瀝青混合料疲勞試驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】一種瀝青混合料疲勞試驗(yàn)裝置，其恒溫箱內(nèi)底部設(shè)置有底座，底座左側(cè)設(shè)置左支架、右側(cè)設(shè)置右支架，安裝有液壓油缸的橫桿的一端設(shè)置在左支架上、另一端設(shè)置在右支架上，液壓油缸的活塞桿的端部設(shè)置有垂直力傳感器，垂直力傳感器下端設(shè)置安裝有滾輪的輪叉，輪叉上設(shè)置輸出軸與滾輪聯(lián)接的步進(jìn)電機(jī)，恒溫箱外部設(shè)置有計(jì)算機(jī)和可編程控制器以及電磁閥門(mén)；底座上還設(shè)置有彈性海綿，彈性海綿上設(shè)置彈性薄板，彈性薄板上設(shè)置瀝青混合料試件，瀝青混合料試件上設(shè)置有應(yīng)變傳感器，滾輪與瀝青混合料試件上表面接觸，應(yīng)變傳感器通過(guò)導(dǎo)線與計(jì)算機(jī)相連。可編程控制器通過(guò)導(dǎo)線與計(jì)算機(jī)和電磁閥門(mén)相連，電磁閥門(mén)通過(guò)導(dǎo)管與液壓油缸相聯(lián)通。
【專利說(shuō)明】浙青混合料疲勞試驗(yàn)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于測(cè)試浙青路面材料性能的設(shè)備或裝置【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及到一種浙青混合料疲勞試驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在我國(guó)的浙青路面設(shè)計(jì)規(guī)范中，浙青路面的設(shè)計(jì)壽命一般為12~15年，但絕大多數(shù)路面在達(dá)到設(shè)計(jì)壽命之前就會(huì)出現(xiàn)大面積的疲勞開(kāi)裂。在對(duì)高速公路的檢測(cè)中也發(fā)現(xiàn)，一些路段甚至在通車(chē)僅三、四年后就出現(xiàn)了這種情況。在國(guó)外也存在同樣的情況，即在路面尚未達(dá)到其使用壽命前就出現(xiàn)了大面積的疲勞開(kāi)裂，而不得不進(jìn)行大修和重建，這不僅大大增加了路面的使用成本，同時(shí)這種路面使用壽命不可預(yù)知的提前，也大大增加了公路養(yǎng)護(hù)管理的難度。因此，路面的疲勞開(kāi)裂成為影響路面長(zhǎng)期使用性能的一個(gè)重要因素，也是路面設(shè)計(jì)中非常重要的一個(gè)問(wèn)題。因而研究路面的疲勞開(kāi)裂特性成為國(guó)內(nèi)外的熱點(diǎn)問(wèn)題之
[0003]相關(guān)研究人員已經(jīng)開(kāi)發(fā)了多種測(cè)試和評(píng)價(jià)浙青混合料疲勞特性的方法，包括足尺度試驗(yàn)、大尺寸結(jié)構(gòu)試驗(yàn)、室內(nèi)小尺度試驗(yàn)等。其中室內(nèi)小尺寸試驗(yàn)由于操作簡(jiǎn)便，消耗費(fèi)用低，而且也能在一定程度上考慮浙青路面在實(shí)際狀態(tài)中車(chē)輛荷載及環(huán)境條件的作用，因此得到了實(shí)驗(yàn)的廣泛采用，主要包括彎曲拉伸試驗(yàn)、直接拉伸和壓縮試驗(yàn)以及簡(jiǎn)潔拉伸試驗(yàn)等。雖然室內(nèi)試驗(yàn)考慮了浙青路面在實(shí)際狀態(tài)下疲勞的一些影響因素，但是，普通的室內(nèi)試驗(yàn)僅是將路面試件在簡(jiǎn)支和載荷狀態(tài)下進(jìn)行試驗(yàn)，而簡(jiǎn)支試件和在實(shí)驗(yàn)中的測(cè)試數(shù)據(jù)與實(shí)際路面的受力狀況相 差較遠(yuǎn)，另外應(yīng)力或應(yīng)變是單向作用還是交變作用對(duì)疲勞測(cè)試的結(jié)果影響較大，要想在實(shí)驗(yàn)中的到更接近于實(shí)際值的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，就需要綜合上述的影響條件，在實(shí)驗(yàn)條件下更加真實(shí)地模擬路面在真實(shí)狀況下的受力狀態(tài)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服上述測(cè)試和評(píng)價(jià)浙青混合料疲勞特性的試驗(yàn)裝置對(duì)真實(shí)實(shí)驗(yàn)環(huán)境模擬不足，實(shí)驗(yàn)數(shù)值偏離真實(shí)值的缺陷，提供了一種設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、測(cè)試準(zhǔn)確的浙青混合料疲勞試驗(yàn)裝置。
