一种可调混凝土层间结合厚度的成型模具及其试验方法与流程

本发明属于交通运输工程中公路工程技术领域，具体涉及一种可调混凝土层间结合厚度的成型模具及其试验方法。

背景技术

道路工程中路面结构采用分层铺筑，层与层之间通常采用粘结料做处理，然而现有层间结合能力的理论研究和实践研究尚不完善，导致大量路面由于层间结合的选材和设计不当而过早破坏。因此，增加层间结合能力，改善层间结合效果，并对层间结合效果进行正确评价是必不可少的。

现阶段针对层间粘结料结合性能测试的室内试验，一般是不同混凝土结构层单独制备完成后，涂抹层间结合料，将各个结构层材料粘结起来，这与层间结合料和混凝土结构层同时进行铺筑和养护的实际工程不符，很难做到精确控制结合料的厚度，并且为满足试验设备的尺寸，通常还需对试件进行切割处理，在一定程度上对层间结合性能产生扰动，从而影响层间结合料粘结能力的评价结果，因此，为了便于层间结合料与混凝土结构层一体化成型，符合实际工程要求，精确控制混凝土结构层间的粘结料厚度，评价不同种类和厚度层间粘结料的结合能力，亟需研发一种可调混凝土层间结合厚度的成型模具及其试验方法。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种可调混凝土层间结合厚度的成型模具及其试验方法，通过人工加入不同混凝土混合料，精确控制不同混凝土材料和层间结合料的厚度，保持各个结构层材料尺寸的统一，能够简便、快速的实现层间结合料与混凝土结构层的一体化成型，同时便于拆装试件，最大限度避免人为因素对层间结合能力的扰动，从而可以准确反映出路面材料层间的结合能力。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种可调混凝土层间结合厚度的成型模具，包括底座；

在底座上两边对称位置处分别固定设置有固定块和反力架；

反力架包括固定在底座上的架体和设于架体上的多个反力螺丝；

在底座上放置有矩形模具边框；矩形模具边框的长边边框和短边边框为可拆卸式连接；

矩形模具边框内设有调节厚度钢板，且调节厚度钢板所在平面与长边边框所在平面相垂直；调节厚度钢板可相对长边边框滑动，调节厚度钢板的底边与底座上表面相接触；

矩形模具边框位于固定块和反力架之间，且反力螺丝的轴向与长边边框所在平面相垂直；

在一个短边边框的内侧设有一块推进板，且在该短边边框上设有内螺纹孔，调节螺杆的一端穿过内螺纹孔与推进板固定相连；

推进板的左右两侧分别与两个长边边框相接触，底边与底座上表面相接触，高度不小于矩形模具边框的高度。

进一步，优选的是，所述的底座为矩形。

进一步，优选的是，长边边框的两端均设有第一凹槽，短边边框的两边分别卡接于两个长边边框的第一凹槽中。

进一步，优选的是，长边边框的两端均设有通孔，且在长边边框位于通孔的内侧设有第一凹槽，短边边框的两边分别卡接于两个长边边框的第一凹槽中；短边边框的外侧壁的左右两边设有分别设有一个第二凹槽，固定螺母的一侧固定在第二凹槽中；调节螺丝有四个；调节螺丝穿过通孔后，与相邻最近的固定螺母螺纹连接。

进一步，优选的是，长边边框的内侧壁的上边缘处设有凸楞，调节厚度钢板的左右两端设有与凸楞位置形状相匹配的第三凹槽，调节厚度钢板通过第三凹槽、凸楞相匹配与矩形模具边框相连。

进一步，优选的是，底座上设有多个调平螺栓。

进一步，优选的是，底座上设有4个调平螺栓，分别对称设有底座的四角。

进一步，优选的是，调节厚度钢板有多块，每块的厚度为2mm。优选有5块。

进一步，优选的是，两个短边边框之间的距离为160mm；两个长边边框之间的距离为75mm；矩形模具边框的高度为30mm。

一种可调混凝土层间结合厚度的层间结合料粘结能力的试验方法，采用上述可调混凝土层间结合厚度的成型模具，步骤如下：

将矩形模具边框的内壁和底座涂抹上脱模油，同时保持底座水平，通过固定块和反力架将矩形模具边框固定在底座上；

根据实验设计厚度，将调节厚度钢板放入矩形模具边框中，不放置则为无层间结合料；

通过使用调节螺杆调节推进板，使得调节厚度钢板两侧形成的试件模具尺寸相同，然后在调节厚度钢板两侧形成的试件模具中成型第一混凝土试块和第二混凝土试块，之后拔出调节厚度钢板，采用层间结合料填充调节厚度钢板所在位置的空间，并保持层间结合料填充高度与第一混凝土试块、第二混凝土的高度齐平，得到试件；

