专利名称：室内沥青混合料旋转振动压实机的制作方法
技术领域：
本发明属于道路或其它类似构筑物铺面的铺筑、修复用的机器、工具或辅助设备技术领域，具体涉及到室内沥青混合料旋转振动压实机。
背景技术：
沥青路面是我国各级公路的主要类型，到2003年底，我国公路总里程已突破180万公里，其中沥青路面达130万公里。在沥青路面的设计过程中，需要考虑沥青道路各结构层材料组成、结构层之间的组合、各结构层厚度，以保证沥青道路在各种环境条件下具有足够的承载能力，以满足行车荷载的要求。其中沥青混合料合理材料配比直接影响到沥青道路的整体性能和使用寿命。沥青混合料由沥青、不同粒径石料和添加剂构成，其中沥青性质、石料的种类以及各种材料的组成比例对沥青混合料的路用性能有很大影响，性能良好的沥青混合料是沥青路面的重要组成部分。通常在铺筑路面之前，需要通过室内试验确定沥青混合料的最佳材料配比。确定方法是在室内成型不同材料配比的试件后，通过试验研究其物理力学性能，最终确定出各方面性能较好的沥青混合料的最佳配比。
在沥青路面的实际施工中通常主要采用振动压路机对沥青混合料进行碾压，振动压路机的振动频率、振幅、激振力等对沥青混合料的密实程度起主要作用。在整个室内试验过程中，沥青混合料试件的制作对试验结果有直接影响，理想的沥青混合料试件的制作应该能够尽可能的模拟实际施工过程中振动压路机对沥青混合料的压实状态，使室内制作的沥青混合料试件与实际施工过程中经过压路机压实后的沥青混合料保持一致。
目前国内广泛采用马歇尔击实仪在室内制作沥青混合料试件。具体是将加热拌合后的沥青混合料放入钢模中，将固定重量的击实锤提升到453.2mm±1.5mm的高度后，使其沿导向杆自由落下对沥青混合料进行击实，正面和反面各击实50次或70次，制作成圆柱形沥青混合料试件，用于进行测试沥青混合料试件的各种性能，确定沥青混合料的最佳配比。但这种沥青混合料试件的制作方法与实际施工过程的振动压实完全不相同，无法模拟实际振动压路机振动频率、振幅以及激振力变化对沥青混合料的压实过程，也无法模拟振动对沥青混合料密实的促进作用，成形后的试件内部结构与实际施工后沥青混合料的结构差异较大。此外，在制作试件过程中，反复冲击压实将造成沥青混合料中的石料破碎，使得预定的集料级配改变。另外，沥青混合料成形时的温度也对试件的成形质量影响较大，而马歇尔击实仪不具备对沥青混合料成形过程中的保温功能。采用这种沥青混合料试件进行测试时，不能确定沥青混合料的最佳配比。
目前，还有一种被称之为旋转压实仪的室内沥青混合料压实机具，该设备采用气动垂直加载，压头可以以一定的旋转角度和旋转速度旋转，压实效果好于马歇尔击实仪，但该机结构复杂，属国外专利产品，且价格昂贵，国内很少使用，且均为进口。
发明内容
本发明所要解决的技术问题主要在于克服上述沥青混合料试件制作设备的缺点，提供一种设计合理、结构简单、效率高、能耗低、使用方便、价格便宜、自动化程度高、所制作的沥青混合料试件与沥青道路结构相同的室内沥青混合料旋转振动压实机。
解决上述技术问题采用的技术方案是在机架的左右两侧设置有导向杆或滑轨，在两根导向杆上设置有可沿着导向杆或滑轨上下移动得的振动系统，该振动系统包括上车机构和与上车机构相联接的下车机构，在机架的上端设置有上端与手轮联接、下端与挂钩联接的手轮轴，钢丝绳的两端固定联接在上车机构上、中部挂在挂钩上，在机架的底部设置有电动机架和与旋转底盘联接的支柱，在电动机架上设置有电动机，电动机通过传动机构与旋转底盘相联，在旋转底盘上设置安装有试件模具的试件模具底座，在机架上设置有保温套筒支撑杆，安装在保温套筒支撑杆上的保温套筒设置在试件模具外围。
