制作沥青混合料试件的模拟轮碾成型机及试件制作方法技术

本发明专利技术公开了一种制作沥青混合料试件的模拟轮碾成型机及试件制作方法，包括轮载系统和试件支撑装置，试件支撑装置包括成型平台、试模和两个硬质橡胶块，成型平台上表面平放设置有试模，试模由一个底板和两个侧模构成一个长方体形试模腔，轮载系统包括加载装置、驱动装置、橡胶轮胎、轮胎支架、行驶轨道和充气控制阀，加载装置包括荷载架和三个铝合金凹形轮，荷载架滑动安装于行驶轨道中，驱动装置驱动荷载架在行驶轨道上平行来回滑动，轮胎支架设置于试模上方，在轮胎支架上设有与三个铝合金凹形轮一一对应接触连接的三个橡胶轮胎，三个所述橡胶轮胎分别通过充气管道与充气泵连通。本发明专利技术结构简单、设计合理且安装及使用操作简便。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及沥青混合料材料制备
，尤其涉及一种制作沥青混合料试件的模拟轮碾成型机及试件制作方法。
技术介绍
近年来，随着我国经济的快速发展，作为服务于经济发展的公路交通建设事业取得了举世瞩目的成就。在我国公路网结构中，由于沥青路面具有行驶舒适、视觉效果好、噪声低、养护维修方便等优点，各等级公路均采用沥青路面作为主要铺装形式。在沥青混合料的大量室内试验中沥青混合料试件的成型是其他所有测试的基础，同时轮碾成型方法也是沥青混合料试件成型的一个重要成型方法。但是，我们现行的轮碾成型机采用的是与钢筒压路机相似的圆弧形碾压轮，只能模拟钢轮压路机的压实状态，无法模拟胶轮压路机的压实状态。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足之处，本专利技术的目的在于提供一种结构简单、操作简便以及使用效果好的模拟轮碾成型机及试件制作方法。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种制作沥青混合料试件的模拟轮碾成型机，包括轮载系统和试件支撑装置，所述试件支撑装置包括成型平台、试模和两个硬质橡胶块，所述成型平台底部设有支架，所述成型平台上表面平放设置有试模，所述试模由一个底板和六个侧模构成三个长方体形试模腔，所述试模的三个长方体形试模腔沿长度方向依次分为(或者命名为)区域A、区域B、区域C，所述区域A设有一个大小吻合的硬质橡胶块，所述区域C设有一个大小吻合的硬质橡胶块；所述轮载系统包括加载装置、驱动装置、橡胶轮胎、轮胎支架、行驶轨道和充气控制阀，所述加载装置包括荷载架和三个铝合金凹形轮，所述荷载架与行驶轨道平行设置，荷载架滑动安装于行驶轨道中，所述驱动装置驱动荷载架在行驶轨道上平行来回滑动，所述荷载架与行驶轨道垂直的方向上并排设有三个铝合金凹形轮，所述轮胎支架设置于试模上方，在轮胎支架上设有与三个铝合金凹形轮一一对应接触连接的三个橡胶轮胎，所述铝合金凹形轮外边缘设有凹陷槽，所述橡胶轮胎外部圆周边缘的上面部分紧密卡接于所对应的铝合金凹形轮的凹陷槽中，三个所述橡胶轮胎分别通过充气管道与充气泵连通，在橡胶轮胎与充气泵之间的充气管道上设有充气控制阀。为了更好地实现本模拟轮碾成型机，所述橡胶轮胎由内至外包括内胎和外胎组成，所述充气泵与橡胶轮胎的内胎通过充气管道密闭连通，所述充气泵橡胶轮胎的内胎与充气泵之间的充气管道上设有气压校准器。作为优选，所述加载装置上设有荷载校准器，所述荷载校准器位于荷载架上，荷载校准器用于检测铝合金凹形轮对橡胶轮胎所施加的荷载大小。作为优选，所述成型平台底面设有横向位置调节装置，所述横向位置调节装置用于调节成型平台的横向位置。所述横向位置调节装置包括轨道、位置卡槽一、位置卡槽二和位置卡槽三；当调节成型平台至位置卡槽一时，轮胎支架上的位于中间的橡胶轮胎刚好位于试模的中轴线正上方；当调节成型平台至位置卡槽二时，轮胎支架上的位于中间的橡胶轮胎刚好位于试模的左轴线正上方；当调节成型平台至位置卡槽三时，轮胎支架上的位于中间的橡胶轮胎刚好位于试模的右轴线正上方。本模拟轮碾成型机还包括控制箱，所述控制箱上设有控制器、显示器和参数输入单元，所述气压校准器、荷载校准器、横向位置调节装置、显示器和参数输入单元分别与控制器电连接；所述驱动装置设置于控制箱顶部。作为优选，所述试模的中轴线将区域A、区域B、区域C垂直平分，在试模的长方体形试模腔的中轴线左边设有贯穿区域A、区域B、区域C的左轴线，在试模的长方体形试模腔的中轴线右边设有贯穿区域A、区域B、区域C的右轴线；所述左轴线平行于中轴线；所述右轴线平行于中轴线。