本发明专利技术涉及一种沥青混合料梯形梁试件制作装置及制作方法，装置包括液压系统、压力控制系统、反力框架、试模组件；反力框架立于液压顶升杆上方，试模组件置于液压顶升杆的顶部，试模组件包括上压头、下压头、试模；试模具有一内腔，下压头位于试模的内腔底部，上压头从上面压住试模。试模组件依靠液压系统的顶升力顶在反力框架上，从而将试件挤压成型。本发明专利技术改变现有技术的碾压成型，只需拌和‑静压成型梯形梁试件‑脱模降温养护即可，制作周期短，成型试件误差小；静压成型，没有现有技术切割试件时的高频振动对试件造成的伤害。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种沥青混合料试件制作方法，尤其涉及测试沥青混合料劲度模量、弯拉疲劳等参数的梯形梁试件制作装置及其制作方法。
技术介绍
近年来，我国公路建设事业迅速发展，但是由于交通荷载的增加，路面出现的早期破坏日益严重，以致于要对路面进行频繁的维修，这不仅造成建设投资的浪费，还给正常的社会活动带来不便。分析现有沥青路面早期病害的原因，多种因素对其有影响，目前采用的路面结构类型被认为是其中主要原因之一。由于我国自高速公路修建以来，普遍采用半刚性基层沥青路面结构形式，这种结构在使用过程中容易产生结构性破坏。对于路面结构性破坏，不仅维修费用高，而且维修难度大，往往需要“开膛破肚”。因此，国际上一些国家提出了永久性沥青路面的概念，这种路面的设计寿命一般超过40年，其在使用期内，路面损坏仅发生在路表，而结构不会发生破坏，所以只需要定期对路表进行维修即可，由于不需要对结构进行维修，因此仅是表面层的“小手术”。对于永久性沥青路面，车辙是必须要重视的问题。高模量抗车辙沥青混合料具有很大的劲度，能够很好的抵抗车辙。由于高模量可减薄沥青层厚度，同时可以起到连接和扩散荷载的作用，从而保护基层。高模量沥青混合料的基本概念是使用硬质沥青，同时使用比磨耗层高的胶结料含量，大约为6％(沥青集料重量比)，通过硬质沥青获得高的模量来抵抗车辙，在相同厚度条件下，减小传递到路基的应力。富余的沥青含量增加了混合料的致密性，可提高抗疲劳性能。高模量沥青混合料在法国已经使用了20多年，取得令人瞩目的效果。国内在2010年由江苏交通科学研究院与法国道桥中心实验室合作引进这一技术。河北省交通勘察研究院2013年斥资800多万元引进了法国全套高模量沥青混合料试验设备。在评价混合料劲度模量和疲劳性能时，沥青混合料梯形梁试件的制作是最为关键的环节之一，试件制作质量的好坏将直接影响整个疲劳试验结果的准确性。而制备梯形梁试件的主要步骤包括混合料拌和、碾压和试件切割三个过程。制作小梁试件所采用的集料均经过水洗筛分，在烘箱中以(105±5)℃烘干至恒重，并按照试验要求的级配严格进行配料，所有配制好的矿料在烘箱中预热至高于拌和温度约15℃，在拌和机内的拌和规定的时间。对于需要进行短期老化的混合料，拌和均匀之后取至方盘中在烘箱中以规定的温度进行短期老化。再用轮碾成型方式进行碾压成型。碾压成型的大试块经过合适时间冷却养护至室温，进行切割制作试件。要求六个面均进行切割，以保证试件材质的均匀性。为保证试件尺寸的规格，采用高精度金刚石双面锯的切割工艺，将碾压成型后的大试块再切割成规定尺寸的梯形梁试件。目前制作过程存在的缺陷：一是制作试件周期长，效率低下，轮碾成型大试块需要4-6小时，冷却降温需要24-48小时，切割成梯形梁试件需要6-8小时；二是加工试件尺寸误差偏大，切割机锯片的误差造成试件边角不齐，虽在允许范围内，但误差偏大，影响试验精度；三是切割边角遇有软弱颗粒时，容易崩落、缺损，造成截面变小，试验受力时易应力集中；四是锯片切割试件时的高频振动会对试件内部造成伤害，影响试验准确性；五是切割试件时产生的污水、高噪音造成的环境污染；六是加工试件成本高，几十万元设备的投入、昂贵的金刚石锯片的损耗、人工、能耗等直接成本使试件制作成本很高。