沥青混合料试件的综合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沥青混合料试件的综合轮碾成型机及试件制作方法，包括荷载架、碾压轮转换器、试样支撑装置、碾压轮驱动装置和控制箱，碾压轮驱动装置设置于控制箱上，荷载架与控制箱连接固定，荷载架中安装有碾压轮转换器，在碾压轮转换器底部分别安装有液压传力杆A和液压传力杆B，碾压轮驱动装置与碾压轮转换器动力连接，碾压轮转换器用于分别将液压动力传输至液压传力杆A或液压传力杆B中，液压传力杆A外壁通过机架一与碾压轮动力连接，液压传力杆B外壁通过机架二与充气橡胶轮动力连接。本发明专利技术具有结构简单、操作简便以及使用效果好等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及沥青混合料试验设备
，尤其涉及一种沥青混合料试件的综合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静压压实状态，无法模拟胶轮压路机的压实状态，也无法模拟钢轮压路机的振动压实状态。而且在实际沥青路面施工过程中，是钢轮压路机静压、钢轮压路机振动压实、胶轮压路机组合共同完成初压、复压和终压过程的。我们现行的轮碾成型机是不能模拟实际压路机工作状态。而且，扇形碾压轮在车辙试件表面作往返运动，试件长为30cm，试验轮行走距离为23cm。这样就必然造成碾压轮在未压实沥青混合料试件表面的折返。但是工程实际中我们是不允许压路机在未压实的沥青路面路段折返的。因此，如何对试验进行优化设计解决以上两个问题是我们面临的一项难题。
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沥青混合料试件综合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：一种沥青混合料试件的综合轮碾成型机，包括荷载架、碾压轮转换器、试样支撑装置、碾压轮驱动装置和控制箱，所述碾压轮驱动装置设置于控制箱上，所述荷载架与控制箱连接固定，所述荷载架中安装有碾压轮转换器，在碾压轮转换器底部分别安装有液压传力杆A和液压传力杆B，所述碾压轮驱动装置与碾压轮转换器动力连接，碾压轮驱动装置驱动碾压轮转换器沿着荷载架来回运动，并带动碾压轮或充气橡胶轮在试模表面的长度方向上来回运动；碾压轮转换器用于分别将液压动力传输至液压传力杆A或液压传力杆B中，所述液压传力杆A外壁通过机架一与碾压轮动力连接，所述液压传力杆B外壁通过机架二与充气橡胶轮动力连接；所述碾压轮与液压传力杆A的液压力加载杆动力连接，所述碾压轮转换器用于驱动液压传力杆A的液压力加载杆向碾压轮提供液压动力荷载，所述碾压轮转换器还用于驱动液压传力杆B的液压力加载杆向充气橡胶轮提供液压动力荷载；所述试样支撑装置包括支撑架、成型平台和试模，所述成型平台设置于支撑架上方，在成型平台上方放置有试模；所述充气橡胶轮包括轮辋、挡圈和轮胎，所述液压传力杆B底部与机架二铰接，所述充气橡胶轮的轮辋顶部中心与机架二底部固定连接，所述轮辋外边缘设有挡圈，所述轮胎通过挡圈环绕安装在轮辋外边缘，所述液压传力杆B底部铰接安装在机架二上，所述轮辋顶部安装有用于对轮胎进行充气的碾压轮充气装置；所述试模由底板和设置于底板四周的侧模构成一个长方体形试模腔；所述长方体形试模腔被两个侧模分成三个平面为正方形的长方体形试模腔单元；三个平面为正方形的长方体形试模腔单元分别为区域A、区域B、区域C，所述区域A中设有大小吻合的硬质橡胶块，所述区域C中设有大小吻合的硬质橡胶块；所述试模的长方体形试模腔分别与碾压轮或充气橡胶轮对应设置。