专利名称：专用于剪切试验的试件制备模具及其制备方法
技术领域：
本发明涉及道路层 间结合性能测试技术领域，尤其是一种专用于剪切试验的试件 制备模具及其制备方法。
背景技术：
浙青路面面层与基层的层间粘结问题是近年来道路界普遍关注的热点，在浙青路 面施工过程中，采取设置透层、下封层等结构措施以增强基层与面层间的粘结能力。研究表 明，良好的层间粘结能力可有效避免层间滑移等道路病害的发生，延长了道路的使用寿命。 剪切试验是测定及评价层间粘结能力最为直观、有效的方法，为不同道路层间处置措施的 道路层间粘结能力比选提供依据，但是目前并没有专门用于基层与面层成型的模具，常用 的办法是使用传统的车辙试件成型模具解决此类的成型问题，采用车辙试模成型试件的不 足在于一方面，车辙本为成型单层浙青混合料而设计，而在模拟成型基层、面层双层结构 时，每层的高度仅为车辙试件高度的一半，当面层、基层混合料中集料的公称粒径较大时， 由于试模高度的限制导致所成型的基层和面层结构均勻性较差，均勻性差对于测定层间粘 结性能十分不利；另一方面，车辙模具成型的试件尺寸较大，试件需切割后方可使用，但经 切割后基层部分粒料松散脱落严重，造成基层强度大幅度降低，基层强度降低将引起剪切 破坏形式的变化，即剪切破坏不是出现在基层与面层之间，而是出现于基层自身，进而影响 试验结果的准确度。
发明内容
本发明的目的是为了解决在剪切试验中没有专门用于基层与面层成型的模具 ’传 统的车辙试件成型模具的成型方法中，试件高度的限制导致所成型的基层和面层结构均勻 性较差，且车辙模具成型的试件尺寸较大，试件经切割后基层部分粒料松散脱落严重，造成 基层强度大幅度降低并引起剪切破坏形式的变化影响试验结果的准确度的问题，进而提供 了一种专用于剪切试验的试件制备模具及其制备方法。本发明的技术方案是本发明的专用于剪切试验的试件制备模具包括支撑底板、 两个侧板、两个第一分体式承压挡板和两个第二分体式承压挡板，所述每个侧板的上、下两 端分别设有外凸沿，平行设置的两个侧板垂直连接在支撑底板的两端，两个侧板的内壁上 相对设置两对垂直的插槽，两个第二分体式承压挡板对称设置并通过插槽插装在两个侧板 之间，两个第一分体式承压挡板分别插装在两对插槽内且位于第二分体式承压挡板的上 方，所述支撑底板、两个侧板、两个第一分体式承压挡板和两个第二分体式承压挡板构成腔 室。本发明的专用于剪切试验的试件制备方法如下
步骤一在常温下将碎石与水搅拌均勻，向其中加入水泥拌合充分后得到碎石与水泥 的混合物，将混合物分层注入安装有第二分体式承压挡板的试件成型模具内并进行适当插 捣，准备等静压成型；步骤二 将盛装有经步骤一的混合物的试件成型模具置于压头下，并同时控制压头的 压入速度为1. 5kN/s 2. OkN/s,当压头端面与第二分体式承压挡板上端面之间的距离为 40mm时，得到成型的基层试件；
步骤三将经步骤二后成型的基层试件静置3h 4h，然后在成型的基层试件的上表面 均勻涂抹透层油，使成型的基层试件于常温下静置24h ；
步骤四待成型的基层试件上的透层油渗透后，将第一分体式承压挡板安装在第二分 体式承压挡板上，将下封层布设于成型的基层试件上并静置于常温下4h ； 步骤五将经步骤四得到的试件在试件成型模具内施压成型； 步骤六对成型后的试件脱模。本发明具有以下有益效果本发明的试件制备模具在满足成型需要的同时拆卸简 单，满足了试件成型的完整性，可拆卸的分体式承压挡板设计，便于层间处置措施的布设， 使试件成型尺寸大小适中，满足成型试件的均勻性，变异性小，该制备模具配合压头，可满 足不同的成型方法；试件制备方法简单、快速和方便，试件成型误差小，能保证粘结面尺寸 符合要求，为浙青路面铺装选择合适的粘结材料或粘结层施工质量提供了便捷、合理且有 效的方法。
图1是本发明的试件制备模具的侧视图；图2是图1的A-A剖视图；图3是图2的 B-B剖视图；图4是分体式承压挡板的结构示意图；图5是斜剪夹具的结构示意图。
具体实施例方式具体实施方式