其方法步骤如下：A、将橡胶轮胎固定在轮胎支架上，将充气控制阀与气压校准器连接，通过气压校准器控制充气控制阀向橡胶轮胎充气，充气后的橡胶轮胎气压为690kPa；B、将预热的试模从烘箱中取出，在试模外部安装试模框架；在试模的区域B中铺一张裁好的普通纸，使试模的底面及侧面均被普通纸隔离；将拌和好的沥青混合料用小铲均匀地沿试模由边缘至中部按顺序装入试模的区域B，试模区域B中部的沥青混合料略高于区域B四周的沥青混合料；C、取下试模外部的试模框架，用预热的小型击实锤由边缘至中部夯实一遍，整平成凸圆弧形，将两块硬质橡胶块分别置于区域A和区域C；D、插入温度计，待沥青混合料达到规定的压实温度时，在沥青混合料上表面再铺一张裁好尺寸的普通纸；E、将盛有沥青混合料的试模置于成型平台上，采用横向位置调节装置调节成型平台至位置卡槽一处，轻轻在试模上方放下轮胎支架，然后放下铝合金凹形轮，使得三个铝合金凹形轮的凹陷槽与三个橡胶轮胎一一对应卡接，通过荷载校准器调整总荷载为9kN；启动轮碾成型机，通过驱动装置驱动荷载架在行驶轨道中往返滑动，荷载架带动三个铝合金凹形轮往返运动，三个铝合金凹形轮通过三个橡胶轮胎在试模中的沥青混合料上做往返碾压运动，先在位置卡槽一处完成三次往返碾压；F、卸荷，抬起铝合金凹形轮和轮胎支架，将沥青混合料试件调转方向，采用横向位置调节装置调节成型平台至位置卡槽二处；启动轮碾成型机，通过驱动装置驱动荷载架在行驶轨道中往返滑动，荷载架带动三个铝合金凹形轮往返运动，三个铝合金凹形轮通过三个橡胶轮胎在试模中的沥青混合料上做往返碾压运动，在位置卡槽二处并且在与步骤E相同的荷载情况下完成三次往返碾压；G、卸荷，抬起铝合金凹形轮和轮胎支架，采用横向位置调节装置调节成型平台至位置卡槽三处；启动轮碾成型机，通过驱动装置驱动荷载架在行驶轨道中往返滑动，荷载架带动三个铝合金凹形轮往返运动，三个铝合金凹形轮通过三个橡胶轮胎在试模中的沥青混合料上做往返碾压运动，在至位置卡槽三处并且在与步骤E相同的荷载情况下完成三次往返碾压；H、依次循环步骤E、F、G往返碾压操作，直到使得试模中的沥青混合料碾压至马歇尔标准密实度100％为止并形成沥青混合料试件；I、步骤H碾压压实成型后，揭去沥青混合料试件上表面的普通纸，用粉笔在沥青混合料试件上表面标明碾压方向；J、将盛有压实沥青混合料试件的试模置于室温下冷却，至少12h后，将试模中的沥青混合料试件取出。本专利技术较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：(1)所采用的制作沥青混合料试件的模拟胶轮压路机的轮碾成型机结构简单、设计合理且安装及使用操作简便，投入成本较低，安装紧凑，占用空间较小。(2)所采用的制作沥青混合料试件的模拟胶轮压路机的轮碾成型机参数调整简便，能对橡胶轮胎气压、铝合金凹形轮荷载等参数进行调整，并且设置有控制箱，控制简易，能精确控制橡胶轮胎气压、铝合金凹形轮荷载；另外，气压校准器和荷载校准器能对橡胶轮胎气压和铝合金凹形轮荷载进行有效控制，使得沥青混合料试件的制备过程易于控制。(3)所采用的制作沥青混合料试件的模拟胶轮压路机的沥青混合料轮碾成型机，采用三个并排的铝合金凹形轮和对应的三个橡胶轮胎，很好的模拟现场胶轮压路机的工作过程，而且通过横向位置调节装置的应用实现了橡胶轮胎间隙搭接段沥青混合料的压实，制备的沥青混合料试件的宏观特性、微细观结构特性与实际路面更为接近。(4)所采用的试模延长了碾压轮的行走距离，避免了碾压轮在沥青混合料试件表面折返，与实际压路机工作流程更为接近，制备的沥青混合料试件的宏观特性、微细观结构特性与实际路面更为接近。(5)本专利技术使用效果好且实用价值高，外形美观，极大程度上方便了沥青混合料试件的胶轮轮碾成型，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制作沥青混合料试件的模拟轮碾成型机，其特征在于：包括轮载系统和试件支撑装置，所述试件支撑装置包括成型平台（8）、试模（9）和两个硬质橡胶块，所述成型平台（8）底部设有支架，所述成型平台（8）上表面平放设置有试模（9），所述试模（9）由一个底板（15）和六个侧模（16）构成三个长方体形试模腔，所述试模（9）的三个长方体形试模腔沿长度方向依次分为区域A（17）、区域B（18）、区域C（19），所述区域A（17）设有一个硬质橡胶块，所述区域C（19）设有一个硬质橡胶块；所述轮载系统包括加载装置、驱动装置（5）、橡胶轮胎（6）、轮胎支架（7）、行驶轨道和充气控制阀（10），所述加载装置包括荷载架（3）和三个铝合金凹形轮（4），所述荷载架（3）与行驶轨道平行设置，荷载架（3）滑动安装于行驶轨道中，所述驱动装置（5）驱动荷载架（3）在行驶轨道上平行来回滑动，所述荷载架（3）上并排设有三个铝合金凹形轮（4），所述轮胎支架（7）设置于试模（9）上方，在轮胎支架（7）上设有与三个铝合金凹形轮（4）一一对应接触连接的三个橡胶轮胎（6），所述铝合金凹形轮（4）外边缘设有凹陷槽，所述橡胶轮胎（6）外部圆周边缘的上面部分紧密卡接于所对应的铝合金凹形轮（4）的凹陷槽中，三个所述橡胶轮胎（6）分别通过充气管道与充气泵连通，在橡胶轮胎（6）与充气泵之间的充气管道上设有充气控制阀（10）。...

