一种钢桥面铺装层复合梁试件疲劳试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种钢桥面铺装层复合梁试件疲劳试验装置。该装置包括：成型模具及试验工装；成型模具包括：成型底板、首挡板、尾挡板；成型底板上具有若干矩形孔，成型底板的厚度与钢桥面铺装层复合梁钢板厚度一致；试验工装包括：底板、位于底板顶面两端的试件支撑点和位于试件支撑点外侧的限位围挡；底板中间具有成对的对称设置的限位孔；限位孔能够容纳螺栓穿过。本实用新型专利技术提供的钢桥面铺装层复合梁试件疲劳试验装置能够模拟钢桥面铺装层真实受力状况，同时成型工艺简单，试验简便易行；降低了铺装层疲劳特性试验中对材料、机具、试验设备、人员操作水平的苛刻要求，有利于铺装层疲劳特性试验的推广应用。

【技术实现步骤摘要】
一种钢桥面铺装层复合梁试件疲劳试验装置
本技术涉及一种钢桥面铺装层复合梁试件疲劳试验装置，属于道路工程

技术介绍
重复荷载作用下的疲劳开裂破坏是我国钢桥面铺装层病害的主要形式，铺装层材料的疲劳特性也是我国道路界研究的一个重要方向。传统铺装层疲劳开裂试验法方法成型工艺复杂，试验设备要求高，难以大规模推广应用。
技术实现思路
本技术要解决技术问题是：克服上述技术的缺点。提供一种可以模拟钢桥面铺装层实际受力状态的简便试验装置。为了解决上述技术问题，本技术提出的技术方案是：一种钢桥面铺装层复合梁试件疲劳试验装置，包括：成型模具及试验工装；所述成型模具包括：成型底板、首挡板、尾挡板；所述首挡板和尾挡板能够拼装成具有矩形槽的模具，所述矩形槽内能够容纳所述成型底板；所述成型底板上具有若干矩形孔，所述成型底板的厚度与钢桥面铺装层复合梁钢板厚度一致；所述试验工装包括：底板、位于所述底板顶面两端的试件支撑点和位于所述试件支撑点外侧的限位围挡；所述底板中间具有成对的对称设置的限位孔；所述限位孔能够容纳螺栓穿过。上述方案进一步的改进在于：所述成型底板表面具有平行间隔设置的5个所述矩形孔；所述矩形孔间隔5mm设置；所述矩形孔的长为250mm，宽为50mm。上述方案进一步的改进在于：所述试件支撑点呈半圆柱形。上述方案进一步的改进在于：所述首挡板和尾挡板上均具有拉手。本技术提供的钢桥面铺装层复合梁试件疲劳试验装置能够模拟钢桥面铺装层真实受力状况，同时成型工艺简单，试验简便易行；降低了铺装层疲劳特性试验中对材料、机具、试验设备、人员操作水平的苛刻要求，有利于铺装层疲劳特性试验的推广应用，使得研究人员对铺装层受力及开裂机理的研究更为广泛和深入，对于钢桥面铺装材料的选择、改进、研发等科研及工程应用领域，均具有十分重要的意义。附图说明下面结合附图对本技术作进一步说明。图1是本技术实施例的一个优选的实施例中成型底板结构示意图。图2是本技术实施例的一个优选的实施例中首挡板与尾挡板结构示意图。图3是本技术实施例的一个优选的实施例中试验工装结构示意图。图4是图3使用状态结构示意图。具体实施方式实施例本实施例的钢桥面铺装层复合梁试件疲劳试验装置，如图1至图3所示，包括：成型模具及试验工装。其中如图1和图2，成型模具包括：成型底板、首挡,7、尾挡板8；首挡板7和尾挡板8能够拼装成具有矩形槽的模具，矩形槽内能够容纳成型底板；成型底板上具有平行间隔设置的5个矩形孔；矩形孔间隔5mm；矩形孔的长为250mm，宽为50mm；成型底板的厚度与钢桥面铺装层复合梁钢板厚度一致，为6mm。为了便于脱模，首挡板7和尾挡板9上均具有拉手。如图3，试验工装包括：底板3、位于底板3顶面两端的试件支撑点1和位于试件支撑点1外侧的限位围挡2；底板3中间具有一对限位孔4；限位孔4以底板3的中心呈对称布置；限位孔能够容纳螺栓穿过；试件支撑点1呈半圆柱形。本实施例的钢桥面铺装层复合梁试件疲劳试验装置具体使用方法如下：首先为成型底板表面包裹一层薄膜材料，避免黏结层或铺装层材料黏附于其上，影响脱模。而后，将5块尺寸为250mm×50mm×6mm的复合梁钢板嵌入成型底板的矩形孔之中，再整体放入首挡板7和尾挡板8所拼成的模具之中；复合梁钢板外露的上表面刷涂黏结层材料。