一种可实现沥青混合料多角度剪切试验的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种可实现沥青混合料多角度剪切试验的装置，其中：压力提供装置为提供单向压力的单轴压力试验机；模具装置包括上切刃和下切刃，上切刃和下切刃是金属圆柱延截面直径切割后，再对称切割去除同心于圆形横截面圆心的正方形横截面正方体得到两个分开对称的切刃；模具装置通过圆柱体圆形横截面圆心转动调整试件放置的角度使压力分解为正压力和剪力实现压力分配。本实用新型专利技术通过多角度剪切试验模具的设计可采用普通单轴压力试验机完成沥青混合料抗剪强度三轴压缩法实验，简化了实验装置和实验步骤；沥青剪切实验中施力角度灵活可变，操作简便，试验时间相对较短，不需要拆卸试件保持相同状态下使得数据误差更小，结果更加精准。

【技术实现步骤摘要】
一种可实现沥青混合料多角度剪切试验的装置
本技术属于沥青检测
，特别涉及一种可实现沥青混合料多角度剪切试验的装置。
技术介绍
随着高速公路建成使用,在行车荷载、长大纵坡、气温、行车速度等因素的作用下,道路的行驶质量和服务能力逐渐下降。近年来，车辙已成为继水损坏之后,引起普遍关注的路面病害类型。车辙是沥青混凝土路面特有的一种破坏形式,它是在行车荷载重复作用以及气候(高温)等因素综合作用下产生的一种永久性变形,表现为沿行车轮迹产生纵向的带状凹槽,严重时车辙的两侧会有突起形变,造成路面使用性能更加恶化。我国公路交通事业迅速发展，为推动现代化建设做出了巨大贡献，但随着公路交通量的增加、重载路段高轴载的车辆占比明显增大，沥青路面的病害问题也愈发突出，部分高等级公路甚至在开放交通两三年内即出现泛油、开裂、车辙等损坏现象，其中，车辙更是这些病害中问题最尖锐、危害最严重的一种，明显降低了路面服务寿命，影响了交通安全，为此，我国制订了相应的沥青混合料高温性能评价标准，旨在提高沥青路面高温稳定性，降低车辙的危害。然而，现行标准却难以适应不同环境特点和交通特性时的沥青路面抗车辙要求，从而无法有效地指导沥青路面的设计与施工，致使其抗车辙能力不足，影响了沥青路面的使用性能。另外，长期以来，我国对沥青路面发生推移、拥包病害重视程度不够，因为我国近二十年来沥青路面的修建和使用多集中于平原区和微丘陵区，道路技术指标高，行车速度平顺，由水平力造成的推移拥包病害较少，还有一个原因是部分人认为沥青混合料的剪切推移破坏主要是沥青混合料的高温稳定性不足，与沥青路面永久变形有关，故对沥青路面抗剪性能的研究主要集中于高温抗车辙性能方面，实际上两者是不同的受力模式和应力状态。随着高速公路建设的重心向山岭重丘区转移，长大纵坡面临的问题会越来越突出，沥青混合料的抗剪性能研究更为迫切。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种可实现沥青混合料多角度剪切试验的装置，采用常规单轴压力机施加压力，实现正应力和剪应力的同步加载，评价不同荷载时正应力对应的车辆抵抗剪切变形的能力。技术方案如下：一种可实现沥青混合料多角度剪切试验的装置，包括:压力提供装置和模具装置，其中：所述压力提供装置为提供单向压力的单轴压力试验机；所述模具装置包括上切刃和下切刃，上切刃和下切刃是金属圆柱延截面直径切割后，再对称切割去除同心于圆形横截面圆心的正方形横截面正方体得到两个分开对称的切刃，所述长方体的矩形横截面对角线小于所述圆柱体的圆形横截面直径，所述圆柱体的高度大于试件的同向边长；所述模具装置通过圆柱体圆形横截面圆心转动调整试件放置的角度使压力分解为正压力和剪力实现压力分配；挟固试件的上切刃和下切刃设置于上剪切卡槽和下剪切卡槽之间，顶部的单轴压力试验机压头向下施压上压板，上压板和上剪切卡槽之间设置滚动轴承进行压力匀化。本技术的技术优势：1)通过多角度剪切试验模具的设计可采用普通单轴压力试验机完成沥青混合料抗剪强度三轴压缩法实验，简化了实验装置和实验步骤；2)沥青剪切实验中施力角度灵活可变，操作简便，试验时间相对较短，不需要拆卸试件保持相同状态下使得数据误差更小，结果更加精准。附图说明图1是可单轴压力试验机压透压力分解示意图。图2是可实现沥青混合料多角度剪切试验的装置的结构示意图。附图标记说明：1-压头、2-上压板、3-固定螺丝、4-滚动轴承、5-上剪切卡槽、6-上切刃、7-试件、8-下切刃、9-下剪切卡槽、10-压力机底板。