本发明的上车机构为联接杆的上端设置在弹簧压板上、下端与下车机构相联接，设置在联接杆的上配重块座上至少设置有1块上配重块，在上配重块座与弹簧压板之间、上配重块座与下车机构之间分别设置有缓冲器。本发明的下车机构为与联接杆下端联接的振动电机架上设置有变频振动电机，在振动电机架下设置有下端与下压头联接的上压头，上压头上至少设置有1块下配重块，在振动电机架和机架上设置有位移指示器。
本发明的位移指示器包括设置在振动电机架上的标杆以及设置在机架上的标尺，标杆的箭头方向指向标尺。
本发明的上压头为钢材料上压头。本发明的下压头为尼龙或塑料或胶木柔性材料下压头。
本发明的缓冲器为弹簧。
本发明的传动机构为皮带或为齿轮变速箱或为链轮链条传动机构。
本发明采用振动压实原理对沥青混合料进行压实，压实过程中模拟沥青道路的施工过程由振动压路机对沥青混合料进行压实，采用钢模旋转，调节配重块的重量实现调整振动过程中的振幅以及振动频率，保温套可以保证制作沥青混合料试件过程中沥青混合料的温度不变。本发明具有设计合理、结构简单、效率高、能耗低、使用方便、价格便宜、自动化程度高、所制作的沥青混合料试件与沥青道路结构相同等优点，可用于在沥青道路的设计试验中制作沥青混合料试件。
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图1是本发明一个实施例主视图。
图2是图1的左视图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。
实施例1在图1、2中，本实施例的室内沥青混合料旋转振动压实机由手轮1、挂钩2、钢丝绳3、弹簧压板4、弹簧5、上配重块6、振动电机架7、变频振动电机8、标杆9、标尺10、下配重块11、上压头12、试件模具13、试件模具底座14、旋转底盘15、电动机16、支柱17、电动机架18、机架19、皮带20、保温套筒支撑杆21、保温套筒22、下压头23、上配重块座24、导向杆25、联接杆26、手轮轴27、主动皮带轮28联接构成。
在机架19的左右两侧安装有导向杆25，也可安装滑轨，在机架19的上端通过螺纹联接安装有手轮轴27，手轮轴27上用螺纹紧固联接件固定联接有手轮1，在手轮轴27的下端安装有挂钩2，钢丝绳3的中部挂在挂钩2上，钢丝绳3的两端与上车机构相联接。本实施例的上车机构由弹簧压板4、弹簧5、上配重块6、上配重块座24、联接杆26联接构成，弹簧压板4的两端套装在导向杆外，弹簧压板4可沿着导向杆25上下移动，钢丝绳3的两端固定连接在弹簧压板4上，联接杆26的上端用螺纹紧固联接件固定联接在弹簧压板4的中心位置上、下端通过螺纹与下车机构相联接，在联接杆26的外部套装有上配重块座24，上配重块座24可在联接杆26外部上下移动，在上配重块座24上放置有上配重块6，在上配重块6与弹簧压板4之间、上配重块6与下车机构之间联接杆26外套上装有弹簧5，弹簧5用于模拟振动压路机上车机构的减震，弹簧5为缓冲器的一个实施例，也可安装其他缓冲器，如液压缓冲器、气压缓冲器、减震钢板。本实施例的下车机构由振动电机架7、变频振动电机8、标杆9、标尺10、下配重块11、上压头12、下压头23联接构成，振动电机架7用螺纹紧固联接件固定联接在联接杆26的下端，振动电机架7上用螺纹紧固联接件固定联接安装有变频振动电机8，变频振动电机8用于产生不同大小的激振力，在振动电机架7上的右侧用螺纹紧固联接件固定联接安装有标杆9，标杆9的箭头方向指向安装在机架19上的标尺10，标杆9与标尺10构成本实施例的位移指示器，也可用其它位移指示器，如数字位移指示器，位移指示器用于指示所制作的沥青混合料试件的高度，在振动电机架7下用螺纹紧固联接件固定联接安装有上压头12，本实施例的上压头12为钢材上压头，在上压头12上可固定下配重块11，上配重块6和下配重块11的重量以及个数应根据试验所需的静压力大小确定，本实施例的上配重块6为4块，下配重块11为3块，在上压头12的下端面上用螺纹紧固联接件固定联接安装有下压头23，本实施例的下压头23为尼龙柔性材料下压头，也可用塑料、硬质橡胶或胶木下压头，下压头23使得在制作沥青混合料试件时不至于将沥青混合料中的石料压碎，有利于模拟实际振动压路机对沥青混合料的揉搓作用。