最后将整个试件连带模具放置在20℃±5℃、湿度大于50%的条件下静置12h以上，然后通过固定块和反力架将矩形模具边框从底座上取下，并将矩形模具边框拆除，将整个试件放入标准养护室内进行养护，之后进行测试。

本发明与现有技术相比，其有益效果为：

目前在室内试验中对于路面混凝土层间结合料性能测试还没有完善的试验设备，一般是混凝土结构层单独制备完成后，涂抹层间结合料，将各个结构层材料粘结起来，无法精确控制控制结合料的厚度。同时，为满足试验设备的尺寸，通常还需对试件进行切割处理，避免不了对层间结合料产生扰动作用。

本发明提供一种可调混凝土层间结合厚度的成型模具及其试验方法，能够简便、快速的实现层间结合料与混凝土结构层的一体化成型，精确控制不同混凝土材料和层间结合料的厚度，并保持各个结构层材料尺寸的统一，使得层间结合料两侧的试件尺寸均为75mm*75mm*30mm，成型完成后整体试件最大尺寸长、宽、高分别为160mm*75mm*30mm。同时便于拆装试件，最大限度避免人为因素对层间结合能力的扰动，从而可以准确反映出路面材料层间的结合能力，为工程提供有效的参考数据。

附图说明

图1为本发明可调混凝土层间结合厚度的成型模具的结构示意图；

图2为单块调节厚度钢板同时使用时的结构示意图；

图3为多块调节厚度钢板同时使用时的结构示意图；

图4为调节厚度钢板的主视图；

其中，1、底座；2、调节厚度钢板；3、矩形模具边框；4、调节螺丝；5、固定螺母；6、推进板；7、调节螺杆；8、调平螺栓；9、固定块；10、反力架；11、第一混凝土试块区域；12、第二混凝土试块区域；13、架体；14、反力螺丝；15、长边边框；16、短边边框；17、第一凹槽；18、第二凹槽；19、第三凹槽。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。

本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用材料或设备未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。术语“内”、“上”、“下”等指示的方位或状态关系为基于附图所示的方位或状态关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“设有”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。术语“内”、“上”、“下”等指示的方位或状态关系为基于附图所示的方位或状态关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“设有”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

实施例1

如图1所示，一种可调混凝土层间结合厚度的成型模具，包括底座1；

在底座1上两边对称位置处分别固定设置有固定块9和反力架10；

反力架10包括固定在底座1上的架体13和设于架体13上的多个反力螺丝14；

在底座1上放置有矩形模具边框3；矩形模具边框3的长边边框15和短边边框16为可拆卸式连接，对于具体的连接方式没有特殊限制；

矩形模具边框3内设有调节厚度钢板2，且调节厚度钢板2所在平面与长边边框15所在平面相垂直；调节厚度钢板2可相对长边边框15滑动，调节厚度钢板2的底边与底座1上表面相接触；即调节厚度钢板2把矩形模具边框3内分成了左右两个区域；

矩形模具边框3位于固定块9和反力架10之间，且反力螺丝14的轴向与长边边框15所在平面相垂直；这样设置，矩形模具边框3可通过固定块9和反力架10固定在底座1上；

在一个短边边框16的内侧设有一块推进板6，且在该短边边框16上设有内螺纹孔，调节螺杆7的一端穿过内螺纹孔与推进板6固定相连；

推进板6的左右两侧分别与两个长边边框15相接触，底边与底座1上表面相接触，高度不小于矩形模具边框3的高度；通过调节螺杆7可调节推进板6前进后退的距离；从而改变试件的尺寸。