为了更好地实现本专利技术所述碾压轮顶部设有振动压实装置，所述振动压实装置固定于机架一上，所述振动压实装置包括用于向碾压轮施加振动力的振动器，振动压实装置与机架一之间安装有橡胶隔振器。进一步的技术方案是：所述轮胎包括垫带、内胎、外胎，所述内胎配合安装于外胎内部，所述内胎或/和外胎内侧对应安装有与挡圈相紧密配合的垫带，所述碾压轮充气装置与内胎对应充气连通，碾压轮充气装置用于对内胎进行充气操作。作为优选，所述控制箱具有箱体，所述控制箱的箱体内部设有控制器和与控制器电连接的电子线路板，所述碾压轮充气装置与内胎接口位置处对应设有气压传感器，所述碾压轮驱动装置与碾压轮转换器之间设有荷载校准器，荷载校准器位于碾压轮驱动装置上方，荷载校准器用于检测碾压轮转换器所施加的液压力荷载大小；所述气压传感器、振动压实装置、荷载校准器、碾压轮充气装置、碾压轮转换器、碾压轮驱动装置分别与控制器电通信连接，所述箱体外表面还设有显示器和参数输入单元；所述参数输入单元用于输入与设定碾压轮转换器是否提供液压动力荷载以及提供液压动力荷载的大小，参数输入单位还用于输入与设定碾压轮与充气橡胶轮的交替工作流程，荷载校准器用于实时检测碾压轮转换器是否提供液压动力荷载以及提供液压动力荷载大小，显示器用于显示荷载校准器测量到的碾压轮转换器是否提供液压动力荷载以及提供液压动力荷载大小数据信息，显示器还用于显示碾压轮与充气橡胶轮的交替工作流程，控制器用于根据参数输入单元所输入的控制信息控制碾压轮转换器是否提供液压动力荷载、给液压传力杆A还是给液压传力杆B提供液压动力荷载以及提供液压动力荷载的大小；所述参数输入单元还用于输入与设定碾压轮充气装置是否提供充气以及充气时间、充气速度、充气量，气压传感器用于实时检测碾压轮充气装置是否充气操作以及充气时间、充气速度、充气量，显示器用于显示气压传感器测量到的碾压轮充气装置是否充气操作以及充气时间、充气速度、充气量的数据信息，控制器用于根据参数输入单元所输入的控制信息控制碾压轮充气装置是否充气操作以及充气时间、充气速度、充气量。作为优选，本综合轮碾成型机还包括与控制器电连接的图像处理装置，所述图像处理装置设置于成型平台上，所述图像处理装置分别电连接有摄像头A、摄像头B、摄像头C，所述摄像头A、摄像头B、摄像头C依次从上至下对应试模设置。一种沥青混合料试件的制作方法，其方法步骤如下：A、将轮胎通过碾压轮充气装置和挡圈固定在轮辋上，通过参数输入单元控制充气橡胶轮内的气压为690kPa，通过控制器、碾压轮转换器调整充气橡胶轮的总荷载为9kN；B、将碾压轮预热至100℃左右；通过控制器、碾压轮转换器调整碾压轮的总荷载为9kN，通过控制器调整振动压实装置的振动器的振动频率为100Hz；C、将预热的试模从烘箱中取出，该试模为制备沥青混合料试件的模具，在试模上安装好试模框架；在试模的区域A和区域C中分别放入一个硬质橡胶块；在试模的区域B中铺一张裁好的普通纸，使区域B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区域B由边缘至中部按顺序装入区域B，