溫控部件包括溫度探頭10、熱電偶11和溫控儀13。
[0023]固定承載臺I固定設(shè)置在設(shè)備底座上；活動承載臺2通過豎向收縮桿3設(shè)置在設(shè)備底座上；液壓泵4以及位移傳感器5均設(shè)置在設(shè)備底座與活動承載臺2之間；液壓泵4驅(qū)動活動承載臺2進(jìn)行豎向移動；固定承載臺I的上表面與活動承載臺2的上表面在自然狀態(tài)下處于同一水平面；待測試瀝青混凝土材料包括結(jié)構(gòu)層14以及面層15 ;結(jié)構(gòu)層14包括第一結(jié)構(gòu)層以及第二結(jié)構(gòu)層；第一結(jié)構(gòu)層設(shè)置在固定承載臺I的上表面；第二結(jié)構(gòu)層設(shè)置在活動承載臺2的上表面；第一結(jié)構(gòu)層與第二結(jié)構(gòu)層在水平方向上設(shè)置有間隙；第一結(jié)構(gòu)層以及第二結(jié)構(gòu)層在水平面上拼接形成結(jié)構(gòu)層；面層1