一种可调混凝土层间结合厚度的层间结合料粘结能力的试验方法，采用上述可调混凝土层间结合厚度的成型模具，步骤如下：

将矩形模具边框的内壁和底座涂抹上脱模油，同时保持底座水平，通过固定块和反力架将矩形模具边框固定在底座上；

根据实验设计厚度，将调节厚度钢板放入矩形模具边框中，不放置则为无层间结合料；

通过使用调节螺杆调节推进板，使得调节厚度钢板两侧形成的试件模具尺寸相同，然后在调节厚度钢板两侧形成的试件模具中成型第一混凝土试块和第二混凝土试块，之后拔出调节厚度钢板，采用层间结合料填充调节厚度钢板所在位置的空间，并保持层间结合料填充高度与第一混凝土试块、第二混凝土的高度齐平，得到试件；

最后将整个试件连带模具放置在20℃±5℃、湿度大于50%的条件下静置12h以上，然后通过固定块和反力架将矩形模具边框从底座上取下，并将矩形模具边框拆除，将整个试件放入标准养护室内进行养护，之后进行测试。

实施例2

如图1所示，一种可调混凝土层间结合厚度的成型模具，包括底座1；所述的底座1为矩形；

在底座1上两边对称位置处分别固定设置有固定块9和反力架10；

反力架10包括固定在底座1上的架体13和设于架体13上的多个反力螺丝14；

在底座1上放置有矩形模具边框3；矩形模具边框3的长边边框15和短边边框16为可拆卸式连接；具体为：长边边框15的两端均设有第一凹槽17，短边边框16的两边分别卡接于两个长边边框15的第一凹槽17中；

矩形模具边框3内设有调节厚度钢板2，且调节厚度钢板2所在平面与长边边框15所在平面相垂直；调节厚度钢板2可相对长边边框15滑动，调节厚度钢板2的底边与底座1上表面相接触；矩形模具边框3与调节厚度钢板2具体的连接方式在此没有限制，只要能实现其功能即可；

矩形模具边框3位于固定块9和反力架10之间，且反力螺丝14的轴向与长边边框15所在平面相垂直；

在一个短边边框16的内侧设有一块推进板6，且在该短边边框16上设有内螺纹孔，调节螺杆7的一端穿过内螺纹孔与推进板6固定相连；

推进板6的左右两侧分别与两个长边边框15相接触，底边与底座1上表面相接触，高度不小于矩形模具边框3的高度。

底座1上设有多个调平螺栓8，便于在不是水平的操作台上调节底座至水平。

一种可调混凝土层间结合厚度的层间结合料粘结能力的试验方法，采用上述可调混凝土层间结合厚度的成型模具，步骤如下：

将矩形模具边框的内壁和底座涂抹上脱模油，同时保持底座水平，通过固定块和反力架将矩形模具边框固定在底座上；

根据实验设计厚度，将调节厚度钢板放入矩形模具边框中，不放置则为无层间结合料；

通过使用调节螺杆调节推进板，使得调节厚度钢板两侧形成的试件模具尺寸相同，然后在调节厚度钢板两侧形成的试件模具中成型第一混凝土试块和第二混凝土试块，之后拔出调节厚度钢板，采用层间结合料填充调节厚度钢板所在位置的空间，并保持层间结合料填充高度与第一混凝土试块、第二混凝土的高度齐平，得到试件；

最后将整个试件连带模具放置在20℃±5℃、湿度大于50%的条件下静置12h以上，然后通过固定块和反力架将矩形模具边框从底座上取下，并将矩形模具边框拆除，将整个试件放入标准养护室内进行养护，之后进行测试。

实施例3

如图1所示，一种可调混凝土层间结合厚度的成型模具，包括底座1；所述的底座1为矩形；

在底座1上两边对称位置处分别固定设置有固定块9和反力架10；

反力架10包括固定在底座1上的架体13和设于架体13上的多个反力螺丝14；

在底座1上放置有矩形模具边框3；矩形模具边框3的长边边框15和短边边框16为可拆卸式连接；具体为：长边边框15的两端均设有通孔，且在长边边框15位于通孔的内侧设有第一凹槽17，短边边框16的两边分别卡接于两个长边边框15的第一凹槽17中；短边边框16的外侧壁的左右两边设有分别设有一个第二凹槽18，固定螺母5的一侧固定在第二凹槽18中；调节螺丝4有四个；调节螺丝4穿过通孔后，与相邻最近的固定螺母5螺纹连接；