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；D、取下试模的试模框架，用预热的小型击实锤由边缘至中转圈夯实一遍，整平成凸圆弧形，将盛有沥青混合料的试模放置于成型平台上；E、插入温度计，待沥青混合料达到规定的压实温度时，在沥青混合料表面铺一张裁好尺寸的普通纸；F、打开摄像头、摄像头和摄像头，启动图像处理装置分别与摄像头、摄像头、摄像头电通信连接，摄像头、摄像头和摄像头分别记录沥青混合料在充气橡胶轮、碾压轮荷载下的碾压录像过程；G、启动综合轮碾成型机；G1、启动碾压轮转换器，将充气橡胶轮置于沥青混合料试件表面，先在一个方向碾压若干个往返，直到沥青混合料试件的压实度达到40％；模拟实际沥青路面施工的轮胎压路机的初压；G2、卸荷；再抬起充气橡胶轮，将沥青混合料试件调转方向；启动碾压轮转换器，将碾压轮置于沥青混合料试件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种沥青混合料试件的综合轮碾成型机，其特征在于：包括荷载架（1）、碾压轮转换器（2）、试样支撑装置（6）、碾压轮驱动装置（11）和控制箱（36），所述碾压轮驱动装置（11）设置于控制箱（36）上，所述荷载架（1）与控制箱（36）连接固定，所述荷载架（1）中安装有碾压轮转换器（2），在碾压轮转换器（2）底部分别安装有液压传力杆A（3）和液压传力杆B（37），所述碾压轮驱动装置（11）与碾压轮转换器（2）动力连接，碾压轮驱动装置（11）驱动碾压轮转换器（2）沿着荷载架（1）来回运动，并带动碾压轮（5）或充气橡胶轮（20）在试模（7）表面的长度方向上来回运动；碾压轮转换器（2）用于分别将液压动力传输至液压传力杆A（3）或液压传力杆B（37）中，所述液压传力杆A（3）外壁通过机架一（4）与碾压轮（5）动力连接，所述液压传力杆B（37）外壁通过机架二（22）与充气橡胶轮（20）动力连接；所述碾压轮（5）与液压传力杆A（3）的液压力加载杆动力连接，所述碾压轮转换器（2）用于驱动液压传力杆A（3）的液压力加载杆向碾压轮（5）提供液压动力荷载，所述碾压轮转换器（2）还用于驱动液压传力杆B（37）的液压力加载杆向充气橡胶轮（20）提供液压动力荷载；所述试样支撑装置（6）包括支撑架、成型平台（8）和试模（7），所述成型平台（8）设置于支撑架上方，在成型平台（8）上方放置有试模（7）；所述充气橡胶轮（20）包括轮辋（17）、挡圈（18）和轮胎（19），所述液压传力杆B（37）底部与机架二（22）铰接，所述充气橡胶轮（20）的轮辋（17）顶部中心与机架二（22）底部固定连接，所述轮辋（17）外边缘设有挡圈（18），所述轮胎（19）通过挡圈（18）环绕安装在轮辋（17）外边缘，所述液压传力杆B（37）底部铰接安装在机架二（22）上，所述轮辋（17）顶部安装有用于对轮胎（19）进行充气的碾压轮充气装置（16）；所述试模（7）由底板（26）和设置于底板（26）四周的侧模（27）构成一个长方体形试模腔；所述长方体形试模腔被两个侧模分成三个平面为正方形的长方体形试模腔单元；三个平面为正方形的长方体形试模腔单元分别为区域A（28）、区域B（29）、区域C（30），所述区域A（28）中设有大小吻合的硬质橡胶块（31），所述区域C（30）中设有大小吻合的硬质橡胶块（31）；所述试模（7）的长方体形试模腔与碾压轮（5）或充气橡胶轮（20）对应设置。...