[0005]解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:恒溫箱內(nèi)底部設(shè)置有底座，底座左側(cè)設(shè)置左支架、右側(cè)設(shè)置右支架，安裝有液壓油缸的橫桿的一端設(shè)置在左支架上、另一端設(shè)置在右支架上，液壓油缸的活塞桿的端部設(shè)置有垂直力傳感器，垂直力傳感器下端設(shè)置安裝有滾輪的輪叉，輪叉上設(shè)置輸出軸與滾輪聯(lián)接的步進(jìn)電機(jī)，恒溫箱外部設(shè)置有計(jì)算機(jī)和可編程控制器以及電磁閥門(mén)；底座上還設(shè)置有彈性海綿，彈性海綿上設(shè)置彈性薄板，彈性薄板上設(shè)置浙青混合料試件，浙青混合料試件上設(shè)置有應(yīng)變傳感器，滾輪與浙青混合料試件上表面接觸，應(yīng)變傳感器通過(guò)導(dǎo)線與計(jì)算機(jī)相連。可編程控制器通過(guò)導(dǎo)線與計(jì)算機(jī)和電磁閥門(mén)相連，電磁閥門(mén)通過(guò)導(dǎo)管與液壓油缸相聯(lián)通。
[0006]本實(shí)用新型的應(yīng)變傳感器設(shè)置在浙青混合料試件的側(cè)面中心的底邊處。[0007]本實(shí)用新型采用將浙青混合料試件粘貼在彈性海綿和彈性薄板上，通過(guò)加壓的滾輪往復(fù)滾動(dòng)施加載荷的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，更為真實(shí)的模擬路面實(shí)際工作中的受力情況，應(yīng)變傳感器粘貼在浙青混合料試件側(cè)面中心的底邊處，避免了應(yīng)變傳感器測(cè)量邊緣位置的應(yīng)變時(shí)測(cè)量結(jié)果受到其他因素的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果更接近實(shí)際路面狀況，使實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)和曲線更為真實(shí)準(zhǔn)確，為分析和評(píng)價(jià)浙青混合料路面的疲勞壽命和疲勞性能提供了更準(zhǔn)確的依據(jù)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]圖2是圖1中恒溫箱I內(nèi)部的左視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]現(xiàn)結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明，但本實(shí)用新型不局限于下述的實(shí)施方式。
[0011]實(shí)施例1
[0012]在圖1、2中，本實(shí)施例的浙青混合料疲勞試驗(yàn)裝置由恒溫箱1、左支架2、橫桿3、液壓油缸4、垂直力傳感器5、右支架6、輪叉7、步進(jìn)電機(jī)8、滾輪9、應(yīng)變傳感器11、彈性薄板12、彈性海綿13、底座14、計(jì)算機(jī)15、可編程控制器16、電磁閥門(mén)17聯(lián)接構(gòu)成。
[0013]在恒溫箱I內(nèi)底面上放置底座14，底座14上用膠粘接固定有彈性海綿13，彈性海綿13上用膠粘接有彈性薄板12，試驗(yàn)時(shí)將浙青混合料試件10用浙青粘接在彈性薄板12上，彈性薄板12和彈性海綿13使設(shè)置在其上的浙青混合料試件10在荷載作用下具有與實(shí)際路面相似的受力狀態(tài)，浙青混合料試件10側(cè)面底邊粘接有應(yīng)變傳感器11，應(yīng)變傳感器11設(shè)置在浙青混合料試件10側(cè)面中心的底邊處，避免了應(yīng)變傳感器11測(cè)量邊緣位置的應(yīng)變時(shí)測(cè)量結(jié)果受到其他因素的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果更接近實(shí)際路面狀況。底座14左側(cè)通過(guò)螺紋聯(lián)接有左支架2、右側(cè)通過(guò)螺紋聯(lián)接有右支架6，橫桿3的左端用螺紋緊固聯(lián)接件固定聯(lián)接在左支架2上端、右端用螺紋緊固聯(lián)接件固定聯(lián)接在右支架6上端，液壓油缸4的缸筒用螺紋緊固聯(lián)接件固定安裝在橫桿3上，橫桿3上帶有導(dǎo)軌，液壓油缸4可沿導(dǎo)軌做水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)，液壓油缸4的活塞桿端部用螺紋緊固連接件固定聯(lián)接有垂直力傳感器5，垂直力傳感器5為帶有A/D轉(zhuǎn)換器的力傳感器，垂直力傳感器5下端用螺紋緊固連接件固定連接有輪叉7，輪叉7上固定聯(lián)接有滾輪9，輪叉7上用輪軸固定安裝有病滾輪9，輪叉7左側(cè)用螺紋固定安裝有步進(jìn)電機(jī)8，步進(jìn)電機(jī)8的輸出軸用聯(lián)接件與輪軸聯(lián)接。恒溫箱I外壁上用螺紋緊固聯(lián)接件固定連聯(lián)接有可編程控制器16和電磁閥門(mén)17，恒溫箱I外部設(shè)置有計(jì)算機(jī)15，可編程控制器16通過(guò)導(dǎo)線與電磁閥門(mén)17相連，電磁閥門(mén)17通過(guò)導(dǎo)管與液壓油缸4相聯(lián)通，可編程控制器16的信號(hào)輸入端通過(guò)導(dǎo)線與計(jì)算機(jī)15相連，計(jì)算機(jī)15通過(guò)數(shù)據(jù)線與垂直力傳感器5和應(yīng)變傳感器11相連。