一结合图1至图4说明本实施方式的专用于剪切试验的试件制备 模具，它包括支撑底板2、两个侧板3、两个第一分体式承压挡板8和两个第二分体式承压挡 板9，所述每个侧板3的上、下两端分别设有外凸沿，平行设置的两个侧板3垂直连接在支 撑底板2的两端，两个侧板3的内壁上相对设置两对垂直的插槽4，两个第二分体式承压挡 板9对称设置并通过插槽4插装在两个侧板3之间，两个第一分体式承压挡板8分别插装 在两对插槽4内且位于第二分体式承压挡板9的上方，所述支撑底板2、两个侧板3、两个第 一分体式承压挡板8和两个第二分体式承压挡板9构成腔室10。
具体实施方式
二 结合图1至图3说明本实施方式的专用于剪切试验的试件制备 模具，它还包括至少四个拉杆6，所述至少四个拉杆6水平并对称设置在两个侧板3的两对 插槽4的外侧，两个侧板3通过拉杆6连接。本实施方式的其他组成与连接关系与具体实 施方式一相同。
具体实施方式
三结合图1至图3说明本实施方式的专用于剪切试验的试件制备 模具，所述腔室10的净尺寸为长LX宽WX高H= 150mmX150mmX190mm，第一分体式承压 挡板8的高度HI为75mm，第二分体式承压挡板9的高度H2为115mm。本实施方式的其他
组成与连接关系与具体实施方式
一或二相同。
具体实施方式
四结合图1至图3说明本实施方式的专用于剪切试验的试件制备 模具，它还包括两个横挡板5，所述两个横挡板5分别固定于两对插槽4的外侧，且横挡板5 与插槽4接触，横挡板5的中心线与第一分体式承压挡板8和第二分体式承压挡板9的相接处位于同一水平面。本实施方式的其他组成与连接关系与具体实施方式
一、二或三相同。
具体实施方式
五结合图1至图3说明本实施方式的专用于剪切试验的试件制备模具，所述两个侧板3的中部均水平设有T型横向加劲肋3-2。本实施方式的其他组成与连 接关系与具体实施方式
一、二、三或四相同。
具体实施方式
六结合图1至图3说明本实施方式的专用于剪切试验的试件制备 模具，所述两个侧板3的顶端各设有一个手柄3-1。本实施方式的其他组成与连接关系与具 体实施方式一、二、三、四或五相同。
具体实施方式
七结合图1至图3说明本实施方式的专用于剪切试验的试件制备 模具，它还包括上盖7，所述上盖7设置于两个侧板3上。本实施方式的其他组成与连接关 系与具体实施方式
一至六任一相同。
具体实施方式
八结合图1至图4说明本实施方式的专用于剪切试验的试件的制 备方法如下
步骤一在常温下将碎石与水搅拌均勻，向其中加入水泥拌合充分后得到碎石与水泥 的混合物，将混合物分层注入安装有第二分体式承压挡板9的试件成型模具1内并进行适 当插捣，准备等静压成型；
步骤二 将盛装有经步骤一的混合物的试件成型模具1置于压头下，并同时控制压头 的压入速度为1. 5kN/s 2. OkN/s,当压头端面与第二分体式承压挡板9上端面之间的距离 为40mm时，得到成型的基层试件；
步骤三将经步骤二后成型的基层试件静置3h 4h，然后在成型的基层试件的上表面 均勻涂抹透层油，使成型的基层试件于常温下静置24h ；
步骤四待成型的基层试件上的透层油渗透后，将第一分体式承压挡板8安装在第二 分体式承压挡板9上，将下封层布设于成型的基层试件上并静置于常温下4h ； 步骤五将经步骤四得到的试件在试件成型模具1内施压成型； 步骤六对成型后的试件脱模，并置于标准养生室进行养生。斜剪试验原理为在试件夹具的上试模顶面施加压力(与水平呈一定夹角的剪切试 验简称为斜剪试验)，此压力沿剪切面的角度分解，在垂直力和水平力综合作用下使试件产 生层间剪切破坏，能够模拟路面受到行车荷载时结构层间剪切作用的真实情况，如图5所 示，斜剪夹具的上压头11和下压头12的短边长度均为75mm，长边的长度均为150mm，将经 本发明的试件制备模具及制备方法制备得到的试件置于上压头11与下压头12之间，使试 件的基层位于下压头12的夹角内，并通过调节挡板12-1的微调使试件不超出挡板，上压头 11的上端的球形座接口 11-1与加载系统连接，由加载系统施加的正压力会沿着与水平面 成45度角在剪切面产生出大小相等的剪切应力和正应力，剪切应力使试件层间产生剪切 破坏，加载系统采用美国MTSSystemsCorporation的MTS810材料试验系统。
权利要求