【技术特征摘要】
1.一种沥青混合料试件的综合轮碾成型机，其特征在于：包括荷载架（1）、碾压轮转换器（2）、试样支撑装置（6）、碾压轮驱动装置（11）和控制箱（36），所述碾压轮驱动装置（11）设置于控制箱（36）上，所述荷载架（1）与控制箱（36）连接固定，所述荷载架（1）中安装有碾压轮转换器（2），在碾压轮转换器（2）底部分别安装有液压传力杆A（3）和液压传力杆B（37），所述碾压轮驱动装置（11）与碾压轮转换器（2）动力连接，碾压轮驱动装置（11）驱动碾压轮转换器（2）沿着荷载架（1）来回运动，并带动碾压轮（5）或充气橡胶轮（20）在试模（7）表面的长度方向上来回运动；碾压轮转换器（2）用于分别将液压动力传输至液压传力杆A（3）或液压传力杆B（37）中，所述液压传力杆A（3）外壁通过机架一（4）与碾压轮（5）动力连接，所述液压传力杆B（37）外壁通过机架二（22）与充气橡胶轮（20）动力连接；所述碾压轮（5）与液压传力杆A（3）的液压力加载杆动力连接，所述碾压轮转换器（2）用于驱动液压传力杆A（3）的液压力加载杆向碾压轮（5）提供液压动力荷载，所述碾压轮转换器（2）还用于驱动液压传力杆B（37）的液压力加载杆向充气橡胶轮（20）提供液压动力荷载；所述试样支撑装置（6）包括支撑架、成型平台（8）和试模（7），所述成型平台（8）设置于支撑架上方，在成型平台（8）上方放置有试模（7）；所述充气橡胶轮（20）包括轮辋（17）、挡圈（18）和轮胎（19），所述液压传力杆B（37）底部与机架二（22）铰接，所述充气橡胶轮（20）的轮辋（17）顶部中心与机架二（22）底部固定连接，所述轮辋（17）外边缘设有挡圈（18），所述轮胎（19）通过挡圈（18）环绕安装在轮辋（17）外边缘，所述液压传力杆B（37）底部铰接安装在机架二（22）上，所述轮辋（17）顶部安装有用于对轮胎（19）进行充气的碾压轮充气装置（16）；所述试模（7）由底板（26）和设置于底板（26）四周的侧模（27）构成一个长方体形试模腔；所述长方体形试模腔被两个侧模分成三个平面为正方形的长方体形试模腔单元；三个平面为正方形的长方体形试模腔单元分别为区域A（28）、区域B（29）、区域C（30），所述区域A（28）中设有大小吻合的硬质橡胶块（31），所述区域C（30）中设有大小吻合的硬质橡胶块（31）；所述试模（7）的长方体形试模腔与碾压轮（5）或充气橡胶轮（20）对应设置。2.按照权利要求1所述的沥青混合料试件的综合轮碾成型机，其特征在于：所述碾压轮（5）顶部设有振动压实装置（9），所述振动压实装置（9）固定于机架一（4）上，所述振动压实装置（9）包括用于向碾压轮（5）施加振动力的振动器，振动压实装置（9）与机架一（4）之间安装有橡胶隔振器。3.按照权利要求2所述的沥青混合料试件的综合轮碾成型机，其特征在于：所述轮胎（19）包括垫带（25）、内胎（24）、外胎（23），所述内胎（24）配合安装于外胎（23）内部，所述内胎（24）或/和外胎（23）内侧对应安装有与挡圈（18）相紧密配合的垫带（25），所述碾压轮充气装置（16）与内胎（24）对应充气连通，碾压轮充气装置（16）用于对内胎（24）进行充气操作。4.按照权利要求3所述的沥青混合料试件的综合轮碾成型机，其特征在于：所述控制箱（36）具有箱体（13），所述控制箱（36）的箱体（13）内部设有控制器（12）和与控制器（12）电连接的电子线路板，所述碾压轮充气装置（16）与内胎（24）接口位置处对应设有气压传感器（21），所述碾压轮驱动装置（11）与碾压轮转换器（2）之间设有荷载校准器（10），荷载校准器（10）位于碾压轮驱动装置（11）上方，荷载校准器（10）用于检测碾压轮转换器（2）所施加的液压力荷载大小；所述气压传感器（21）、振动压实装置（9）、荷载校准器（10）、碾压轮充气装置（16）、碾压轮转换器（2）、碾压轮驱动装置（11）分别与控制器（12）电通信连接，所述箱体（13）外表面还设有显示器（14）和参数输入单元（15）；所述参数输入单元（15）用于输入与设定碾压轮转换器（2）是否提供液压动力荷载以及提供液压动力荷载的大小，参数输入单位（15）还用于输入与设定碾压轮（5）与充气橡胶轮（20）的...

【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