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺陷，本专利技术提供一种专业针对复数模量等沥青混合料梯形梁试件的制作装置及试件的制作方法。本专利技术结合装置采用新型的制作方法，从原理上改进了试件成型方式，解决了制作周期长，尺寸误差大，成型质量不好等问题。为了实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案是：一种沥青混合料梯形梁试件制作装置，其特征在于：包括液压系统、压力控制系统、反力框架、试模组件；所述液压系统包括液压顶升杆，所述反力框架立于液压顶升杆的上方，当液压顶升杆上升时能碰触到所述反力框架，所述试模组件置于所述液压顶升杆的顶部，所述试模组件包括上压头、下压头、试模；所述试模具有一内腔，所述上压头和下压头的形状与试模的内腔形状吻合，试模内腔的尺寸为(N，N+0.6mm)，上、下压头的尺寸为(N-0.6mm，N-0.1mm)，N为试件的基准尺寸；所述上压头的下表面与所述下压头的上表面的平行度为小于0.8mm。进一步讲，所述压力控制系统包括油箱，第一泵，第二泵，第一溢流阀，电磁换向阀，节流阀，液控单向阀，电液比例调速阀，第二溢流阀，第三溢流阀，形成的工作油路有三种：第一种，油箱→第一泵→电磁换向阀→节流阀→液控单向阀→液压缸→油箱构成的回路；第二种，油箱→第二泵→电液比例调速阀→液压缸→节流阀→电磁换向阀→油箱1构成的回路；第三种，油箱→第一泵→液控单向阀→液压缸→节流阀→电磁换向阀→油箱构成的回路。再进一步讲，所述电磁换向阀采用“Y”型的三位四通阀。进一步讲，所述将液压系统和压力控制系统为箱式结构，包括液压箱，液压箱里面装液压缸及阀体、管路，所述液压顶升杆伸出液压箱，所述反力框架固定于液压箱表面。进一步讲，所述反力框架包括立柱和横梁，所述试模组件上升时能够触及到所述横梁。进一步讲，所述试模由两部分结构件围成，两部分结构件之间通过紧固螺栓连接固定成一个整体；在其中的一部分结构件上设置拆模螺栓，在另一部分结构件上设置螺栓孔，开模时利用拆模螺栓旋进所述螺栓孔，顶开试模，取出试件；压模时所述拆模螺栓闲置。一种利用所述装置制作沥青混合料梯形梁试件的方法，包括如下步骤：1)确定沥青用量釆用丰度系数预估沥青用量，要求丰度系数不低于3.4；2)准备料准备沥青和集料，集料粒径在13.2mm以下；3)混合料的拌制①按照丰度系数的要求，先将沥青与集料分别称量，将沥青混合料拌和机预热至拌和温度以上10℃备用；②将集料置105℃±5℃的烘箱中烘干至恒重；③将烘干的集料按粗、细分级，在一金属盘中混合均匀，其中将0.075mm以下的集料单独放入小盆里；然后置烘箱中预热至沥青拌和温度以上约15℃备用；④拌和：将预热的集料置于拌和机中，用小铲适当混合，然后再加入需要数量的沥青，开动拌和机搅拌均匀，至混合料的压模适宜温度以上取出保存；4)压模制作①用蘸有少许黄油的棉纱擦净试模及上、下压头，并置100℃左右烘箱中加热1h备用；②将拌好的沥青混合料，用小铲适当拌和均匀，称取一个试件所需的用量；③从烘箱中取出预热的试模及上、下压头，在所述液压顶升杆上先放下压头，然后在下压头上表面垫一张吸油性小的纸，再将试模扣到下压头上；④插入温度计，至混合料中心附近，检查混合料温度，待混合料温度符合要求的压实温度后，用小铲将混合料铲入试模中，用插刀或大螺丝刀先沿周边捣，再在中间捣，捣实为准，捣后将沥青混合料表面整平，再在混合料的表面覆盖一层吸油性小的纸，然后在纸上放置上压头；⑤开启液压系统及压力控制系统，使试模组件上升，当上压头顶住横梁时，继续对试模施加压力，达到规定力值后保压一定时间，压实过程中的单位压力为600±18kPa；⑥退回液压顶升杆，将试件连同试模组件平放在平面物体上冷却至室温，再拆模。