沥青混合料局部三轴试验方法及其径向位移测试装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种径向位移测试装置，包括环状链接管、滑轮、弹簧、调节螺栓、调节螺栓固定装置、固定螺丝一、固定螺丝二、线性位移传感器固定装置和线性位移传感器。本发明专利技术还公开了沥青混合料局部三轴试验方法，通过安装两个线性位移传感器(LVDT)用于测量轴向应变，一个LVDT用于测量径向应变，可以测量沥青混合料径向和轴向变形测量，即测量沥青混合料试件的径向膨胀和轴向收缩变形。本发明专利技术提出了局部三轴试验方法及径向位移测试装置，可用于沥青路面剪切性能测试，能够模拟随混合料类型、温度和应力水平变化的实际路面，并给出了相应试验方法、原理、操作步骤等，该试验方法及其装置具有很好的推广性。

【技术实现步骤摘要】
沥青混合料局部三轴试验方法及其径向位移测试装置
本专利技术涉及一种路面工程材料的试验方法及装置，具体涉及一种沥青混合料局部三轴试验方法及其径向位移测试装置，针对沥青路面实际所能提供的围压而设计的圆柱形沥青混合料试件，通过测量其径向膨胀变形以及径向收缩变形以模拟计算实际路面受荷情况。
技术介绍
沥青路面的发展与试验测试技术的发展密切相关。三轴压缩仪是最重要的试验仪器之一，对道路学科的发展起到了十分重要的作用，然而三轴试验现行的变形测量方法存在诸多缺陷和不足，改造三轴试验以及变形测量装置，可以克服这些缺陷和不足，为沥青混合料三轴试验提供一种新的、更为合理有效的变形测量手段。三轴试件径向变形测量方法的改进大体上可以分成两类:一类以电测或电磁测量为主，另一类则以光测为主。第一类电测或电磁测量以电阻应变片测量为代表，它随安装在试件外壁的铜箔一起变形来确定试件的变形，其缺点是不能适用于大变形以及使用操作困难。常规的径向变形测量方法是根据实测轴向变形和体积变化量间接换算得到，其测量原理是圆柱形试样的体积等于圆柱面积与圆柱高度的乘积。因此，该方法存在的问题是得到的是平均径向变形，不能反映径向变形实际状态。后来出现了一些改进的测量方法：局部位移传感器LDT和径向应变仪，电阻应变片是一种电阻式的敏感元件，一般由基底、敏感栅、覆盖层和引线四部分组成。把一根电阻丝机械的分布在一块有机材料制成的基底上，即成为一片应变片。其测试原理是：在外力作用下，被测对象表面产生微小机械变形时，应变片敏感栅也随同变形，其电阻值发生相应变化。存在的问题主要有：该方法是接触式测量，容易产生扰动；难以适应大变形；在水中测量时操作困难。DavidM.Cole提出的位移传感器，其原理是采用卡曼Multi-Vriei的电涡流原理，该方法不足是测量精度不高而且静态漂移严重。光学测量仪也是其中一种改进位移测量仪器，其原理是通过确定压力室外罩上的竖直标志线与试样直径的轮廓线在固定标尺上的读数变化换算试样直径，不足之处是测量精度不高。此外，显微镜测读方法是其中一种改进位移测量方法，其原理是将带状铝箱绕在试样周围并用薄层硅脂黏贴在橡胶皮膜上，用微显镜测读标记间的距离以测定试样周长的改变量，该方法的缺点是操作困难，测读工作量大而且是接触式测量。为了评价沥青混合料的抗剪性能，国内外很多学者开展了三轴剪切试验。常规的三轴压缩试验是测定土或其它散粒体试样抗剪强度的一种比较完善的方法，可得到试样一些重要的工程力学性质，如抗剪强度、黏聚力和内摩擦角等。而对于沥青混合料的抗剪性能评价，所开展三轴试验方法与实际工程情况还存在较大差距，且三轴试验过程较复杂，成本相对昂贵。