具体实施方式为使本领域的技术人员更好地理解本技术的技术方案，下面结合实施例对本技术提供的一种可实现沥青混合料多角度剪切试验的装置进行详细描述。以下实施例仅用于说明本技术而非用于限制本技术的范围。实施例1一种可实现沥青混合料多角度剪切试验的装置，包括:压力提供装置和模具装置。模具装置包括上切刃6和下切刃8，上切刃6和下切刃8是金属圆柱延截面直径切割后，再对称切割去除同心于圆形横截面圆心的正方形横截面正方体得到两个分开对称的切刃，长方体的矩形横截面对角线小于所述圆柱体的圆形横截面直径，圆柱体的高度大于试件7的同向边长。模具装置通过圆柱体圆形横截面圆心转动调整试件7放置的角度使压力分解为正压力和剪力实现压力分配。压力提供装置为提供单向压力的单轴压力试验机。挟固试件7的上切刃6和下切刃8设置于上剪切卡槽5和下剪切卡槽9之间，顶部的单轴压力试验机压头1向下施压上压板2，上压板2和上剪切卡槽5之间设置滚动轴承4进行压力匀化。本专利技术采用的沥青混合料抗剪强度模具，在单轴压力试验机上提供单向压力，采用模具的压力分配装置，如附图1所示，使压力分解为正压力和剪力两个力，同时调整试件放置的角度θ值，使正压力F2和剪力F3的大小分配处于可控状态，F2＝F1×cosθ,F3＝F1×sinθ。沥青混合料多角度剪切试验步骤如下：(1)首先在沥青混合料车辙成型试验机上成型100mm×300mm×300mm的试件，切割为100mm×100mm×100mm的立方体试件，1块车辙板可切割9块试件。(2)9块试件分为3组，每组试件平行试验3次。试验前混合料试件在60℃的烘箱中保温5h。(3)在压力机上安装沥青混合料多角度剪切试验模具下底，每组试件分别采用模具试验角30度、45度、60度进行试验，模具试验角α为下剪切刃长边与水平面的夹角，调整测试角度并紧固，放置试件，并安装上剪切刃及剪切卡槽、滚动轴承、上压板。开始试验，压力机加载速度为2mm/min。(4)分别计算各组试件剪应力、正应力，公式见式1、式2，取3次平均值作为本组试验的试验结果。对摩尔-库伦定律τ＝c+σtanθ回归抗剪强度参数c、θ，相关系数应大于0.99，不满足0.99时，需补充试验直至满足要求。τ＝F×cosα/L2式1σ＝F×sinα/L2式2τ表示试件受到的剪应力(MPa)，σ表示试件受到的正应力(MPa)，F表式压力机加载荷载(N)；α表示模具剪切角(°)，L表示立方体试件剪切破坏面的边长(mm)。以上方法可回归沥青混合料、层间粘结材料的抗剪强度，用于车辆标载、车辆超载、长大纵坡情况下，判断不同正应力对应剪应力是否超过材料的许有应力，同时该模具也可以用于不同材料的抗剪强度对比研究。上面结合实施例对本技术的实例作了详细说明，但是本技术并不限于上述实例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本技术宗旨的前提下作出的各种变化，也应视为本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可实现沥青混合料多角度剪切试验的装置，其特征在于，包括:压力提供装置和模具装置，其中：/n所述压力提供装置为提供单向压力的单轴压力试验机；/n所述模具装置包括上切刃和下切刃，上切刃和下切刃是金属圆柱沿截面直径切割后，再对称切割去除同心于圆形横截面圆心的正方形横截面正方体得到两个分开对称的切刃，所述正方体的正方形横截面对角线小于圆柱体的圆形横截面直径，圆柱体的高度大于试件的同向边长；所述模具装置通过圆柱体圆形横截面圆心转动调整试件放置的角度使压力分解为正压力和剪力实现压力分配；/n挟固试件的上切刃和下切刃设置于上剪切卡槽和下剪切卡槽之间，顶部的单轴压力试验机压头向下施压上压板，上压板和上剪切卡槽之间设置滚动轴承进行压力匀化。/n

【技术特征摘要】
1.一种可实现沥青混合料多角度剪切试验的装置，其特征在于，包括:压力提供装置和模具装置，其中：
所述压力提供装置为提供单向压力的单轴压力试验机；
所述模具装置包括上切刃和下切刃，上切刃和下切刃是金属圆柱沿截面直径切割后，再对称切割去除同心于圆形横截面圆心的正方形横截面正方体得到两个分开对称的切刃，所述正方体的正...

【专利技术属性】
技术研发人员：王瑞林，孔繁盛，段丹军，张宏武，成志强，周维锋，王慧，畅晓钰，吕子龙，王国安，刘艳强，张敏，贾蓉蓉，
申请(专利权)人：山西省交通科技研发有限公司，
类型：新型
国别省市：山西;14