一种用于测量马歇尔试件高度和温度的试验装置的制作方法

本实用新型涉及一种试验装置，更具体的说，尤其涉及一种用于测量马歇尔试件高度和温度的试验装置。

背景技术：

马歇尔试验是我国设计沥青混合料的重要试验，它是确定沥青混合料设计油石比的重要依据。制作马歇尔试件是马歇尔试验的基本试验，试件制作的优劣直接影响马歇尔试验确定的沥青混合料最佳油石比。马歇尔试验对实际生产施工具有极大的指导作用，而实验能否真正具有指导意义的先要条件便是马歇尔试件制作过程是否标准，准确。

在马歇尔试件的制作过程中，应在沥青混合料质量，击实温度，击实功相同的情况下，以保证成型的试件尺寸符合标准高度63.5mm±1.3mm的要求，否则应作废重做。由于马歇尔试件是把定量沥青混合料倒入马歇尔试模内，然后放在马歇尔试件击实仪上击实而成，而马歇尔标准试模的尺寸为φ101.6mm*87mm（小马歇尔试模）和φ152.4mm*115mm（大马歇尔试模），击实完成后的马歇尔试件呈两面均凹于试模的圆柱体。根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTG E20-2011，对带试模的马歇尔试件采用卡尺量取试件离试模上口的高度并由此计算试件高度。方法通常是在试件的两侧各增加一个20mm左右的垫块，用游标卡尺测量出试件和两个垫块的整体高度，再减去两个垫块的高度，从而间接计算出马歇尔试件的高度，这种测量方法需要多人配合完成，且效率低，垫块与试件的接触程度导致产生较大误差。

在马歇尔试件的制作过程中，试件的击实温度的差异也影响马歇尔试件的各项技术指标实验结果，导致最佳油石比的确定有差异，因此必须严格控制试件击实的温度，将制作的每个试件击实温度的差值控制在±（2℃—3℃）范围以内。目前主要通过测试沥青混合料的温度来控制试件的温度在允许范围之内，然而沥青混合料的温度不宜测量和控制，沥青混合料搅拌机上所显示的温度与实际制备马歇尔试件的温度偏差较大，不能真正的代表马歇尔试件的击实温度，进而每组马歇尔试件的温差更无从得知。经调研市面上还没有专门一种用于测量马歇尔试件高度和温度的实验装置，因此，设计一种用于测量马歇尔试件高度和温度的试验装置是非常有必要的。

所以，如何设计一种用于测量马歇尔试件高度和温度的试验装置，成为我们当前要解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种用于测量马歇尔试件高度和温度的试验装置。

本实用新型的用于测量马歇尔试件高度和温度的试验装置，包括机座、立柱、伸缩套筒、伸缩支架、测杆和位移传感器，立柱固定于机座上；其特征在于：伸缩套筒水平设置并转动设置于立柱的上端，伸缩支架可伸缩地设置于伸缩套筒中，伸缩支架外端的上下侧分别固定有位移传感器和固定器，测杆由上至下依次贯穿于位移传感器、固定器设置，测杆成竖直状态；位移传感器上设置有控制是否对测杆限位的释放按钮；测杆下方的机座上固定有放置马歇尔试件的试件底座，试件底座的高度与制作马歇尔试件的试模底座的高度相等；试件底座的上表面上设置有多个温度传感器，机座的下表面上设置有3个以上的调平螺旋，机座上固定有标示机座是否处于水平状态的水准气泡。

本实用新型的用于测量马歇尔试件高度和温度的试验装置，所述测杆和位移传感器由电子游标卡尺组成，侧杆为标有刻度的主尺，其精确度为1mm并可上下移动，位移传感器为设有10个等分刻度的游标，其精确度为0.1mm，游标固定在伸缩支架上端。

本实用新型的用于测量马歇尔试件高度和温度的试验装置，试件底座的两侧均设置有对大马歇尔试件进行支撑和定位的半圆底座，半圆底座的下方设置有对其进行导向的滑道。

本实用新型的用于测量马歇尔试件高度和温度的试验装置，测杆的下端设置有测杆探头，测杆探头通过螺纹与测杆相连接。

本实用新型的用于测量马歇尔试件高度和温度的试验装置，所述机座的侧面上设置有分别显示马歇尔试件温度和高度的温度显示器和高度显示器，高度显示器上设置有单值显示窗和平均值显示窗，机座的侧面上还设置有电源开关；机座上连接有电源线，电源线的末端连接有电源插头。

本实用新型的用于测量马歇尔试件高度和温度的试验装置，所述立柱的上端设置有中心轴，中心轴的外围设置有可进行转动的圆环连接器，伸缩套筒焊接于圆环连接器上，圆环连接器上设置有将其与中心轴相固定的第一固定螺栓；伸缩套筒上设置有将其与伸缩支架相固定的第二固定螺栓。