一种专用于剪切试验的试件制备模具，其特征在于它包括支撑底板(2)、两个侧板(3)、两个第一分体式承压挡板(8)和两个第二分体式承压挡板(9)，所述每个侧板(3)的上、下两端分别设有外凸沿，平行设置的两个侧板(3)垂直连接在支撑底板(2)的两端，两个侧板(3)的内壁上相对设置两对垂直的插槽(4)，两个第二分体式承压挡板(9)对称设置并通过插槽(4)插装在两个侧板(3)之间，两个第一分体式承压挡板(8)分别插装在两对插槽(4)内且位于第二分体式承压挡板(9)的上方，所述支撑底板(2)、两个侧板(3)、两个第一分体式承压挡板(8)和两个第二分体式承压挡板(9)构成腔室(10)。
2.根据权利要求1所述的专用于剪切试验的试件制备模具，其特征在于它还包括至 少四个拉杆(6)，所述至少四个拉杆(6)水平并对称设置在两个侧板(3)的两对插槽(4)的 外侧，两个侧板(3 )通过拉杆(6 )连接。
3.根据权利要求1或2所述的专用于剪切试验的试件制备模具，其特征在于所述腔 室(10)的净尺寸为长(L) X宽(W) X高(H) = 150mmX150mmX 190mm，第一分体式承压挡 板(8)的高度(Hl)为75mm，第二分体式承压挡板(9)的高度(H2)为115mm。
4.根据权利要求1或2所述的专用于剪切试验的试件制备模具，其特征在于它还包 括两个横挡板(5)，所述两个横挡板(5)分别固定于两对插槽(4)的外侧，且横挡板(5)与插 槽(4)接触，横挡板(5)的中心线与第一分体式承压挡板(8)和第二分体式承压挡板(9)的 相接处位于同一水平面。
5.根据权利要求1或2所述的专用于剪切试验的试件制备模具，其特征在于所述两 个侧板(3 )的中部均水平设有T型横向加劲肋(3-2 )。
6.根据权利要求1或2所述的专用于剪切试验的试件制备模具，其特征在于所述两 个侧板(3)的顶端各设有一个手柄(3-1)。
7.根据权利要求1或2所述的专用于剪切试验的试件制备模具，其特征在于它还包 括上盖(7 )，所述上盖(7 )设置于两个侧板(3 )上。
8.使用权利要求1所述的专用于剪切试验的试件制备模具的试件制备方法，其特征在 于制备方法如下步骤一在常温下将碎石与水搅拌均勻，向其中加入水泥拌合充分后得到碎石与水泥 的混合物，将混合物分层注入安装有第二分体式承压挡板(9)的试件成型模具(1)内并进 行插捣，准备等静压成型；步骤二 将盛装有经步骤一的混合物的试件成型模具(1)置于压头下，并同时控制压 头的压入速度为1. 5kN/s 2. OkN/s,当压头端面与第二分体式承压挡板(9)上端面之间的 距离为40mm时，得到成型的基层试件；步骤三根据试验需要，将经步骤二后成型的基层试件静置3h 4h，然后在成型的基 层试件的上表面均勻涂抹透层油，使成型的基层试件于常温下静置24h ；步骤四待成型的基层试件上的透层油渗透后，将第一分体式承压挡板(8)安装在第 二分体式承压挡板(9)上，将下封层布设于成型的基层试件上并静置于常温下4h ；步骤五将经步骤四得到的试件在试件成型模具(1)内施压成型；步骤六对成型后的试件脱模。
全文摘要
专用于剪切试验的试件制备模具及其制备方法，涉及道路层间结合性能测试技术领域。本发明为解决无专用制备试件成型模具；现有方法中基、面层结构均匀性差，经切割的试件基层强度降低并影响试验结果准确度问题。模具中两平行侧板连接在支撑底板两端，两个侧板内壁相对设置两对插槽，分体式承压挡板经插槽对称插装在两个承压挡板之间；方法一、碎石、水与水泥拌匀并注入装有第二分体式承压挡板的模具内；二、控制压头速度使其与第二分体式承压挡板上端距40mm；三、试件涂透层油后置24h；四、透层油渗透后装第一分体式承压挡板，碎石封层置试件上4h；五、施压成型；六、脱模并养生。本发明用于测定道路层间粘结性能的剪切试验中。
文档编号G01N1/28GK101871863SQ20101022874
公开日2010年10月27日 申请日期2010年7月16日 优先权日2010年7月16日
发明者于飞, 冯德成, 左文锌, 易军艳, 权磊, 赵含, 马宏岩, 魏文鼎 申请人:哈尔滨工业大学