专利名称：一种沥青混合料试验夹具及其使用方法
技术领域：
本发明涉及一种试验夹具及其使用方法，具体说涉及一种浙青混合料试验夹具及其使用方法。
背景技术：
为了评价浙青混合料的水稳定性，需要进行浙青混合料冻融劈裂试验。该试验依据《公路工程浙青及浙青混合料试验规程》(JTG E20-2011)中的“浙青混合料冻融劈裂试验”(T07^-2000)进行，在该规程中，规定先制作试件，试件尺寸为直径101. 6mm士0. 25mm、高63. 5mm士 1. 3mm，将试件进行真空饱水处理，再放入加入IOml水的塑料袋中，冷冻，然后放入恒温水槽溶解，最后恢复常温(25°C 士0.5°C)，再进行下一步的劈裂试验。浙青混合料在实际路面中发生冻融的过程中，会不断受到路面车辆荷载的作用，是在持续或者间断受力的情况下进行的，而在前述试验规程中，试件的冻融过程是在不受力情况下进行的，可见浙青混合料的试验状态和浙青混合料实际状态存在较大差异，就会造成试验数据与实际的差别，影响浙青混合料的水稳定性评价结果。在《公路工程浙青及浙青混合料试验规程》(JTG E20-2011)中的“浙青混合料抗剪强度试验(三轴压缩法)”(T07^-2000)提供了一种可以给试件轴向加载和围压施加的装置，但该装置体积大，并且对试件进行了包裹，不能用于混合料冻融劈裂试验。在浙青混合料其他试验中也存在类似问题。因此，有必要提供一种新型的装置，来克服上述现有试验的缺陷，能给浙青混合料试件持续或者间断的受力，使浙青混合料试件在试验过程更符合实际状态，并能满足试验要求。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种夹具，使用该夹具可以给浙青混合料试件持续或者间断的受力，使浙青混合料试件在试验过程更符合实际状态，并且体积较小，便于使用。本发明的目的通过以下技术方案实现
一种浙青混合料试验夹具，由框架、垫块、加力气囊组成；框架由底板、不少于3根的侧杆、压板和顶板组成，框架内腔高度和直径均大于试件尺寸；底板的顶面为水平面；侧杆平行并环绕底板中心均勻布置，侧杆围成的内腔直径大于试件直径，下端与底板垂直相连，上端一定长度内有螺纹，并设有螺母；压板为两面平行的板，顶板的底面为平面；压板和顶板位于底板正上方且平行于底板，在对应侧杆位置有槽口或者穿孔，压板和顶板可通过槽口或者穿孔沿侧杆上下运动，并受螺母限位；压板设于底板和顶板之间；在底板顶面、压板底面设有垫块，垫块形状与试件的截面形状一致；加力气囊由气囊、气管、阀门、测压计和气泵组成，气囊和气泵通过气管相连，气管上有测压计，测压计与气泵之间的气管上设有阀门；气囊有平行的、上下两个平面，气囊直径小于试件直径，上、下平面与顶板的底面、压板的顶面贴合。上述加力气囊还可以用固体测力装置替代，用于夹具给试件持续加力的情况，固体测力装置由固体传感器、测力计、导线组成，固体传感器和测力计用导线相连，固体传感器有平行的、上下两个平面，直径小于试件直径，上、下平面与顶板、底板贴合。浙青混合料试验夹具的使用步骤为
使用有加力气囊的夹具给试件间断加力时的使用步骤
步骤一取连接完成的底板和侧杆，在底板上依次放置垫块、试件、垫块、压板，安装螺母并稍微加力，使压板与垫块贴近并使试件固定；安装时注意各个零件中心均与底板中心
一致；
步骤二 依次安装气囊、顶板；安装时注意其中心均与底板中心一致；安装螺母，将顶板限位，调整顶板底面与底板顶面平行；
步骤三将气泵、气管、测压计、阀门与气囊连接；
步骤四打开阀门，启动气泵，给气囊充气加压，观察测压计并调整，直到压力值符合要求，关闭阀门；