上车机构、下车机构联接构成本发明的振动系统。转动手轮1，手轮轴27上下移动，手轮轴27通过挂钩2和钢丝绳3拉动振动系统沿着导向杆25上下移动。在机架19的底部用螺纹紧固联接件固定联接安装有电动机架18，在机架19的底部通过螺纹联接固定安装有支柱17，支柱17上安装有旋转底盘15。在电动机架18上用螺纹紧固联接件固定联接安装有电动机16，电动机16的输出轴上用联接件固定联接安装有主动皮带轮28，皮带20安装在主动皮带轮28和旋转底盘15上，电动机16旋转，通过皮带20带动旋转底盘15旋转，主动皮带轮28和皮带20构成皮带传动机构，也可用齿轮变速箱或链轮链条传动机构传动。在旋转底盘15上安装有试件模具底座14，试件模具底座14上固定安装有试件模具13，试件模具13用于制作沥青混合料试件，试件模具13由电动机16通过皮带传动机构带动转动，模拟实际振动压路机对沥青混合料的揉搓作用，此外旋转压实有利于保证被压实的圆柱形沥青混合料试件各个方向上高度的一致性。在机架19内侧用螺纹紧固联接件固定联接安装有保温套筒支撑杆22，保温套筒支撑杆22上安装有保温筒21，保温筒21位于试件模具13的外围，保温筒21用于在成形沥青混合料试件过程中对沥青混合料进行保温。
实施例2在本实施例中，在上配重块座24上设置有1块上配重块6，在上压头12上放置有1块下配重块11。其它零部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。
本发明的工作过程如下通过转动手轮1将振动系统提升到一定的高度，取下试件模具13和试件模具底座14。
制作沥青混合料试件时，操作者将拌合好的沥青混合料(130～140℃)装入试件模具13内，将沥青混合料、模具13、试件模具底座14放置在旋转底盘15上。接通保温套筒22电路，保温套筒22对试件模具13内的沥青混合料进行加热保温。
按照沥青混合料试件的成形要求设定振动电机8的振动频率、调整上配重块6、下配重块11的数量并通过调节弹簧压板4上的螺纹件调整弹簧5的压缩量。上配重块6、下配重块11的数量以及弹簧5的压缩量可以改变振动压实过程中的静压力和振幅。转动手轮1使振动系统下降，直至下压头23接触到试件模具13中的沥青混合料并将挂钩2与钢丝绳3松开。
经检查没有问题后，接通变频振动电机8的电路，变频振动电机8按照一定的频率产生振动，由于受到导向杆25的约束，振动电机架7在竖直方向上振动，使得上压头12和下压头18产生振动，将沥青混合料振动压实成为沥青混合料试件，在振动过程中，上压头12和下压头18的振动频率可以通过调节变频振动电机8的频率来改变。
在振动压实开始后，接通电动机16的电路，电动机16开始运转，通过皮带20带动旋转底盘15转动，旋转底盘15带动试件模具底座14转动使得试件模具13转动。振动压实过程中试件的高度可以通过振动系统的标杆9与标尺10的相对位置确定，振动过程中仔细观察振动系统的标杆9与标尺10的相对位置，确定沥青混合料试件达到压实高度后，先关闭电动机16，使旋转底盘15停止旋转，然后关闭变频振动电机8开关停止振动压实。
沥青混合料试件制作好以后，操作者可转动手轮1，将振动系统提升至一定高度，先取下保温套筒22，再将模具13、试件模具底座14连同成形好的沥青混合料试件一同卸下，取下模具13后，用脱模器将沥青混合料试件脱出。