矩形模具边框3内设有调节厚度钢板2，且调节厚度钢板2所在平面与长边边框15所在平面相垂直；调节厚度钢板2可相对长边边框15滑动，调节厚度钢板2的底边与底座1上表面相接触；其中，长边边框15的内侧壁的上边缘处设有凸楞，调节厚度钢板2的左右两端设有与凸楞位置形状相匹配的第三凹槽19，调节厚度钢板2通过第三凹槽19、凸楞相匹配与矩形模具边框3相连；

矩形模具边框3位于固定块9和反力架10之间，且反力螺丝14的轴向与长边边框15所在平面相垂直；

在一个短边边框16的内侧设有一块推进板6，且在该短边边框16上设有内螺纹孔，调节螺杆7的一端穿过内螺纹孔与推进板6固定相连；

推进板6的左右两侧分别与两个长边边框15相接触，底边与底座1上表面相接触，高度不小于矩形模具边框3的高度。

底座1上设有4个调平螺栓8，分别对称设有底座1的四角。

一种可调混凝土层间结合厚度的层间结合料粘结能力的试验方法，采用上述可调混凝土层间结合厚度的成型模具，步骤如下：

将矩形模具边框的内壁和底座涂抹上脱模油，同时保持底座水平，通过固定块和反力架将矩形模具边框固定在底座上；

根据实验设计厚度，将调节厚度钢板放入矩形模具边框中，不放置则为无层间结合料；

通过使用调节螺杆调节推进板，使得调节厚度钢板两侧形成的试件模具尺寸相同，然后在调节厚度钢板两侧形成的试件模具中成型第一混凝土试块和第二混凝土试块，之后拔出调节厚度钢板，采用层间结合料填充调节厚度钢板所在位置的空间，并保持层间结合料填充高度与第一混凝土试块、第二混凝土的高度齐平，得到试件；

最后将整个试件连带模具放置在20℃±5℃、湿度大于50%的条件下静置12h以上，然后通过固定块和反力架将矩形模具边框从底座上取下，并将矩形模具边框拆除，将整个试件放入标准养护室内进行养护，之后进行测试。

实施例4

如图1和图4所示，一种可调混凝土层间结合厚度的成型模具，包括底座1；所述的底座1为矩形；

在底座1上两边对称位置处分别固定设置有固定块9和反力架10；

反力架10包括固定在底座1上的架体13和设于架体13上的多个反力螺丝14；

在底座1上放置有矩形模具边框3；矩形模具边框3的长边边框15和短边边框16为可拆卸式连接；具体为：长边边框15的两端均设有通孔，且在长边边框15位于通孔的内侧设有第一凹槽17，短边边框16的两边分别卡接于两个长边边框15的第一凹槽17中；短边边框16的外侧壁的左右两边设有分别设有一个第二凹槽18，固定螺母5的一侧固定在第二凹槽18中；调节螺丝4有四个；调节螺丝4穿过通孔后，与相邻最近的固定螺母5螺纹连接；

矩形模具边框3内设有调节厚度钢板2，且调节厚度钢板2所在平面与长边边框15所在平面相垂直；调节厚度钢板2可相对长边边框15滑动，调节厚度钢板2的底边与底座1上表面相接触；其中，长边边框15的内侧壁的上边缘处设有凸楞，调节厚度钢板2的左右两端设有与凸楞位置形状相匹配的第三凹槽19，调节厚度钢板2通过第三凹槽19、凸楞相匹配与矩形模具边框3相连；