【技术特征摘要】
1.一种制作沥青混合料试件的模拟轮碾成型机，其特征在于：包括轮载系统和试件支撑装置，所述试件支撑装置包括成型平台（8）、试模（9）和两个硬质橡胶块，所述成型平台（8）底部设有支架，所述成型平台（8）上表面平放设置有试模（9），所述试模（9）由一个底板（15）和六个侧模（16）构成三个长方体形试模腔，所述试模（9）的三个长方体形试模腔沿长度方向依次分为区域A（17）、区域B（18）、区域C（19），所述区域A（17）设有一个硬质橡胶块，所述区域C（19）设有一个硬质橡胶块；所述轮载系统包括加载装置、驱动装置（5）、橡胶轮胎（6）、轮胎支架（7）、行驶轨道和充气控制阀（10），所述加载装置包括荷载架（3）和三个铝合金凹形轮（4），所述荷载架（3）与行驶轨道平行设置，荷载架（3）滑动安装于行驶轨道中，所述驱动装置（5）驱动荷载架（3）在行驶轨道上平行来回滑动，所述荷载架（3）上并排设有三个铝合金凹形轮（4），所述轮胎支架（7）设置于试模（9）上方，在轮胎支架（7）上设有与三个铝合金凹形轮（4）一一对应接触连接的三个橡胶轮胎（6），所述铝合金凹形轮（4）外边缘设有凹陷槽，所述橡胶轮胎（6）外部圆周边缘的上面部分紧密卡接于所对应的铝合金凹形轮（4）的凹陷槽中，三个所述橡胶轮胎（6）分别通过充气管道与充气泵连通，在橡胶轮胎（6）与充气泵之间的充气管道上设有充气控制阀（10）。2.按照权利要求1所述的制作沥青混合料试件的模拟轮碾成型机，其特征在于：所述橡胶轮胎（6）由内至外包括内胎和外胎组成，所述充气泵与橡胶轮胎（6）的内胎通过充气管道密闭连通，所述充气泵橡胶轮胎（6）的内胎与充气泵之间的充气管道上设有气压校准器（1）。3.按照权利要求2所述的制作沥青混合料试件的模拟轮碾成型机，其特征在于：所述加载装置上设有荷载校准器（11），所述荷载校准器（11）位于荷载架（3）上，荷载校准器（11）用于检测铝合金凹形轮（4）对橡胶轮胎（6）所施加的荷载大小。4.按照权利要求3所述的制作沥青混合料试件的模拟轮碾成型机，其特征在于：所述成型平台（8）底面设有横向位置调节装置（2），所述横向位置调节装置（2）用于调节试模（9）位于成型平台（8）的横向位置。5.按照权利要求4所述的制作沥青混合料试件的模拟轮碾成型机，其特征在于：还包括控制箱（13），所述控制箱（13）上设有控制器（14）、显示器（20）和参数输入单元（21），所述气压校准器（1）、荷载校准器（11）、横向位置调节装置（2）、显示器（20）和参数输入单元（21）分别与控制器（14）电连接；所述驱动装置（5）设置于控制箱（13）顶部。6.按照权利要求5所述的制作沥青混合料试件的模拟轮碾成型机，其特征在于：所述试模（9）的中轴线（12）将区域A（17）、区域B（18）、区域C（19）垂直平分，在试模（9）的长方体形试模腔的中轴线（12）左边设有贯穿区域A（17）、区域B（18）、区域C（19）的左轴线（22），在试模（9）的长方体形试模腔的中轴线（12）右边设有贯穿区域A（17）、区域B（18）、区域C（1...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈佳，王新生，王慧，彭刚，樊泽鹏，
申请(专利权)人：山西省交通科学研究院，山西交科公路勘察设计院，
类型：发明
国别省市：山西;14