本实用新型的用于测量马歇尔试件高度和温度的试验装置，所述位移传感器和固定器均通过连杆固定于伸缩支架上。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的马歇尔试件高度和温度的试验装置，机座上固定有试件底座和立柱，伸缩套筒转动设置于立柱上端，伸缩支架置于伸缩套筒中，测杆设置于伸缩支架的外端；使用时，试件底座上的多个温度传感器可实现对马歇尔试件温度的精准测量，用来控制制件的时间和温度，从而保证马歇尔试件的可靠度，减小试验误差；通过转动伸缩套筒至不同的角度，以及拉伸伸缩支架至不同的长度，可实现测杆对马歇尔试件不同位置上的高度测量，通过多个点的平均值反应马歇尔试件的高度，使得获取的高度值更加准确。本实用新型的马歇尔试件高度和温度的试验装置，具有结构简单合理、使用操作方便、高度和温度测量精准的特点，有益效果显著，适于应用推广。

进一步地，通过在测杆的下端设置经螺纹相连接的测杆探头，可根据马歇尔试件孔隙率及孔径的大小，来选择合适尺寸的测杆探头，可避免测杆探头漏入空隙中，保证了马歇尔试件高度测量的准确性。通过在机座上设置温度显示器和高度显示器，测量的实时高度值可通过单值显示窗显示出来，精度为0.1mm，多次测量的高度平均值可通过平均值显示窗显示出来，精度为0.1mm；测量的温度值可通过温度显示器显示出来，精度为0.1℃，方便了温度值、高度值的读取和记录。

附图说明

图1为本实用新型的用于测量马歇尔试件高度和温度的试验装置的主视图；

图2为本实用新型的用于测量马歇尔试件高度和温度的试验装置的俯视图；

图3为本实用新型中机座左侧面板的结构示意图；

图4为本实用新型中中心轴与伸缩套筒连接部位的结构图；

图5为本实用新型中测杆探头与测杆连接部位的结构图。

图中：1马歇尔试件，2试件底座，3测杆探头，4温度传感器，5机座，6电源开关，7调平螺旋，8立柱，9测杆，10固定器，11位移传感器，12释放按钮，13连杆，14伸缩支架，15伸缩套筒，16圆环连接器，17电源线，18电源插头，19滑道，20半圆底座，21第一固定螺栓，22第二固定螺栓，23水准气泡，24温度显示器，25高度显示器，26单值显示窗，27平均值显示窗，28中心轴，29螺纹，30试模。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1和图2所示，分别给出了本实用新型的用于测量马歇尔试件高度和温度的试验装置的主视图和俯视图，所示的实验装置包括机座5、立柱8、伸缩套筒15、伸缩支架14、测杆9、位移传感器11、固定器10、试件底座2，所示的机座5起固定和支撑作用，立杆8固定于机座5上，伸缩套筒15转动设置于立柱8的上端，伸缩支架14置于伸缩套筒15中，并可在伸缩套筒15中进行移动。位移传感器11通过连杆13固定于伸缩支架14的上端，固定器10通过连杆13固定于伸缩支架14的下端，测杆9由上至下依次贯穿于位移传感器11和固定器10进行设置，位移传感器11上设置有控制测杆9是否下落的释放按钮12，固定器10实现对测杆9的导向。测杆9处于竖直状态，以便测杆9在自身的重力作用下下落。设定后，位移传感器11用于测量马歇尔试件1上表面与测杆探头3处于初始位置时下表面之间的距离，记该距离为h”；测杆探头3处于初始位置时下表面与试件底座2上表面的距离为一定值，设为h’，则马歇尔试件1的高度为h’- h”，通过机座5左侧面板高度显示器25中的单值显示窗26显示出马歇尔试件1的高度值。

试件底座2固定于测杆9下方的机座5上，试件底座2的高度与制作马歇尔试件1的试模30底座高度相等，以保证马歇尔试件1下表面与试件底座2上表面的充分接触。试件底座2的上表面上设置有多个温度传感器4，温度传感器4通过伸缩弹簧固定在机座5上，且温度传感器4高出试件底座2一定的高度，以保证温度传感器4与马歇尔试件的下表面紧密的接触，更加精确的测量马歇尔试件1的温度，通过取多个温度传感器4的平均值，即可获取马歇尔试件1温度的准确值。所示机座5上设置有电源线17，电源线17的末端连接有电源插头18；机座5的下表面上固定有多个调平螺旋7。

