沥青混合料疲劳试验装置制造方法
【专利摘要】一种沥青混合料疲劳试验装置，其恒温箱内底部设置有底座，底座左侧设置左支架、右侧设置右支架，安装有液压油缸的横杆的一端设置在左支架上、另一端设置在右支架上，液压油缸的活塞杆的端部设置有垂直力传感器，垂直力传感器下端设置安装有滚轮的轮叉，轮叉上设置输出轴与滚轮联接的步进电机，恒温箱外部设置有计算机和可编程控制器以及电磁阀门；底座上还设置有弹性海绵，弹性海绵上设置弹性薄板，弹性薄板上设置沥青混合料试件，沥青混合料试件上设置有应变传感器，滚轮与沥青混合料试件上表面接触，应变传感器通过导线与计算机相连。可编程控制器通过导线与计算机和电磁阀门相连，电磁阀门通过导管与液压油缸相联通。
【专利说明】浙青混合料疲劳试验装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于测试浙青路面材料性能的设备或装置【技术领域】，具体涉及到一种浙青混合料疲劳试验装置。
【背景技术】
[0002]在我国的浙青路面设计规范中，浙青路面的设计寿命一般为12~15年，但绝大多数路面在达到设计寿命之前就会出现大面积的疲劳开裂。在对高速公路的检测中也发现，一些路段甚至在通车仅三、四年后就出现了这种情况。在国外也存在同样的情况，即在路面尚未达到其使用寿命前就出现了大面积的疲劳开裂，而不得不进行大修和重建，这不仅大大增加了路面的使用成本，同时这种路面使用寿命不可预知的提前，也大大增加了公路养护管理的难度。因此，路面的疲劳开裂成为影响路面长期使用性能的一个重要因素，也是路面设计中非常重要的一个问题。因而研究路面的疲劳开裂特性成为国内外的热点问题之
[0003]相关研究人员已经开发了多种测试和评价浙青混合料疲劳特性的方法，包括足尺度试验、大尺寸结构试验、室内小尺度试验等。其中室内小尺寸试验由于操作简便，消耗费用低，而且也能在一定程度上考虑浙青路面在实际状态中车辆荷载及环境条件的作用，因此得到了实验的广泛采用，主要包括弯曲拉伸试验、直接拉伸和压缩试验以及简洁拉伸试验等。虽然室内试验考虑了浙青路面在实际状态下疲劳的一些影响因素，但是，普通的室内试验仅是将路面试件在简支和载荷状态下进行试验，而简支试件和在实验中的测试数据与实际路面的受力状况相 差较远，另外应力或应变是单向作用还是交变作用对疲劳测试的结果影响较大，要想在实验中的到更接近于实际值的实验数据，就需要综合上述的影响条件，在实验条件下更加真实地模拟路面在真实状况下的受力状态。
【发明内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题在于克服上述测试和评价浙青混合料疲劳特性的试验装置对真实实验环境模拟不足，实验数值偏离真实值的缺陷，提供了一种设计合理、结构简单、测试准确的浙青混合料疲劳试验装置。
[0005]解决上述技术问题所采用的技术方案是:恒温箱内底部设置有底座，底座左侧设置左支架、右侧设置右支架，安装有液压油缸的横杆的一端设置在左支架上、另一端设置在右支架上，液压油缸的活塞杆的端部设置有垂直力传感器，垂直力传感器下端设置安装有滚轮的轮叉，轮叉上设置输出轴与滚轮联接的步进电机，恒温箱外部设置有计算机和可编程控制器以及电磁阀门；底座上还设置有弹性海绵，弹性海绵上设置弹性薄板，弹性薄板上设置浙青混合料试件，浙青混合料试件上设置有应变传感器，滚轮与浙青混合料试件上表面接触，应变传感器通过导线与计算机相连。可编程控制器通过导线与计算机和电磁阀门相连，电磁阀门通过导管与液压油缸相联通。
[0006]本实用新型的应变传感器设置在浙青混合料试件的侧面中心的底边处。[0007]本实用新型采用将浙青混合料试件粘贴在弹性海绵和弹性薄板上，通过加压的滚轮往复滚动施加载荷的结构设计，更为真实的模拟路面实际工作中的受力情况，应变传感器粘贴在浙青混合料试件侧面中心的底边处，避免了应变传感器测量边缘位置的应变时测量结果受到其他因素的影响，实验结果更接近实际路面状况，使实验测得的数据和曲线更为真实准确，为分析和评价浙青混合料路面的疲劳寿命和疲劳性能提供了更准确的依据。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1是本实用新型一个实施例的结构示意图。
[0009]图2是图1中恒温箱I内部的左视图。
【具体实施方式】
[0010]现结合附图和实施例对本实用新型进行进一步说明，但本实用新型不局限于下述的实施方式。
[0011]实施例1
