一种沥青混合料扭转剪切试验方法
【专利摘要】本发明公开了一种沥青混合料扭转剪切试验方法，采用扭转剪切方式测定沥青混合料的抗剪强度和剪切疲劳寿命，该试验方法需要的试验装置包括试验平台、微机控制电子万能试验机。本发明通过扭矩（作用在圆形截面试件上的扭矩只会产生纯剪切变形，使沥青混合料处于纯剪切的简单应力状态，在理论上可提高试验数据的准确性）将圆柱体沥青混合料试件破坏，分析数据可以得到沥青混合料的抗剪强度和剪切疲劳寿命，从而评价沥青混合料的抗剪性能。
【专利说明】一种沥青混合料扭转剪切试验方法
【技术领域】
[0001]本发明属于浙青混合料力学性能试验领域，特别是涉及到一种浙青混合料扭转剪切试验方法。
【背景技术】
[0002]有关调查和研究表明，在气温较高的条件下，浙青混合料的剪切强度不足以抵抗车轮荷载的反复作用，使浙青混凝土产生塑性剪切变形，并逐渐被挤压到两侧，从而产生车辙；在浙青路面的设计过程中，并没有考虑到浙青混合料的抗剪性能。所以，研究浙青混合料的抗剪性能，对浙青混合料的性能评价与浙青路面的设计都具有很大的意义。
[0003]目前国内剪切性能实验方法存在一些薄弱之处:在实验过程中试件一般处于复杂应力作用状态下，进而发生剪切破坏，虽然复杂应力状态更接近于路面实际工作状态，但是破坏面上剪应力分布存在不均匀、不对称及不协调的现象，这个将会对试验精度产生一定影响。同时，国内缺乏对浙青混合料进行直剪试验的设备和方法。因此，在浙青混合料的设计过程中提出一种高效精确并且经济实用的剪切试验方法来评价浙青混合料的抗剪性能，具有重大意义。
【发明内容】
[0004]针对目前国内剪切性能实验方法存在薄弱之处的现状，结合考虑浙青路面应力场分布与环境影响效应，开发剪切试验方法的试验，本发明可以对不同的材料在不同的环境条件(温度、加载频率)进行扭转剪切试验。通过试验装置给试件施加一个扭转的力矩，这样试件受到纯剪状态，更能模拟实际路面的应力状态，并且易于分析，满足多规格的试样。
[0005]本发明所通过一种浙青混合料扭转剪切试验装置予以实现。浙青混合料扭转剪切试验装置包括微机控制电子万能试验机和试验平台。其中万能试验机包括机架、恒温箱、底座、升降杆、控制装置、动力系统。试验平台由测试试台、接头、齿条、齿轮、转盘、固定滑板和滑板底座组成，滑座底板上开有两道槽，固定盘可以在槽中滑动；试验平台通过螺丝固定在万能试验机。
[0006]一种浙青混合料扭转剪切试验方法，包括一下步骤:
(1)通过确定浙青混合料试件的尺寸来确定圆盘尺寸。试件直径IOOmm?150_，高度IOCtam?150mm。圆盘尺寸105臟?160mm,厚度30mm ;
(2)制作浙青混合料试件:可通过静压法或者旋转压实法成型浙青混合料试件，也可通过现场钻芯取样；
(3)保温:将浙青混合料试件和圆盘放置在恒温箱中保温，温度在10摄氏度?60摄氏度之间，保温时间在6小时以上；
(4)进行抗剪强度测试试验:将浙青混合料试件通过环氧树脂与圆盘相粘结，一个圆盘与旋转轴相连，另一个圆盘与固定滑板相连。万能试验机通过升降杆向齿条施加压力，加载速率为10mm/min，齿轮与齿条啮合，并将压力转化成扭矩，直到浙青混合料试件产生破坏，万能试验机采集到数据，得到破坏荷载，可以求出抗剪强度，重复试验，得到平均值做为此种浙青混合料的抗剪强度。浙青混合料试件的位移方向在试验过程中要与剪切方向一致；
(5)进行剪切疲劳试验:通过步骤(4)得到破坏荷载，在破坏荷载的0.1?0.9倍范围内取值，对浙青混合料试件进行重复加载，通过万能试验机采集加载次数和变形数据，多次试验取平均值，从而可以得到该浙青混合料的剪切疲劳寿命。
[0007]本发明通过施加扭矩(作用在圆形截面试件上的扭矩只会产生纯剪切变形，使浙青混合料处于纯剪切的简单应力状态，在理论上可提高试验数据的准确性)，将圆柱体浙青混合料试件破坏，分析数据可以得到浙青混合料的抗剪强度和剪切疲劳寿命，从而评价浙青混合料的抗剪性能。
[0008]本发明简单易操作，便于推广，实用性强，能比较准确地模拟出浙青路面的实际受力状态，对浙青路面层内剪切性能和结构与材料的设计与评价、浙青层厚度的设计具有重
要意义。
【权利要求】
1.一种浙青混合料扭转剪切试验方法，其特征在于以下步骤: (O通过确定浙青混合料试件的尺寸来确定圆盘尺寸； (2)制作浙青混合料试件:可通过静压法或者旋转压实法成型浙青混合料试件，也可通过现场钻芯取样； (3)保温:将浙青混合料试件和圆盘放置在恒温箱中保温； (4)进行抗剪强度测试试验:将浙青混合料试件通过环氧树脂与圆盘相粘结，一个圆盘与旋转轴相连，另一个圆盘与固定滑板相连， 万能试验机通过升降杆向齿条施加压力，加载速率为10mm/min，齿轮与齿条啮合，并将压力转化成扭矩，直到浙青混合料试件产生破坏，万能试验机采集到数据，得到破坏荷载，可以求出抗剪强度，重复试验，得到平均值做为此种浙青混合料的抗剪强度， 浙青混合料试件的位移方向在试验过程中要与剪切方向一致， (5)进行剪切疲劳试验:通过步骤(4)得到破坏荷载，在破坏荷载的0.1?0.9倍范围内取值，对浙青混合料试件进行重复加载，通过万能试验机采集加载次数和变形数据，多次试验取平均值，从而可以得到该浙青混合料的剪切疲劳寿命。
2.根据权利要求1所述的浙青混合料扭转剪切试验方法，其特征在于:所述步骤(I)中试件直径10Omm?150mm,高度10Omm?150mm,圆盘尺寸105mm?160mm,厚度30mm。
3.根据权利要求1所述的浙青混合料扭转剪切试验方法，其特征在于:所述步骤(4)中恒温箱温度在10摄氏度?60摄氏度之间，保温时间在6小时以上。
【文档编号】G01N3/26GK103743631SQ201410017686
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2014年1月15日 优先权日:2014年1月15日
【发明者】谢军, 邱骥杰, 袁畅, 黄林 申请人:长沙理工大学