步骤五将夹具连同试件进行下一步测试，保持气泵、阀门和测压计与试件连接；步骤六需要时，打开阀门泄压，观察压力计，控制试件受力减小，再按照步骤四加压，如此重复给试件减力、加力。其中步骤三可以在步骤一或者步骤二之前完成。使用有加力气囊的夹具给试件持续加力时的使用步骤步骤一 步骤四与间断加力使用步骤相同。步骤五将压板限位螺母拧紧，观测测压计，压力值刚刚开始降低时停止；注意不得使压力降低过多，应尽量同步拧紧各个侧杆上的螺母，防止螺母加力不均勻；
步骤六将气囊减压，拆除顶板和加力气囊，将试件连同夹具进行下一步测试。其余与间断加力使用步骤相同，不再重复。使用有固体测力计的夹具给试件持续加力的使用步骤
步骤一取连接完成的底板和侧杆，在底板上依次放置垫块、试件、垫块、压板，安装螺母并拧紧，使压板与垫块贴近并使试件固定；安装时注意各个零件中心均与底板中心一致；
步骤二 依次安装固体传感器、顶板；安装时注意其中心均与底板中心一致；安装螺母，将顶板限位，调整顶板底面与底板顶面平行；步骤三将固体传感器、导线与测力计连接；
步骤四同步拧紧顶板上的螺母，给顶板加压，观察测力计并调整，直到压力值符合要
求；
步骤五将压板限位螺母拧紧，观测测力计，压力值刚刚开始降低时停止；注意不得使压力降低过多，应尽量同步螺母拧紧，防止螺母加力不均勻；
步骤六拧松顶板螺母，拆除顶板和固体测力计，将试件连同夹具进行下一步测试。其中步骤三可以在步骤一或者步骤二之前完成。本发明的有益结果是，能给浙青混合料试件持续或者间断的受力，使浙青混合料试件在试验过程更符合实际状态，夹具体积较小、使用方便。
图1浙青混合料试验夹具第一种实施方案正视2第一种实施方案的夹具底板、侧杆、垫块组合俯视3第一种实施方案的框架俯视图
图4浙青混合料试验夹具第二种实施方案正视图附图标记
1.框架；11.底板；12.侧杆；13.顶板；14.压板；15.螺母；2.垫块；3.加力气囊；31.气囊；32气泵；33.气管；34阀门；35.测压计；4.固体测力装置；41.固体传感器；42导线；43.测力计；5.试件
具体实施例方式实施例1
如图1 3所示，本发明的浙青混合料试验夹具包括框架(1)、垫块( 、加力气囊(3)；框架(1)由圆形底板(11)、4根侧杆(12)、圆形压板(14)和圆形顶板(13)组成，框架(1)内腔高度和直径均大于试件(5)尺寸；4根侧杆(12)平行并环绕底板(11)中心均勻对称布置，4根侧杆(1 围成的内腔直径大于试件( 的直径，侧杆(1 下端与底板(11)垂直相连，上端一定长度内有螺纹，并设有限位螺母(15)；压板(14)和顶板(13)位于底板(11)正上方且平行于底板(11)，在对应侧杆(1 位置有槽口或者穿孔，压板(14)和顶板(13)可通过槽口或者穿孔沿侧杆(1 上下运动，并受螺母(1 限位；压板(14)设于底板(11)和顶板(1 之间；在底板(11)顶面、压板(1 底面设有垫块O)，垫块( 形状与试件的截面形状一致；加力气囊(3)由气囊(31)、气管(33、阀门(34)、测压计(3 和气泵(32)组成，气囊(31)和气泵(3 通过气管(3 相连，气管(3 上有测压计(35)，测压计(35)与气泵(3 之间的气管(3 上设有阀门(34)；气囊(31)有平行的、上下两个平面，气囊(31)直径小于试件( 直径，上、下平面与顶板(1 的底面、压板(14)的顶面贴合。浙青混合料试验夹具的用于给试件间断加力的使用步骤为
步骤一取连接完成的底板(11)和侧杆(12)，在底板(11)上依次放置垫块O)、试件(5)、垫块(2)、压板(14)，安装螺母(15)，使压板(14)与垫块(2)贴紧并使试件(5)被夹紧固定；安装时注意各个零件中心均与底板(11)中心一致；