[0012]在图1、2中，本实施例的浙青混合料疲劳试验装置由恒温箱1、左支架2、横杆3、液压油缸4、垂直力传感器5、右支架6、轮叉7、步进电机8、滚轮9、应变传感器11、弹性薄板12、弹性海绵13、底座14、计算机15、可编程控制器16、电磁阀门17联接构成。
[0013]在恒温箱I内底面上放置底座14，底座14上用胶粘接固定有弹性海绵13，弹性海绵13上用胶粘接有弹性薄板12，试验时将浙青混合料试件10用浙青粘接在弹性薄板12上，弹性薄板12和弹性海绵13使设置在其上的浙青混合料试件10在荷载作用下具有与实际路面相似的受力状态，浙青混合料试件10侧面底边粘接有应变传感器11，应变传感器11设置在浙青混合料试件10侧面中心的底边处，避免了应变传感器11测量边缘位置的应变时测量结果受到其他因素的影响，实验结果更接近实际路面状况。底座14左侧通过螺纹联接有左支架2、右侧通过螺纹联接有右支架6，横杆3的左端用螺纹紧固联接件固定联接在左支架2上端、右端用螺纹紧固联接件固定联接在右支架6上端，液压油缸4的缸筒用螺纹紧固联接件固定安装在横杆3上，横杆3上带有导轨，液压油缸4可沿导轨做水平往复运动，液压油缸4的活塞杆端部用螺纹紧固连接件固定联接有垂直力传感器5，垂直力传感器5为带有A/D转换器的力传感器，垂直力传感器5下端用螺纹紧固连接件固定连接有轮叉7，轮叉7上固定联接有滚轮9，轮叉7上用轮轴固定安装有病滚轮9，轮叉7左侧用螺纹固定安装有步进电机8，步进电机8的输出轴用联接件与轮轴联接。恒温箱I外壁上用螺纹紧固联接件固定连联接有可编程控制器16和电磁阀门17，恒温箱I外部设置有计算机15，可编程控制器16通过导线与电磁阀门17相连，电磁阀门17通过导管与液压油缸4相联通，可编程控制器16的信号输入端通过导线与计算机15相连，计算机15通过数据线与垂直力传感器5和应变传感器11相连。
[0014]应用本实用新型试验时，控制恒温箱I内的温度以保证实验数据不受温度变化的影响，计算机15按照事先设定的程序通过可编程控制器16控制电磁阀门17的油路的开度，实现控制液压油缸4的运行状态，液压油缸4的活塞杆对轮叉7和滚轮9施加竖直向下的压力，垂直力传感器5将接收到垂直力信号转换成电信号并转换成数字信号输出到计算机15，计算机15按照事先设定的程序进行运算显示出计算结果，并控制电磁阀门17的油路开度调整施加力的大小，使施加力大于浙青混合料试件10的疲劳极限应力，可编程控制器16根据计算机15输出的控制信号向步进电机8输入信号，步进电机8带动滚轮9水平往复运动，加压的滚轮9靠近该应变传感器11粘贴位置的浙青混合料试件10处时，该处受到压应力；滚轮9滚动于该处上方时，该处受到主拉应力；滚轮9滚动离开该处时，该处应力方向改变、量值变小并有剪应力产生；当滚轮9远离该处时，该处承受主压应力作用。通过滚轮9的往复滚动，应变传感器11将应变信号通过信息采集器和计算机15的采集和处理，得到荷载应变曲线图，通过对变形曲线的分析，得到浙青混合料试件10在压力作用下出现疲劳时效和疲劳断裂的作用次数，进而评价浙青混合料路面的疲劳寿命和疲劳性能。
【权利要求】
1.一种浙青混合料疲劳试验装置，其特征在于:恒温箱(I)内底部设置有底座(14)，底座(14)左侧设置左支架(2)、右侧设置右支架(6)，安装有液压油缸(4)的横杆(3)的一端设置在左支架(2)上、另一端设置在右支架(6)上，液压油缸(4)的活塞杆的端部设置有垂直力传感器(5 )，垂直力传感器(5 )下端设置安装有滚轮(9 )的轮叉(7 )，轮叉(7 )上设置输出轴与滚轮(9)联接的步进电机(8)，恒温箱(I)外部设置有计算机(15)和可编程控制器(16)以及电磁阀门(17);底座(14)上还设置有弹性海绵(13)，弹性海绵(13)上设置弹性薄板(12)，弹性薄板(12)上设置浙青混合料试件(10)，浙青混合料试件(10)上设置有应变传感器(11)，滚轮(9)与浙青混合料试件(10)上表面接触，应变传感器(11)通过导线与计算机(15)相连，可编程控制器(16)通过导线与计算机(15)和电磁阀门(17)相连，电磁阀门(17)通过导管与液压油缸(4)相联通。
2.根据权利要求1所述的浙青混合料疲劳试验装置，其特征在于:所述的应变传感器(11)设置在浙青混合料试件(10)的侧面中心的底边处。
【文档编号】G01N3/36GK203643280SQ201320888972
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年12月31日
【发明者】李彦伟, 孙昌乐, 杜慧, 肖凯, 张梦丽, 王凯, 黎宇阳, 贺明明, 刘乙丁, 李蕊 申请人:长安大学