一种可调高度的沥青混合料磨耗层加铺试件成型模具的制作方法

本实用新型涉及沥青混合料磨耗层加铺试件成型技术领域，特别是涉及一种可调高度的沥青混合料磨耗层加铺试件成型模具。

背景技术：

近些年，我国高速公路建设蓬勃发展，与此同时，很多高速公路沥青路面在长期服役过程中，暴露出来一些比较严重的技术问题，由于沥青具有明显的流变特性，其强度、可靠度和稳定性有别于其他材料，在行车荷载和环境因素的共同作用下，沥青里面早期破坏严重，不仅造成直接的经济损失，影响人们的出行安全。

公路沥青路面早期损坏主要表现为水损、车辙、裂缝、松散、泛油、磨光等等，在人们安全意识和安全要求逐步提高的情况下，路表构造的磨光被普遍认为是最为严重的病害。沥青路面在服役一段时间后，路表面构造深度大幅衰减，影响车辆的行驶安全性。车辙病害危害也较大，路面车辙严重影响行车舒适性及安全性，而且轮迹带沉陷区域容易开裂导致水损，加速道路结构的破坏。

目前，采用超薄磨耗层可以有效改善旧路面的表面功能和使用性能，延长路面使用寿命、改善行驶质量、校正表面缺陷、提高安全特性包括抗滑性与排水性、降低噪音等。另外超薄磨耗层也可用于新建公路的表面磨耗层，具有行车安全舒适、路面排水迅速、消除雨天行车溅起的水雾、降低路面行驶噪声，节约养护和建设成本的优势。超薄磨耗层养护技术，是落实节能减排、低碳环保的一项重要举措，已经逐渐发展成为一种很有前途的高等级公路养护罩面型式。国外高速公路磨耗层一般厚度为15～40mm，近年来随着隧道路面与桥面等特殊路段铺装的需求，出现了厚度为8～12mm的新型超薄磨耗层，能够减少对隧道标高、桥面荷载等特殊路段的影响，大幅度改善行车舒适性。

由于磨耗层厚度较薄，其受外界环境、车辆荷载直接作用，因此对混合料的性能要求很高。目前磨耗层混合料试验主要为成型标准马歇尔试件(圆柱体，直径101.6mm，高度63.5mm)和车辙板试件(300mm×300mm×50mm)，评价其水稳定性、高温稳定性、低温抗裂性、抗滑性能等混合料性能指标。然而，实际路面上的磨耗层常出现脱皮与滑移破坏，成为薄层罩面，尤其是“白加黑”路面的典型破坏模式。

目前主要在路面现场进行层间剪切与拉拔试验，评价薄层罩面与原路面的层间粘结强度。对于通车路段往往需要封闭交通，试验时间周期长，操作复杂，仪器笨重，安全隐患大，需要寻求可以室内进行模拟的试验装置。由于试验室主要为标准的50mm高试模，难以满足路面多层不同厚度磨耗层成型的试验需求，为了应对不同厚度磨耗层路面的加铺试验，需要生产几十上百种不同高度模具，且难以精确控制加铺层成型厚度，试验费用高、模具利用率低下，且占用大量室内空间。

而且现有的车辙板模具为标准50mm高，长300mm×宽300mm的尺寸，为了保证试件压实度，通常需要填满沥青混合料进行碾压成型。如何在成型后的车辙板试件上进行超薄磨耗层加铺，一直是室内试验亟需解决的问题。通常，实验人员通过两种方案解决：

方案一：成型较薄的下面层试件；根据磨耗层厚度尺寸h1，以标准车辙板试件尺寸50mm减去h1，作为下面层试件设计厚度，按照比例配置对应重量的混合材料，压实成型后在其表面涂刷粘层油，并配料成型加铺层试件。对于厚度较小(10mm以内)的磨耗层，该方法有一定可行性，厚度较大时，下面层结构削减过多，影响其结构强度，且下面层压实度难以保证。

方案二：先成型标准50mm厚的下面层混合料试件，然后在其表面涂刷粘层油，配置磨耗层混合材料，在成型设备上进行无侧限碾压成型。由于边部没有挡板，薄层混合料在碾压过程中边部容易松散掉粒，需要人工后期补料与击实。对于厚度较小(10mm以内)的磨耗层，边部掉粒较少，当厚度较大时，边部崩角严重，且压实度不足，加铺层厚度难以保证。

因此，由于模具的制约，传统的成型方法一方面难以有效控制不同磨耗层成型高度，另一方面，难以保证磨耗层成型的边部压实度与结构完整性。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种可调高度的沥青混合料磨耗层加铺试件成型模具，以解决上述现有技术存在的问题，通过不同高度的模具组合，可以成型任意厚度的沥青混凝土试件和加铺磨耗层复合板试件，模具重复利用率高，适用范围广。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型提供一种可调高度的沥青混合料磨耗层加铺试件成型模具，包括侧模、底板和活动板；所述底板设置于所述侧模的底端，所述活动板位于所述侧模内，并位于所述底板的上方；所述底板上还设置有微型顶撑装置，用于带动所述活动板沿所述侧模的内壁上下移动。

优选的，所述侧模采用回字形钢板制成。

优选的，所述底板的上方中部设置有互相垂直的第一横隔板和第二横隔板，将所述底板平均分为四个区域，四个区域内均设置有一个所述微型顶撑装置。

优选的，所述侧模的内壁四个角位置处标有刻度尺，所述刻度尺的零刻度线为所述侧模的顶面。

优选的，所述微型顶撑装置包括支撑板、第一支撑臂、第二支撑臂、致动器、固定套筒、丝杆和调节螺母；所述第一支撑臂的两端分别与所述支撑板和致动器铰接，所述第二支撑臂的两端分别与支撑板和固定套筒铰接；所述固定套筒与所述第一横隔板焊接，所述致动器安装于所述丝杆上，所述丝杆的一端设置所述调节螺母，另一端与所述固定套筒连接。

