专利名称：路面试验试件的剪切模具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及路面试验的设备，尤其涉及路面试验试件的剪切模具。
背景技术：
路面在使用过程中除了受到来自车辆的垂直荷载，同时也受到水平荷载的冲击， 由于路面是由多层结构组成，各个结构层之间的连接力直接影响到路面结构层之间抗剪切 能力。因此在施工过程中对于路面结构层之间剪切力的试验，对于控制路面施工质量，新型 材料科研等都具有重大意义。目前国内的剪切模具一般沿用国外模具较多，比如日本、美国和英国的剪切模具。 这些模具由于自身结构的一些不足，使其在应用中存在着一些问题。例如日本的剪切模具。该模具仅适用立方体体型的试件，无法满足马歇尔试件或 路面现场取得的圆柱形芯样的试验需要；此外，压头部位只能做上下平移运动，不能转动， 当试件受压面不呈水平状态时，压头不能随之调整，使得试件受力不均。又例如美国剪切试验模具，在试验中发现有如下的不足1)压头重量参与到剪切 试验作用中，而压头极有可能产生质量变化，因而影响试验数据的准确性；幻压头与压力 机压杆的连接方式无法确保试件始终垂直受力，容易产生分力，不能正确测得载荷；3)试 件的装夹不方便；4)底座固定与试件受力方向不一致，造成模具固定的状态不稳定；5)压 头与压力机的压杆直接连接，造成每次试验开始时安装困难，试验结束时压头随破损试件 跌落，容易损伤设备。再例如英国的剪切试验模具，有如下不足1)试件受压向下移动时的导向面是 两个凸起的圆弧面，理论上导向面与试件是线接触，因此摩擦力较大，导致试验数据的误差 大；2)适应性差，仅适用于一定尺寸内的立方体体型试件；3)同日本试验模具一样，压头不 能随试件受力面的变化作相应的调整，使得试件受力不均，长时间使用，使压杆弯曲变形。
发明内容本实用新型的目的在于从工程实际出发，针对我国特有的试验条件尽量克服上述 现有技术之不足，设计一种能准确测量出路面各结构层及各结构连接能力的一种路面试验 试件的剪切模具。上述目的由以下技术方案来实现所述剪切模具，包括底座、导向杆、上夹具、下夹具、紧固螺杆、压头、球头和连接 杆，所述下夹具固定在底座上，上夹具通过紧固螺杆连接在下夹具上，两导向杆并列直立于 所述上下夹具的一侧，所述导向杆的下端连接在底座上，所述压头上设有两导向孔，该导向 孔穿接在对应的导向杆上，球头连接在连接杆的一端，连接杆通过该球头与压头铰接。所述剪切模具进一步的设计在于，所述连接杆通过球头与压头铰接。所述剪切模具更进一步的设计在于，所述上夹具和下夹具的中部分别设有上半圆 弧槽和下半圆槽，该上半圆弧槽和下半圆弧槽合成为一同圆心同半径的全圆孔。所述剪切模具更进一步的设计在于，所述全圆孔的半径与所述试件的半径大致相同。所述剪切模具更进一步的设计在于，所述压头的中部设有半圆弧槽，该半圆弧槽 的半径与所述上、下夹具上的所述半圆弧槽的半径大致相同。所述剪切模具更进一步的设计在于，所述导向孔内设有直线轴承，所述压头通过 直线轴承滑动连接在导向杆上。所述剪切模具更进一步的设计在于，所述紧固螺杆的上端连接轮盘旋钮。所述剪切模具更进一步的设计在于，所述底板为基本的矩形，在平行于所述试件 剪切方向的底板两侧各延伸出一安装部，两安装部上分别设有吊装环，两安装部的对称中 心线上设有三个安装孔。本实用新型在结构设计上具有如下优点其压头部分是压头与试件的接触面采用弧形设计与马歇尔试件能够很好的吻 合，适应试验的需要，无需对马歇尔试件进行切割；同时压头与测力设备采用连接杆进行连 接，避免了压头重量参与试验，使试验数据更加准确；此外，连接杆与压头采用球铰接，压头 可以根据试件受压面而作相应的转动，使试件受力面积达到最大，保证了试验的精确性；再 有，压头安装减摩擦直线轴承，有效减少了剪切试验时压头与导向柱之间的摩擦，减小外力 对试验的干扰。保证试验数据更加准确。其夹具部分是夹具与试件的接触面采用半圆弧形设计与马歇尔试件能够很好的 吻合，无需为适应夹具夹紧面而对马歇尔试件进行切割处理，从而避免试验数据与真实的 试验结果不相吻合；此外连接上、下夹具的紧固螺杆上端设置有具有人性化设计的轮盘旋 钮，便于手工旋紧与放松的快捷操作。其底座部分是设有三个安装孔槽，可以将模具与测力设备连接，且该三个安装孔 设置在底座的对称中心线上，底座受力方向与安装紧固方向一致，模具在试验过程中始终 处于受压状态，可避免底座因受力不一致而造成的损坏；同时，底座上设计吊装环，为人工 移动模具提供方便。
图1是本实用新型剪切模具的结构示意图。图2是图1所示剪切模具的左视图。图3是图1所示剪切模具的俯视图。图4是直线轴承固定于压头的结构示意图。图中，10底座，11吊装环，13、14螺钉，15安装孔，16安装部，20下夹具，21上夹具， 23紧固螺杆，30导向杆，33直线轴承，34压头，35连接杆，36球头，37球头压盖，