如图3所示，给出了本实用新型中机座左侧面板的结构示意图，所示机座5左侧的面板上设置有温度显示器24、高度显示器25和电源开关6，温度显示器24用于显示马歇尔试件1的温度值，高度显示器25由单值显示窗26和平均值显示窗27组成，单值显示窗26用于显示当前或最近一次测量的马歇尔试件1的高度值，平均值显示窗27用于显示多次测量高度的平均值。机座5上还设置有水准气泡23，通过观察水准气泡23中气泡的位置，可标示机座5是否处于水平状态，配合调平螺旋7，可实现机座5的调平。所示试件底座2的两侧均设置有半圆底座20，半圆底座20下方的机座5上设置有滑道19，通过改变半圆底座20在滑道19上的位置，可实现对大小马歇尔试件的高度和温度的测量。

所述的测杆9与位移传感器11实则是一个电子游标卡尺，测杆9是标有刻度的主尺，精确到1mm，可以向下移动，位移传感器11是设有10个等分刻度的游标，精确到0.1mm，固定在伸缩支架14上端，当测杆探头3下落到马歇尔试件1的上表面时，位移传感器11中记录的位移值精度为0.1mm，保证了测量精度，减小了试验误差。

如图4所示，给出了本实用新型中中心轴与伸缩套筒连接部位的结构图，所示立柱8的上端设置有中心轴28，中心轴28的外围设置有可进行转动的圆环连接器16，伸缩套筒15焊接于圆环连接器16上，圆环连接器16上设置有第一固定螺栓21，松动第一固定螺栓21，可使圆环连接器16绕中心轴28进行转动；拧紧第一固定螺栓21，可使圆环连接器16固定于中心轴28上。伸缩套筒15上设置有第二固定螺栓22，通过松动第二固定螺栓22，可使伸缩支架14在伸缩套筒15中进行伸缩；通过拧紧第二固定螺栓，可实现伸缩支架14与伸缩套筒15之间的固定。

如图5所示，给出了本实用新型中测杆探头与测杆连接部位的结构图，所示测杆9的下端设置有测杆探头3，测杆探头3通过螺纹29固定于测杆9的下端，以方便测杆探头3的拆卸和更换。该种设计的优势在于充分考虑了由于沥青混合料的级配不同，导致马歇尔试件1孔隙率不同，防止使用直径较小的探头，落入孔隙率较大的马歇尔试件空隙中，产生误差。此外，还考虑到沥青混合料倒入试模内时由于分布不均匀而造成试件高度不均匀的情况，选择直径不同的测杆探头，提高测量精度。

本实用新型的用于测量马歇尔试件高度和温度的试验装置的测量方法，通过以下步骤来实现：

a).机座调平，首先，通过转动调平螺旋（7）使水准气泡（23）居中，以使机座（5）处于水平位置，使得伸缩支架（14）处于水平、测杆（9）处于竖直状态；

b).装置供电，接通电源插头（18），打开电源开关（6），使试验装置处于上电状态；

c).放置试件，将击实完成后的马歇尔试件（1）放置于试件底座（2）上，此时的马歇尔试件带有试模（30）；

d).测量高度，松动第一固定螺栓（21）和第二固定螺栓（22），通过转动伸缩套筒（15）和改变伸缩支架（14）的长度，使测杆（9）处于马歇尔试件上某一位置的上方，并旋紧第一固定螺栓和第二固定螺栓；然后，按下释放按钮（12）使测杆（9）落下，此时高度显示器（25）上的单值显示窗（26）将显示所测点的马歇尔试件的高度值；

e).多点测量，通过改变伸缩套筒（15）的转动角度和伸缩支架（14）的伸缩长度，改变马歇尔试件（1）上表面的测量位置，采用与步骤d)中相同的方法，获取不同测量点的马歇尔试件（1）的高度值；此时高度显示器（25）上的单值显示窗（26）将显示最近一次测量的高度值，平均值显示窗（27）将显示多次测量的马歇尔试件高度的平均值；

f).测量温度，马歇尔试件（1）放置于试件底座（2）上之后，随着马歇尔试件（1）与试件底座（2）之间的热传导趋于稳定，温度显示器（24）上最终会显示稳定的温度值，该温度值即为马歇尔试件（1）的温度值；

g).最后关闭电源开关（6），拔下电源插头（18），取下马歇尔试件（1）即可。

步骤c)中，如果放置的是小马歇尔试件，两半圆底座（20）通过滑道（19）移动至外侧而由试件底座（2）对小马歇尔试件支撑即可；如果放置的是大马歇尔试件，两半圆底座（20）通过滑道（19）移动至内侧与试件底座（2）共同实现对大马歇尔试件的支撑和定位。