[0014]應(yīng)用本實(shí)用新型試驗(yàn)時(shí)，控制恒溫箱I內(nèi)的溫度以保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不受溫度變化的影響，計(jì)算機(jī)15按照事先設(shè)定的程序通過(guò)可編程控制器16控制電磁閥門(mén)17的油路的開(kāi)度，實(shí)現(xiàn)控制液壓油缸4的運(yùn)行狀態(tài)，液壓油缸4的活塞桿對(duì)輪叉7和滾輪9施加豎直向下的壓力，垂直力傳感器5將接收到垂直力信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸出到計(jì)算機(jī)15，計(jì)算機(jī)15按照事先設(shè)定的程序進(jìn)行運(yùn)算顯示出計(jì)算結(jié)果，并控制電磁閥門(mén)17的油路開(kāi)度調(diào)整施加力的大小，使施加力大于浙青混合料試件10的疲勞極限應(yīng)力，可編程控制器16根據(jù)計(jì)算機(jī)15輸出的控制信號(hào)向步進(jìn)電機(jī)8輸入信號(hào)，步進(jìn)電機(jī)8帶動(dòng)滾輪9水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)，加壓的滾輪9靠近該應(yīng)變傳感器11粘貼位置的浙青混合料試件10處時(shí)，該處受到壓應(yīng)力；滾輪9滾動(dòng)于該處上方時(shí)，該處受到主拉應(yīng)力；滾輪9滾動(dòng)離開(kāi)該處時(shí)，該處應(yīng)力方向改變、量值變小并有剪應(yīng)力產(chǎn)生；當(dāng)滾輪9遠(yuǎn)離該處時(shí)，該處承受主壓應(yīng)力作用。通過(guò)滾輪9的往復(fù)滾動(dòng)，應(yīng)變傳感器11將應(yīng)變信號(hào)通過(guò)信息采集器和計(jì)算機(jī)15的采集和處理，得到荷載應(yīng)變曲線圖，通過(guò)對(duì)變形曲線的分析，得到浙青混合料試件10在壓力作用下出現(xiàn)疲勞時(shí)效和疲勞斷裂的作用次數(shù)，進(jìn)而評(píng)價(jià)浙青混合料路面的疲勞壽命和疲勞性能。
【權(quán)利要求】
1.一種浙青混合料疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于:恒溫箱(I)內(nèi)底部設(shè)置有底座(14)，底座(14)左側(cè)設(shè)置左支架(2)、右側(cè)設(shè)置右支架(6)，安裝有液壓油缸(4)的橫桿(3)的一端設(shè)置在左支架(2)上、另一端設(shè)置在右支架(6)上，液壓油缸(4)的活塞桿的端部設(shè)置有垂直力傳感器(5 )，垂直力傳感器(5 )下端設(shè)置安裝有滾輪(9 )的輪叉(7 )，輪叉(7 )上設(shè)置輸出軸與滾輪(9)聯(lián)接的步進(jìn)電機(jī)(8)，恒溫箱(I)外部設(shè)置有計(jì)算機(jī)(15)和可編程控制器(16)以及電磁閥門(mén)(17);底座(14)上還設(shè)置有彈性海綿(13)，彈性海綿(13)上設(shè)置彈性薄板(12)，彈性薄板(12)上設(shè)置浙青混合料試件(10)，浙青混合料試件(10)上設(shè)置有應(yīng)變傳感器(11)，滾輪(9)與浙青混合料試件(10)上表面接觸，應(yīng)變傳感器(11)通過(guò)導(dǎo)線與計(jì)算機(jī)(15)相連，可編程控制器(16)通過(guò)導(dǎo)線與計(jì)算機(jī)(15)和電磁閥門(mén)(17)相連，電磁閥門(mén)(17)通過(guò)導(dǎo)管與液壓油缸(4)相聯(lián)通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浙青混合料疲勞試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的應(yīng)變傳感器(11)設(shè)置在浙青混合料試件(10)的側(cè)面中心的底邊處。
【文檔編號(hào)】G01N3/36GK203643280SQ201320888972
【公開(kāi)日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】李彥偉, 孫昌樂(lè), 杜慧, 肖凱, 張夢(mèng)麗, 王凱, 黎宇陽(yáng), 賀明明, 劉乙丁, 李蕊 申請(qǐng)人:長(zhǎng)安大學(xué)