步骤二 依次安装气囊(31)、顶板(1 ；安装时注意其中心均与底板(11)中心一致；安装螺母(15)，将顶板(1 限位，调整顶板(1 使其底面与底板(11)顶面平行；步骤三将气泵(32)、气管(33)、测压计(35)、阀门(34)与气囊(31)连接；步骤四打开阀门(34)，启动气泵(32)，给气囊(31)充气加压，观察测压计(3 并调整，直到压力值符合要求，关闭阀门(34)；
步骤五将试件( 连同夹具放入冰箱进行测试，气泵(32)、阀门(34)和测压计(35)留在冰箱外；
步骤六需要时，打开阀门(34)泄压，观察压力计(35)，控制试件(5)受力减小，再按照步骤四加压，如此重复给试件( 减力、加力。用于持续加力的使用步骤步骤一 步骤四与间断加力使用步骤相同，不再重复。
步骤五将压板(14)的限位螺母(1 拧紧，观测测压计(35)，压力值刚刚开始降低时停止；注意不得使压力降低过多，应尽量同步拧紧各个侧杆(1 上的螺母(15)，防止螺母(15)加力不均勻；
步骤六将气囊(31)减压，拆除顶板(13)和加力气囊(3)，将试件(5)连同夹具进行下一步测试。实施例2:
如图1 4所示，一种浙青混合料试验夹具，由框架(1)、垫块O)、固体测力装置(4)组成；固体测力装置(4)由固体传感器(41)、测力计(43)、导线(42)组成，固体传感器(41)和测力计G3)用导线0 相连，固体传感器Gl)有平行的、上下两个平面，直径小于试件直径，固体传感器Gl)上、下平面与顶板(1 的底面、压板(14)的顶面贴合；固体传感器(41)为压力传感器，其上、下平面为承压面；其余结构与实施例1相同。使用有固体测力计的夹具持续加力的使用步骤
步骤一取连接完成的底板(11)和侧杆(12)，在底板上依次放置垫块O)、试件(5)、垫块( 、压板(14)，安装螺母(5)，使压板(14)与垫块( 贴近并使试件( 被夹紧固定；安装时注意各个零件中心均与底板(11)中心一致；
步骤二 依次安装固体传感器(31)、顶板(1 ；安装时注意其中心均与底板(11)中心一致；安装螺母(5)，将顶板(1 限位，调整顶板(1 底面与底板(11)顶面平行；步骤三将固体传感器(41)、导线02)与测力计03)连接；步骤四同步拧紧顶板上的螺母(5)，给顶板(1 加压，观察测力计并调整，直到压力值符合要求；
步骤五将压板(14)顶面的限位螺母( 拧紧，观测测力计压力值刚刚开始降低时停止；注意不得使压力降低过多，螺母( 拧紧时应尽量同步，防止螺母加力不均勻；
步骤六拧松顶板(1 顶面的螺母(5)，拆除顶板(1 和固体测力装置(3)，将试件(5)连同夹具放入冰箱进行测试。其中步骤三也可以在步骤一或者步骤二之前完成。上述实施例为本发明的具体实施方式
，仅用于说明本发明，而非用于限制本发明。
权利要求
1.一种浙青混合料试验夹具，其特征在于由框架、垫块、加力气囊组成；框架由底板、不少于3根的侧杆、压板和顶板组成，内腔高度和直径均大于试件尺寸；底板的顶面为水平面；侧杆平行并环绕底板中心均勻布置，侧杆围成的内腔直径大于试件直径，下端与底板垂直相连，上端一定长度内有螺纹，并设有限位螺母；压板为两面平行的板，顶板的底面为平面；和顶板位于底板正上方且平行于底板，在对应侧杆位置有槽口或者穿孔，压板和顶板可通过槽口或者穿孔沿侧杆上下运动，并受螺母限位；压板设于底板和顶板之间；在底板顶面、压板底面设有垫块，垫块形状与试件的截面形状一致；加力气囊由气囊、气管、阀门、测压计和气泵组成，气囊和气泵通过气管相连，气管上有测压计，测压计与气泵之间的气管上设有阀门；气囊有平行的、上下两个平面，气囊直径小于试件直径，上、下平面与顶板的底面、压板的顶面贴合。