进一步讲，混合料在拌和过程中，拌和叶片插入混合料中拌和1～1.5min，暂停拌和，加入加热的0.075mm以下的细集料，继续拌和至均匀为止，总拌和时间为2-3min。进一步讲，所述混合料的压模温度为130-180℃。进一步讲，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种沥青混合料梯形梁试件制作装置，其特征在于：包括液压系统、压力控制系统、反力框架、试模组件；所述液压系统包括液压顶升杆，所述反力框架立于液压顶升杆的上方，当液压顶升杆上升时能碰触到所述反力框架，所述试模组件置于所述液压顶升杆的顶部，所述试模组件包括上压头、下压头、试模；所述试模具有一内腔，所述上压头和下压头的形状与试模的内腔形状吻合，试模内腔的尺寸为(N，N+0.6mm)，上、下压头的尺寸为(N‑0.6mm，N‑0.1mm)，N为试件的基准尺寸；所述上压头的下表面与所述下压头的上表面的平行度小于0.8mm。
【技术特征摘要】
1.一种沥青混合料梯形梁试件制作装置，其特征在于：包括液压系统、压力控制系统、反力框架、试模组件；所述液压系统包括液压顶升杆，所述反力框架立于液压顶升杆的上方，当液压顶升杆上升时能碰触到所述反力框架，所述试模组件置于所述液压顶升杆的顶部，所述试模组件包括上压头、下压头、试模；所述试模具有一内腔，所述上压头和下压头的形状与试模的内腔形状吻合，试模内腔的尺寸为(N，N+0.6mm)，上、下压头的尺寸为(N-0.6mm，N-0.1mm)，N为试件的基准尺寸；所述上压头的下表面与所述下压头的上表面的平行度小于0.8mm。2.根据权利要求1所述的沥青混合料梯形梁试件制作装置，其特征在于：所述压力控制系统包括油箱，第一泵，第二泵，第一溢流阀，电磁换向阀，节流阀，液控单向阀，电液比例调速阀，第二溢流阀，第三溢流阀，形成的工作油路有三种：第一种，油箱→第一泵→电磁换向阀→节流阀→液控单向阀→液压缸→油箱构成的回路；第二种，油箱→第二泵→电液比例调速阀→液压缸→节流阀→电磁换向阀→油箱1构成的回路；第三种，油箱→第一泵→液控单向阀→液压缸→节流阀→电磁换向阀→油箱构成的回路。3.根据权利要求2所述的沥青混合料梯形梁试件制作装置，其特征在于：所述电磁换向阀采用“Y”型的三位四通阀。4.根据权利要求1所述的沥青混合料梯形梁试件制作装置，其特征在于：所述将液压系统和压力控制系统为箱式结构，包括液压箱，液压箱里面装液压缸及阀体、管路，所述液压顶升杆伸出液压箱，所述反力框架固定于液压箱表面。5.根据权利要求1所述的沥青混合料梯形梁试件制作装置，其特征在于：所述反力框架包括立柱和横梁，所述试模组件上升时能够触及到所述横梁。6.根据权利要求1或5所述的沥青混合料梯形梁试件制作装置，其特征在于：所述试模由两部分结构件围成，两部分结构件之间通过紧固螺栓连接固定成一个整体；在其中的一部分结构件上设置拆模螺栓，在另一部分结构件上设置螺栓孔，开模时利用拆模螺栓旋进所述螺栓孔，顶开试模，取出试件；压模时所述拆模螺栓闲置。7.一种利用如权利要求1-6之一所述装置制作沥青混合料梯形梁试...
【专利技术属性】
技术研发人员：何勇海，薛善光，孟会林，王庆凯，闫涛，母焕胜，严华，高海涛，
申请(专利权)人：河北省交通规划设计院，
类型：发明
国别省市：河北;13
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