因此，本专利提出的局部三轴试验具有操作简单、数据可靠、成本低廉的等特点。目前对圆柱形岩样径向变形测量的装置主要有环链式、变形片式等。这些装置可分为两类：①将测量装置固定在沥青混合料试件表面上进行测量：这类装置能够准确测量试件同一点的径向膨胀变形，但无法测量岩样的径向收缩变形(当在大幅度提高围压或者某些岩石(如岩盐)的岩样因溶液渗透作用而溶解等条件下，岩样将产生径向收缩变形)；②将测量装置固定在试验机某些不动的部件(如压头)上进行测量：这类装置能够测量岩样的径向收缩变形，但测量接触点随岩样变形而变动，不能准确反映岩样同一点的径向变化规律。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了更接近沥青路面实际受荷情况，评价沥青混合料的抗剪性能，结合单轴贯入试验和三轴试验的优点，提供一种沥青混合料局部三轴试验方法及其径向位移测试装置，该装置能够利用试件提供随试验条件（如温度、荷载条件等）而变的围压，真实地模拟实际沥青路面受荷情况，测量沥青混合料径向和轴向变形测量，即测量沥青混合料试件的径向膨胀和轴向收缩变形。本专利技术采用的技术方案为：一种径向位移测试装置，包括环状链接管、滑轮、弹簧、调节螺栓、调节螺栓固定装置、固定螺丝一、固定螺丝二、线性位移传感器固定装置和线性位移传感器；所述环状链接管通过钢条与滑轮连接，形成一个开口的链形夹具，该夹具内设有圆柱形沥青混合料试件，所述夹具的两端分别安装有调节螺栓固定装置和线性位移传感器固定装置，调节螺栓固定装置和线性位移传感器固定装置内分别设有位置相对的孔洞，所述调节螺栓和线性位移传感器分别放置于上述两个孔洞中，调节螺栓端部光滑平整,并与线性位移传感器顶端光滑接触，调节螺栓上设有固定螺丝一，线性位移传感器上设有固定螺丝二，所述夹具的开口两端连接有弹簧；所述滑轮包括内环和外环，内环和内环之间设有滚珠。作为优选，所述环状链接管上设有方便钢条穿过的圆孔。作为优选，所述线性位移传感器采用UTM配置的高精度线性位移传感器。本专利技术径向位移测试装置夹具通过弹簧的拉力束缚在圆柱体试件表面，通过轴承的滚动和弹簧的拉伸与试件变形保持协同一致。夹具的两端分别有两个孔，一个孔用于放置位移传感器，另一个孔拧入螺栓，螺栓端部光滑平整以保证与位移传感器顶端的光滑接触。两个孔均有螺丝，分别用于固定位移传感器和螺栓。螺栓用于调节与位移传感器的距离，在试件的变形过程中，通过LVDT记录试件周长的变化，进而可以转换得出试件的径向应变。一种采用上述径向位移测试装置的沥青混合料局部三轴试验方法，包括以下步骤：1）将试件置于环境室保温至少4个小时，使其稳定到规定的试验温度；2）温度稳定后，安装试件；采用两个尺寸相等的压头分别对试件两端进行局部约束，使上下压头之间的混合料区域应力相对均匀，并对试件顶端的压头进行局部加载，压头外围的混合料可以提供变化的围压；试件放置在支座上，荷载通过小于试件直径的压头施加，两个LVDT安装在试件顶端面的压头上，以测量轴向应变；试件中部安装径向位移测试装置，安装步骤如下：（1）测量试件，在试件的中截面上画线作标记；（2）将径向测试夹具安装在试件上，安装位置应为试件的中截面，以避免端部约束的影响，并调整夹具的中心线与试件的标记线重合，以保证夹具处于垂直于试件中心轴的水平面内；（3）将试件放入UTM的加载压头下，并调整至中心位置；（4）将径向位移传感器LVDT装进环向测试夹具中，调整其初始值至合适位置，拧紧螺丝固定传感器；（5）准备试验，以测量径向应变，测量范围：0～50mm；3）调试数据测试和采集系统，检测LVDT反应是否正常，并调整LVDT到线型范围的开端，以使整个范围对积累变形都是有效的；4）关闭环境室足够的时间，使试件及环境室的温度达到稳定；5）保温至试验温度后，对试件施加预定荷载；6）试验结果分析。