2.根据权利要求1所述的浙青混合料试验夹具，其特征在于所述加力气囊还可以用固体测力装置替代，用于夹具给试件持续加力的情况，固体测力装置由固体传感器、测力计、导线组成，固体传感器和测力计用导线相连，固体传感器有平行的、上下两个平面，直径小于试件直径，上、下平面与顶板、底板贴合。
3.—种如权利要求1中所述的浙青混合料试验夹具的使用方法，其特征在于具体步骤如下步骤一取连接完成的底板和侧杆，在底板上依次放置垫块、试件、垫块、压板，安装螺母，使压板与垫块贴近并使试件固定；安装时注意各个零件中心均与底板中心一致；步骤二 依次安装气囊、顶板；安装时注意其中心均与底板中心一致；安装螺母，将顶板限位，调整顶板底面与底板顶面平行；步骤三将气泵、气管、测压计、阀门与气囊连接；步骤四打开阀门，启动气泵，给气囊充气加压，观察测压计并调整，直到压力值符合要求，关闭阀门；步骤五将夹具连同试件进行下一步测试，保持气泵、阀门和测压计与试件连接；步骤六需要时，打开阀门泄压，观察压力计，控制试件受力减小，再按照步骤四加压，如此重复给试件减力、加力。
4.一种如权利要求1中所述的浙青混合料试验夹具的使用方法，其特征在于具体步骤如下步骤一取连接完成的底板和侧杆，在底板上依次放置垫块、试件、垫块、压板，安装螺母并拧紧，使压板与垫块贴近并使试件固定；安装时注意各个零件中心均与底板中心一致；步骤二 依次安装气囊、顶板；安装时注意其中心均与底板中心一致；安装螺母，将顶板限位，调整顶板底面与底板顶面平行；步骤三将气泵、气管、测压计、阀门与气囊连接；步骤四打开阀门，启动气泵，给气囊充气加压，观察测压计并调整，直到压力值符合要求，关闭阀门；步骤五将压板限位螺母拧紧，观测测压计，压力值刚刚开始降低时停止；注意不得使压力降低过多，螺母拧紧时应尽量同步，防止螺母加力不均勻；步骤六将气囊减压，拆除顶板和加力气囊，将试件连同夹具进行下一步测试。
5. 一种如权利要求2中所述的浙青混合料试验夹具的使用方法，其特征在于具体步骤如下步骤一取连接完成的底板和侧杆，在底板上依次放置垫块、试件、垫块、压板，安装螺母，使压板与垫块贴近并使试件固定；安装时注意各个零件中心均与底板中心一致；步骤二 依次安装固体传感器、顶板；安装时注意其中心均与底板中心一致；安装螺母，将顶板限位，调整顶板底面与底板顶面平行；步骤三将固体传感器、导线与测力计连接；步骤四同步拧紧顶板上的螺母，给顶板加压，观察测力计并调整，直到压力值符合要求；步骤五将压板限位螺母拧紧，观测测力计，压力值刚刚开始降低时停止；注意不得使压力降低过多，螺母拧紧时应尽量同步，防止螺母加力不均勻；步骤六拧松顶板螺母，拆除顶板和固体测力计，将试件连同夹具进行下一步测试。
全文摘要
本发明涉及一种沥青混合料试验夹具及其使用方法，属于沥青混凝土试验领域。沥青混合料试验夹具由框架、垫块、加力气囊或固体测力装置组成，组装后的框架可以提供给试件加力时的支撑；该夹具的实施要点是用加力气囊或固体测力装置测定加力值，通过压板上的螺母使给试件的压力维持稳定；而且，可以通过加力气囊的加压、减压，实现对试件的间断加力。本发明能给沥青混合料试件持续或者间断的受力，使沥青混合料试件在试验过程更符合实际状态，并且体积较小，便于使用。
文档编号G01N3/36GK102564849SQ20111044961
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月29日 优先权日2011年12月29日
发明者季节, 徐世法, 李之红, 索智 申请人:北京建筑工程学院