矩形模具边框3位于固定块9和反力架10之间，且反力螺丝14的轴向与长边边框15所在平面相垂直；

在一个短边边框16的内侧设有一块推进板6，且在该短边边框16上设有内螺纹孔，调节螺杆7的一端穿过内螺纹孔与推进板6固定相连；

推进板6的左右两侧分别与两个长边边框15相接触，底边与底座1上表面相接触，高度不小于矩形模具边框3的高度。

底座1上设有4个调平螺栓8，分别对称设有底座1的四角。

调节厚度钢板2有多块，每块的厚度为2mm。

两个短边边框16之间的距离为160mm；两个长边边框15之间的距离为75mm；矩形模具边框3的高度为30mm。

一种可调混凝土层间结合厚度的层间结合料粘结能力的试验方法，采用上述可调混凝土层间结合厚度的成型模具，步骤如下：

将矩形模具边框的内壁和底座涂抹上脱模油，同时保持底座水平，通过固定块和反力架将矩形模具边框固定在底座上；

根据实验设计厚度，将调节厚度钢板放入矩形模具边框中，不放置则为无层间结合料；

通过使用调节螺杆调节推进板，使得调节厚度钢板两侧形成的试件模具尺寸相同，然后在调节厚度钢板两侧形成的试件模具中成型第一混凝土试块和第二混凝土试块，之后拔出调节厚度钢板，采用层间结合料填充调节厚度钢板所在位置的空间，并保持层间结合料填充高度与第一混凝土试块、第二混凝土的高度齐平，得到试件；

最后将整个试件连带模具放置在20℃±5℃、湿度大于50%的条件下静置12h以上，然后通过固定块和反力架将矩形模具边框从底座上取下，并将矩形模具边框拆除，将整个试件放入标准养护室内进行养护，之后进行测试。

图1中，1为矩形底座，用于支撑整个试验模具，在试验过程中保持试件不发生移动。

2为调节厚度钢板，用于调节层间厚度，每块厚度为2mm，每块钢板两侧均有凹槽，便于脱模，优选一共有5块，即可调节0-10mm的层间厚度。

3为矩形模具边框，高度为30mm，两个长边边框之间宽度为75mm，用于固定控制试块的边界尺寸，在试验过程中保持试件不发生移动。包括长边边框15、短边边框16，且为可拆卸式；

4为调节螺丝，可以用来调节矩形模具边框的紧固程度，固定和拆卸试样。

5为固定螺母，配合调节螺丝，用来调节矩形模具边框的紧固程度，固定和拆卸试样。

6为推进板，用于调节第一混凝土试块区域11的混凝土尺寸，保持与第二混凝土试块区域12尺寸相同。

7为调节螺杆，用于调节推进板的前进、后退距离。

8为调平螺栓，固定在底座的四角，可以调节高度，使得整个模具保持水平，保证成型试件的平整。

9为固定块，可以将矩形模具边框3固定在底座1上，防止模具和底座发生相对移动。

10为反力架，协助固定块将矩形模具边框3固定在底座1上。

13为架体，固定在底座1上；

14为反力螺丝，旋进反力螺丝14，使得矩形模具边框3一边紧靠固定块9，另一边被反力螺丝14抵触，从而使得矩形模具边框3固定住，相对于底座1上不移动。

应用实例

采用实施例4的所述的可调混凝土层间结合厚度的成型模具，将矩形模具边框3内壁和矩形底座1涂抹上脱模油，通过调平螺栓8将矩形底座1调节水平，旋进反力螺丝并通过固定块9将矩形模具边框3固定住；

根据实验设计厚度，依次将调节厚度钢板2放入矩形模具边框3中，不放置则为无层间结合料，放置一块调节厚度钢板2为2mm的层间结合料，如图2所示，以此类推最多为10mm厚的层间结合料（即放置5块调节厚度钢板），如图3所示。

通过使用调节螺杆7调节推进板6，使得第一混凝土试块区域11和第二混凝土试块区域12内的试件尺寸相同，继而通过调节螺丝4和固定螺母5来来固定模具，使得11和12内的试件尺寸保持不变，然后在11和12内依次成型第一混凝土试块和第二混凝土试块，试验通过推进板6调节，使得两个区域的尺寸保持一致。调节后两个区域长、宽、高均为75mm*75mm*30mm；然后将第一混凝土试块和第二混凝土试块浇筑成型；

成型完成后，随即拔出调节厚度钢板2，采用层间结合料填充调节厚度钢板2所在的空间，并保持层间结合料填充高度与第一混凝土试块、第二混凝土的高度齐平，得到试件；最后将整个试件连带模具放置在试验要求的温度和湿度条件下（一般要求温度为20℃±5℃，湿度大于50%）静置一定时间，一般要求静置12h以上，然后通过固定块9和反力架10将模具从矩形底座1上取下，通过调节螺丝4和固定螺母5将矩形模具边框3拆除，将整体试块放入标准养护室内进行养护，待试验使用，进行常规测试即可。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。