一种倾斜式半刚性基层沥青路面层间抗剪强度测试的装置的制作方法

本实用新型属于道路工程应用领域，涉及一种倾斜式半刚性基层沥青路面层间抗剪强度测试的装置。

背景技术：

近年来，随着我国对基础设施建设投资的加大，道路里程不断增长。近年来，伴随着我国公路建设的迅速发展，公路网络的不断完善，公路运输业成为服务范围最广，承担运量最大、运输组织最为灵活、运输产品最为多样的运输服务业。但由于管理上的不完善以及运输营运利益的驱使，汽车超载是我国高速公路路面面临的一个严重问题。高速公路的实际使用寿命常常低于设计试用期，路面的早期破坏给社会带来巨大的损失，并引起了广泛的关注，迫切需要提高道路工程的耐久性。在这种新形势下，要求公路行业走可持续发展道路，进一步加大科技创新力度，建设公路安全性、资源节约型、环境友好型的公路项目。

半刚性基层沥青路面采用强度比较高的碎石基层与柔性的沥青混凝土进行复合，半刚性基层作为承重结构，路面开裂之前在承载、扩散荷载等性能比较好，上面层主要起到功能作用，这种结构形式具有整体性好、行车舒适、使用寿命长等优点。半刚性基层沥青路面能充分满足重载交通状况下的耐久性，符合我国重载路面长寿命路面结构的发展方向。

工程实践和研究表明，半刚性基层沥青路面的主要问题是层间滑移和反射裂缝。国内外目前对半刚性基层沥青路面的研究虽然取得了一定的成果，但还是有一定的局限性，对反射裂缝研究较多，对层间剪切问题研究较少。对半刚性基层沥青路面的层间剪切性能的研究主要是基于传统的土体直剪或斜剪试验，目前还没有评价半刚性基层沥青路面层间抗剪强度的简单装置和方法。河南省公路局为研究水泥混凝土加铺海青层复合式路面的层间结合状态，研制了如图1所示的层间剪切试验装置。原西安公路交通大学也为研究旧水泥轮路面加铺沥青面层复合式路面的层间结合状态，研制了一套如图2所示的较为智能的LLM剪应力测试系统。

由于沥青混合料是柔性材料，具有粘弹性和不均匀性，因此以上路面层间剪切实验仪器要想准确测定层间剪应力的大小很难，故对试验设备进行改进。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种倾斜式半刚性基层沥青路面层间抗剪强度测试的装置，该装置结构简单，操作方法容易，考虑了车辆启动和制动的水平摩擦及车辆荷载的垂直压力，这两种力使得路面结构的层间产生了剪应力，能准确地模拟半刚性基层沥青路面的实际受力状态。

本实用新型解决所述技术问题采用的技术方案是：提供一种倾斜式半刚性基层沥青路面层间抗剪强度测试的装置，其特征在于该装置包括加压杆、压块、荷载控制系统、垫块和支撑底座；加压杆的下端连接压块，垫块设置在支撑底座上，垫块能相对支撑底座滑动；压块和垫块相对的面上均设有倾斜凹槽，两个倾斜凹槽的尺寸一致，且两个倾斜凹槽能够紧密贴合待测试件，两个凹槽的形状与试件的形状匹配；支撑底座下部固定在支撑台上，荷载控制系统加载在加压杆上；所述压块的凹糟和垫块的凹糟均向同一方向倾斜，倾斜角α不大于59°。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型装置采用斜剪试验测定半刚性基层沥青路面层间抗剪强度。在测试时，试件位于两个凹槽部位内并且完全密合，保证了施加荷载的稳定性。其测试方法为：先将压块和支撑块之间的距离调整到正好可以把试件刚进去的位置，然后将试件放置其中的凹槽处，启动加压杆，使试件向下运动，通过压块使得试件发生变形直到破坏，试件破坏是对应的荷载即为最大荷载，最后算出半刚性基层沥青路面层间抗剪强度。该装置及方法操作简单，能准确反映半刚性基层沥青路面的实际受力状态，对半刚性基层沥青路面层间抗剪性能的评价具有重要意义。本申请能适用面层与面层，面层与半刚性基层间的层间剪切强度测试。

附图说明

图1为河南省公路局研究的层间剪切试验装置的结构示意图；

图2为原西安公路交通大学研究的LLM剪应力测试系统的示意图；

图3为本实用新型倾斜式半刚性基层沥青路面层间抗剪强度测试的装置的结构示意图；

图4为待测试件的结构示意图；

图中，加压杆1、压块2、沥青面层3、粘结层4、半刚性基层5、垫块6、支撑底座7、支撑台8、材料试验机9、荷载控制系统10。

具体实施方式

下面结合实施例及附图进一步解释本实用新型，但并不以此作为对本申请保护范围的限定。

本实用新型一种倾斜式半刚性基层沥青路面层间抗剪强度测试的装置(简称装置，参见图3)包括加压杆1、压块2、荷载控制系统10、垫块6和支撑底座7；加压杆1的下端连接压块2，垫块6设置在支撑底座7上，垫块能相对支撑底座滑动；压块2和垫块6相对的面上均设有倾斜凹槽，两个倾斜凹槽的尺寸一致，且两个倾斜凹槽能够紧密贴合待测试件，两个凹槽的形状与试件的形状匹配；支撑底座下部固定在支撑台8上，荷载控制系统10加载在加压杆1上；所述压块的凹糟和垫块的凹糟均向同一方向倾斜，倾斜角α为40°。

因为汽车制动力的检测要求汽车制动力总和与整车重量的比例在车辆空载时大于60％，在车辆满载大于50％，即α角必须小于

本实用新型所述的待测试件为四棱柱体结构，两个凹糟的形状为与四棱柱体试件相适配的棱柱体。

上述的荷载控制系统10、加压杆、支撑台8、支撑底座7共同构成材料试验机9。所用材料试验机为从德国进口的WDW电子万能实验机，采用微机处理技术，参数采用键盘输入数字显示。

所用的支撑底座7的上表面采用镜面抛光技术，垫块6相对支撑底座7可以自由滑动，并且保持其平稳，由于试件是斜放的，如果不能滑动，直接压碎了，不能保证试件沿着粘结面错动。

本实用新型中所述的半刚性基层沥青路面为层状结构，从上至下包括沥青面层3、粘结层4、半刚性基层5(参见图4)或者从上至下包括沥青面层3、粘结层4、沥青面层、粘结层4、半刚性基层5；本申请装置可以测量两个沥青面层之间、沥青面层与半刚性基层之间的抗剪强度。

本实用新型装置的使用方法是：在测试时，试件位于两个凹槽部位内并且完全密合，保证了施加荷载的稳定性。先将压块1和垫块6之间的距离调整到正好可以把待测试件刚好放进去的位置，然后将试件放置在两个凹槽处，启动加压杆，使压块向下运动，通过压块使得试件发生变形直到破坏，试件破坏时对应的荷载即为最大荷载，最后根据公式τ＝sinα×F/S算出半刚性基层沥青路面层间抗剪强度。

其中，τ为抗剪强度，F为加压杆1所给的垂直作用力，S是试件两边的受力面积，即试件与两个凹槽接触的短边面积之和；α为倾斜角。

本实用新型未述及之处适用于现有技术。