作为优选，上述步骤2）中为防止底座和压头对试件的摩擦力约束了试件的变形，在试件和压头、底座之间放置双层乳胶膜，在乳胶膜之间涂润滑脂，保障试件端面自由变形。作为优选，上述步骤4）中关闭环境室足够的时间为10到15分钟。作为优选，上述步骤5）中对试件施加预定荷载的加载速率取1mm/min。测试沥青混合料的径向应变是困难的，目前还没有成熟的测试方法。而本专利技术采用这种环向应变测试装置很好解决了这个问题。该装置由位移传感器和链形夹具组成，其中夹具的两端分别有两个孔，分别用于放置位移传感器和拧入螺栓，该夹具通过弹簧的拉力束缚在圆柱体试件表面，通过轴承的滚动和弹簧的拉伸与试件变形保持一致，采用UTM配置的高精度线性位移传感器LVD本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种径向位移测试装置，其特征在于：包括环状链接管、滑轮、弹簧、调节螺栓、调节螺栓固定装置、固定螺丝一、固定螺丝二、线性位移传感器固定装置和线性位移传感器；所述环状链接管通过钢条与滑轮连接，形成一个开口的链形夹具，该夹具内设有圆柱形沥青混合料试件，所述夹具的两端分别安装有调节螺栓固定装置和线性位移传感器固定装置，调节螺栓固定装置和线性位移传感器固定装置内分别设有位置相对的孔洞，所述调节螺栓和线性位移传感器分别放置于上述两个孔洞中，调节螺栓端部光滑平整,并与线性位移传感器顶端光滑接触，调节螺栓上设有固定螺丝一，线性位移传感器上设有固定螺丝二，所述夹具的开口两端连接有弹簧；所述滑轮包括内环和外环，内环和内环之间设有滚珠。

【技术特征摘要】
1.一种沥青混合料局部三轴试验方法，其特征在于：该试验方法使用径向位移测试装置，所述径向位移测试装置包括环状链接管、滑轮、弹簧、调节螺栓、调节螺栓固定装置、固定螺丝一、固定螺丝二、线性位移传感器固定装置和线性位移传感器；所述环状链接管通过钢条与滑轮连接，形成一个开口的链形夹具，该夹具内设有圆柱形沥青混合料试件，所述夹具的两端分别安装有调节螺栓固定装置和线性位移传感器固定装置，调节螺栓固定装置和线性位移传感器固定装置内分别设有位置相对的孔洞，所述调节螺栓和线性位移传感器分别放置于上述两个孔洞中，调节螺栓端部光滑平整,并与线性位移传感器顶端光滑接触，调节螺栓上设有固定螺丝一，线性位移传感器上设有固定螺丝二，所述夹具的开口两端连接有弹簧；所述滑轮包括内环和外环，内环和内环之间设有滚珠；采用所述径向位移测试装置的沥青混合料局部三轴试验方法，包括以下步骤：1)将试件置于环境室保温至少4个小时，使其稳定到规定的试验温度；2)温度稳定后，安装试件；采用两个尺寸相等的压头分别对试件两端进行局部约束，使上下压头之间的混合料区域应力相对均匀，并对试件顶端的压头进行局部加载，压头外围的混合料可以提供变化的围压；试件放置在支座上，荷载通过小于试件直径的压头施加，两个LVDT安装在试件顶端面的压头上，以测量轴向应变；试件中部安装...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨军，张建同，陈先华，陈小兵，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：