优选的，所述侧模的两侧壁上还设置有预留圆孔，用于使所述丝杆通过。

优选的，所述侧模的前后两侧设置有把手。

本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

(1)通过模具底部设置的微型顶撑装置可以调节模具内壁的高度尺寸，适用于成型不同高度的磨耗层加铺试件；

(2)模具底部划分了四个区域，分别在中部设置4个微型顶撑装置，能够提供较强的支撑力，确保混合料碾压成型过程中不会发生底部活动板的变形；

(3)通过在模具内侧四个角点绘制高度刻度线，有助于试件高度的调整与测量，保证成型试件的高度误差；

(4)加铺的磨耗层成型后，通过转动调节螺母，可以方便试件的顶推脱模，无需人工暴力敲打，破坏模具侧板与试件的棱角。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型沥青混合料磨耗层加铺试件成型模具示意图；

图2为本实用新型底板布置图；

图3为本实用新型微型顶撑装置示意图；

其中，1为侧模，2为活动板，3为底板，4为第一横隔板，5为第二横隔板，6为刻度尺，7为预留圆孔，8为把手，9为微型顶撑装置，10为支撑板，11为第二支撑臂，12为第一支撑臂，13为固定套筒，14为致动器，15为调节螺母，16为丝杆。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供一种可调高度的沥青混合料磨耗层加铺试件成型模具，以解决上述现有技术存在的问题，通过不同高度的模具组合，可以成型任意厚度的沥青混凝土试件和加铺磨耗层复合板试件，模具重复利用率高，适用范围广。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

实施例一

如图1-3所示，本实施例提供一种可调高度的沥青混合料磨耗层加铺试件成型模具，包括侧模1、底板3和活动板2。

在本实施例中，侧模1为回字形钢板，内壁尺寸为300mm×300mm，高度为80～120mm，侧模1厚为10mm。侧模1内壁四个角位置标有刻度尺6，零刻度线为顶面，成型试件时，可以通过刻度线直接测出试件高度值。侧模1的两侧预留了4个直径10mm的预留圆孔7，主要为后边的微型顶撑装置9的丝杆16提供安装位置。侧模1的前后两边设置了把手8，方便人工搬动试件。

在本实施例中，活动板2为试件成型时的底连接板，即试件底部与活动板2直接接触，活动板2为5mm厚的钢板，长300mm，宽300mm，可以在侧模1内壁上下移动，以改变试件成型的高度。

在本实施例中，底板3为320mm×320mm×10mm的钢板，底板3上设置了钢筋焊接的第一横隔板4与第二横隔板5，两个横隔板的截面为5mm×5mm的正方形，长度为300mm，把底板3平均分为a、b、c、d这4个区域。底板3在活动板2的正下方，底板3上的a、b、c、d四个区域分别设置4个微型顶撑装置9，微型顶撑装置固定在四个区域中部，通过支撑板10与活动板2接触，产生向上的支撑力，以使得活动板2上下移动。支撑板10为40mm×40mm的正方形，其表面平整，与顶部的活动板2紧密接触，四块支撑板10可以很好保证活动板2的支撑强度。

在本实施例中，微型顶撑装置9包括支撑板10、第一支撑臂12、第二支撑臂11、致动器14、固定套筒13、丝杆16和调节螺母15。第一支撑臂12和第二支撑臂11通过铰接与支撑板10、致动器14、固定套筒13连接，呈现三角形的形状。固定套筒13与第一横隔板4焊接，底部作为第二支撑臂11的支座。致动器14通过使第一支撑臂12以前进或后退的方式来改变支撑板10的高度。

在本实施例中，调节螺母15通过转动丝杆16，使得致动器14发生轴向移动，通过转动的圈数可以得出致动器14的前进距离，然后结合三角形勾股定理可以计算支撑板10的抬升高度：

其中，l为第一支撑臂12与第二支撑臂11为水平状态时的总长度；δl为致动器14前进的距离。

本实施例操作流程如下：

(1)首先根据所需成型的下层试件高度，通过拧动调节螺母15，升降a、b、c、d四个区域的微型顶撑装置9，使得活动板2四个角位处刻度值与试件高度值一致；

(2)倒入搅拌好的沥青混合料，并通过钢轮碾压密实，待静置冷却至50℃以下，喷洒粘层油，并涂抹均匀；

(3)根据所需成型的加铺层设计厚度，反方向转动调节螺母15，使得已成型的沥青混凝土板下降，待其顶面位置的刻度值与加铺层设计厚度值一致时，固定调节螺母15；

(4)倒入备好的加铺层沥青混合料，重复第(2)步骤，碾压成型好加铺磨耗层复合试件；

(5)静置冷却至50℃以下，可以通过转动调节螺母15，顶升复合试件，并轻敲边部进行试件的脱模。

本实用新型通过不同高度的模具组合，可以成型任意厚度的沥青混凝土试件和加铺磨耗层复合板试件，模具重复利用率高，适用范围广；而且可以模拟路面现场开展室内不同试件的加铺磨耗层层间粘结性能试验，试验劳动强度小，试验环境安全，试验结果稳定可靠，试件成型过程简单便捷。

本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。