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型及其优点做进一步说明。对照图1、图2和图3，本实用新型的剪切模具主要由底座10、导向杆30、上夹具 21、下夹具20、紧固螺杆23、压头34、球头36和连接杆35组成。下夹具20通过螺钉14固 定在底座10上。上夹具21的对称两侧各设有一光孔，下夹具20对应位置设有螺孔，上夹 具21通过紧固螺杆23连接在下夹具20的上端。紧固螺杆23的上端固定连接有轮盘旋钮22。两导向杆30并列直立于上、下夹具的右侧，导向杆30的下端通过螺钉13连接在底座 10上。压头34的对称两侧各设一两导向孔，导向杆30可直接穿接导向孔，使导向杆30沿 导向孔运动。本实施例在导向孔内设置直线轴承33，可减小该导向杆30与导向孔之间的摩 擦力，使试验时附加外力对试件剪切的影响减到最小。该直线轴承33通过两卡簧32固定 在压头34上，请参见图4。球头36的置于压头34中心部的球槽内，并由球头压盖37对其 轴向进行限位，球头36的另一端通过螺纹与连接杆35连接，连接杆35可做空间的转动，使 其与压头；34实现铰接连接，连接杆35则与相应的压力机连接。这样压头可以根据试件受 压面的位置作相应的转动，使压头对试件的受力面积始终保持最大，保证了试验的精确性。本实用新型的上夹具21和下夹具20的中部分别设有能与马歇尔试件很好的吻合 的上半圆弧槽和下半圆槽，该上半圆弧槽和下半圆弧槽合成为一同圆心同半径的全圆孔， 该全圆孔与马歇尔试件相吻合。同样地，压头34的中部的与试件40接触面设计为与马歇 尔试件能够很好的吻合的半圆弧槽。本实用新型的底板10为基本的矩形，为了不增加底板 面积而保证安装的稳定性，在平行于试件剪方向的底板两侧的对称中心处各延伸出一矩形 的安装部16。安装部16上由外至内分别设有安装孔15和吊装环11，该安装孔15和吊装 环11设置在两安装部的对称中心线，该对称中心线上还设有另一个安装孔15。这种安装孔 的发布及紧固受力方式，使底板受力合理，避免损坏，同时模具移动方便。本模具在试验前，通过底板10将其固定，并通过连接杆35与压力机等测力设备相 连接，并将试件40搁置在下夹具21上，通过旋转轮盘旋钮22使螺杆23转动，从而使上夹 具21向下移动，以此夹紧固定试件40。试验时，压力机工作，通过连接杆35及压头34向试 件40加载，压头34沿导向杆30下移，试件40受到剪切力不断增大，直至试件破坏，测得相 应的试验数据。
权利要求1.路面试验试件的剪切模具，其特征在于包括底座、导向杆、上夹具、下夹具、紧固螺 杆、压头和连接杆，所述下夹具固定在底座上，上夹具通过紧固螺杆连接在下夹具上，两导 向杆并列直立于所述上下夹具的一侧，所述导向杆的下端连接在底座上，所述压头上设有 两导向孔，该导向孔穿接在对应的导向杆上，连接杆与压头铰接。
2.根据权利要求1所述的路面试验试件的剪切模具，其特征在于所述连接杆通过球头 与压头铰接。
3.根据权利要求2所述的路面试验试件的剪切模具，其特征在于所述上夹具和下夹具 的中部分别设有上半圆弧槽和下半圆槽，该上半圆弧槽和下半圆弧槽合成为一同圆心同半 径的全圆孔。
4.根据权利要求3所述的路面试验试件的剪切模具，其特征在于所述全圆孔的半径与 所述试件的半径大致相同。
5.根据权利要求3所述的路面试验试件的剪切模具，其特征在于所述压头的中部设有 半圆弧槽，该半圆弧槽的半径与所述上、下夹具上的所述半圆弧槽的半径大致相同。
6.根据权利要求5所述的路面试验试件的剪切模具，其特征在于所述导向孔内设有直 线轴承，所述压头通过直线轴承滑动连接在导向杆上。
7.根据权利要求6所述的路面试验试件的剪切模具，其特征在于所述紧固螺杆的上端 连接轮盘旋钮。
8.根据权利要求5所述的路面试验试件的剪切模具，其特征在于所述底板为基本的矩 形，在平行于所述试件剪切方向的底板两侧各延伸出一安装部，两安装部上分别设有吊装 环，两安装部的对称中心线上设有三个安装孔。
专利摘要本实用新型涉及路面试验试件的剪切模具。该剪切模具，包括底座、导向杆、上夹具、下夹具、紧固螺杆、压头、球头和连接杆，所述下夹具固定在底座上，上夹具通过紧固螺杆连接在下夹具上，两导向杆并列直立于所述上下夹具的一侧，所述导向杆的下端连接在底座上，所述压头上设有两导向孔，该导向孔穿接在对应的导向杆上，球头连接在连接杆的一端，连接杆通过该球头与压头铰接。其优点是压头及夹具与试件的接触面采用弧形设计与马歇尔试件能够很好的吻合，无需对马歇尔试件进行切割；避免试验数据与真实的试验结果不相吻合；压头与连接杆铰接，使试件受力面最大，保证试验精确性；压头与导向柱之间安装直线轴承，减少摩擦，保证试验数据更加准确。
文档编号G01N3/24GK201852751SQ20102054021
公开日2011年6月1日 申请日期2010年9月25日 优先权日2010年9月25日
发明者吴彪, 杨建新, 潘友强, 胡兴国 申请人:江苏省交通科学研究院股份有限公司