本发明通过调节振动压实过程中的振动频率、振幅和静压力并在振动压实过程中的沥青混合料产生旋转和保温，有效地模拟了实际振动压路机对沥青混合料的压实作用，避免了沥青混合料试件成形过程中石料被压碎，使得室内成形的沥青混合料试件的内部结构尽可能的与实际振动压路机压实后的沥青混合料保持一致，使室内试验结果更具代表性，对沥青混合料材料组成配比设计具有重要作用。
权利要求
1.一种室内沥青混合料旋转振动压实机，其特征在于在机架(19)的左右两侧设置有导向杆(25)或滑轨，在两根导向杆(25)上设置有可沿着导向杆(25)或滑轨上下移动得的振动系统，该振动系统包括上车机构和与上车机构相联接的下车机构，在机架(19)的上端设置有上端与手轮(1)联接、下端与挂钩(2)联接的手轮轴(27)，钢丝绳(3)的两端固定联接在上车机构上、中部挂在挂钩(2)上，在机架(19)的底部设置有电动机架(18)和与旋转底盘(15)联接的支柱(17)，在电动机架(18)上设置有电动机(16)，电动机(16)通过传动机构与旋转底盘(15)相联，在旋转底盘(15)上设置安装有试件模具(13)的试件模具底座(14)，在机架(19)上设置有保温套筒支撑杆(21)，安装在保温套筒支撑杆(21)上的保温套筒(22)设置在试件模具(13)外围。
2.按照权利要求1所述的室内沥青混合料旋转振动压实机，其特征在于所说的上车机构为联接杆(26)的上端设置在弹簧压板(4)上、下端与下车机构相联接，设置在联接杆(26)的上配重块座(24)上至少设置有1块上配重块(6)，在上配重块座(24)与弹簧压板(4)之间、上配重块座(24)与下车机构之间分别设置有缓冲器；所说的下车机构为与联接杆(26)下端联接的振动电机架(7)上设置有变频振动电机(8)，在振动电机架(7)下设置有下端与下压头(23)联接的上压头(12)，上压头(12)上至少设置有1块下配重块(11)，在振动电机架(7)和机架(19)上设置有位移指示器。
3.按照权利要求2所述的室内沥青混合料旋转振动压实机，其特征在于所说的位移指示器包括设置在振动电机架(7)上的标杆(9)以及设置在机架(19)上的标尺(10)，标杆(9)的箭头方向指向标尺(10)。
4.按照权利要求2所述的室内沥青混合料旋转振动压实机，其特征在于所说的上压头(12)为钢材料上压头；所说的下压头(23)为尼龙或塑料或胶木柔性材料下压头。
5.按照权利要求2所述的室内沥青混合料旋转振动压实机，其特征在于所说的缓冲器为弹簧(5)。
6.按照权利要求1所述的室内沥青混合料旋转振动压实机，其特征在于所说的传动机构为皮带(20)或为齿轮变速箱或为链轮链条传动机构。
全文摘要
一种室内沥青混合料旋转振动压实机，在机架左右两侧设导向杆或滑轨，在导向杆上设振动系统，该振动系统包括上车机构和与上车机构相联接的下车机构，在机架的上端设上端与手轮联接、下端与挂钩联接的手轮轴，钢丝绳的两端固定联接在上车机构上、中部挂在挂钩上，在机架的底部设电动机架和与旋转底盘联接的支柱，在电动机架上设电动机，电动机通过传动机构与旋转底盘相联，在旋转底盘上设安装有试件模具的试件模具底座，在机架上设保温套筒支撑杆，安装在保温套筒支撑杆上的保温套筒设在试件模具外围。本发明具有设计合理、效率高、所制作的沥青混合料试件与沥青道路结构相同等优点，可用于在沥青道路的设计试验中制作沥青混合料试件。
文档编号E01C19/22GK1731129SQ200510043030
公开日2006年2月8日 申请日期2005年7月29日 优先权日2005年7月29日
发明者胡力群, 沙爱民, 胡敏玲 申请人:长安大学