将拌合好的桥面铺装层材料倒入首挡板7和尾挡板8所拼成的模具内，按照现有的车辙板试件成型方法，利用碾压工艺成型试件。到达养生期后，进行试件脱模，首先拆下首挡板7和尾挡板8，而后拆下成型底板。将表面黏附有5块钢板的铺装层试件沿钢板边缘切割成5块复合梁试件，完成复合梁试件的成型总过程。之后，通过穿过限位孔4的螺栓将试验工装与加载设备可靠固定连接；将复合梁试件放置于试件支撑点1之上，如图4所示，放置时，复合梁钢板5在上，铺装层6在下。如此，既可以进行试验，试验中，应注意以下几个问题。1、试验加载力计算：由于车辆实际荷载作用超过了UTM设备的加载力上限，因此本实施例中的试验装置通过削减复合梁钢板5及铺装层6的厚度方式来降低复合梁试件的刚度，从而使得在较小加载力作用下铺装层表面能够产生与实际情况相一致的力学响应。为控制复合梁试件铺装层表面力学响应水平，便必须依照实际铺装层力学响应，对试验中所需加载力进行换算。利用三维有限元软件对复合梁试件进行建模，通过有限元分析其铺装层表面产生与实际铺装层相当的应力应变水平时所需的加载力。准确的计算试验所需的加载力是疲劳开裂试验成功与否的关键。2、疲劳开裂试验保温：根据桥面铺装层实际所处环境，利用环境箱对整套试验装置及复合梁试件进行保温，使其温度维持在某一水平，正常保温时间为4个小时。3、疲劳试验加载：试验动态荷载频率为10Hz，模拟车速为速为60km/h的行车荷载，试验温度与试验荷载可以根据具体环境温度与车辆荷载的特征进行调整。4、复合梁试件观测：对试验过程中的复合梁试件的状态通过各种手段，如位移观测、应变片观测以及DIC数字图像处理等技术手段，对复合梁试件的铺装层6的技术状态、裂缝的产生与扩展过程进行直接或间接的观测，同时根据铺装层6裂缝达到不同状态时的荷载作用次数，预测并评价铺装层的开裂疲劳寿命。本实施例提供的饿试验装置能够充分利用沥青混合料常规车辙板成型模具及碾压设备成型钢桥面铺装层复合梁试件，使得铺装层试件的成型工艺与实际铺装层施工工艺保持高度一致。同时，围绕该试件，设计了简便易行的钢桥面铺装层复合梁试件疲劳试验工装，实现了室内试验对钢桥面变形特点及铺装层力学响应的合理仿真模拟。成型及试验流程逻辑缜密，成型模具与试验装置简便实用，方法合理易行，结果稳定可靠。该成型模具及试验工装能够合理模拟铺装层表面在车辆荷载作用下的受力状况，从而为实验室内评价铺装层的实际抗裂性能，预测铺装层疲劳寿命，提供了一种科学合理且简便易行的试验方法。对工程应用中铺装层材料的选择，科研活动中铺装层材料的改进与研发，均具有十分重要的作用。本技术不局限于上述实施例所述的具体技术方案，除上述实施例外，本技术还可以有其他实施方式。凡采用等同替换形成的技术方案，均为本技术要求的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢桥面铺装层复合梁试件疲劳试验装置，其特征在于，包括：成型模具及试验工装；所述成型模具包括：成型底板、首挡板、尾挡板；所述首挡板和尾挡板能够拼装成具有矩形槽的模具，所述矩形槽内能够容纳所述成型底板；所述成型底板上具有若干矩形孔，所述成型底板的厚度与钢桥面铺装层复合梁钢板厚度一致；所述试验工装包括：底板、位于所述底板顶面两端的试件支撑点和位于所述试件支撑点外侧的限位围挡；所述底板中间具有成对的对称设置的限位孔；所述限位孔能够容纳螺栓穿过。

【技术特征摘要】
1.一种钢桥面铺装层复合梁试件疲劳试验装置，其特征在于，包括：成型模具及试验工装；所述成型模具包括：成型底板、首挡板、尾挡板；所述首挡板和尾挡板能够拼装成具有矩形槽的模具，所述矩形槽内能够容纳所述成型底板；所述成型底板上具有若干矩形孔，所述成型底板的厚度与钢桥面铺装层复合梁钢板厚度一致；所述试验工装包括：底板、位于所述底板顶面两端的试件支撑点和位于所述试件支撑点外侧的限位围挡；所述底板中间具有成对的对称设置的限位...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵岩荆，蒋玲，周岚，
申请(专利权)人：南京交通职业技术学院，
类型：新型
国别省市：江苏,32