專利名稱：一種通過反射裂縫來模擬實際路面開裂的試驗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于公路工程浙青路面的抗裂性研究技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種通過反射裂縫來模擬實際路面開裂的試驗裝置。
背景技術(shù)：
反射裂縫，是指路面基層先于面層產(chǎn)生裂縫，并將基層裂縫反射到面層?；鶎恿芽p和初始缺陷在溫濕循環(huán)應(yīng)力和荷載重復(fù)應(yīng)力的共同作用下，在面層底部產(chǎn)生應(yīng)力集中，首先導(dǎo)致面層底部開裂，隨后逐漸由面層底部向上擴(kuò)展，最終使裂縫貫穿整個面層，形成反射裂縫。反射裂縫對路面結(jié)構(gòu)的整體性和連續(xù)性產(chǎn)生嚴(yán)重的破壞并在一定程度上削弱了路面結(jié)構(gòu)的強度；且雨水或雪水的浸入會導(dǎo)致基層變軟，在行車荷載反復(fù)作用下造成路面強度大幅降低，產(chǎn)生沖刷和唧泥現(xiàn)象。近年來，國內(nèi)外道路工程界對浙青路面反射裂縫的研究一直十分活躍。但是大多數(shù)研究方法都是在理論層次上對反射裂縫進(jìn)行分析，如靜力分析法，斷裂力學(xué)法等，這樣并不能完全解決反射裂縫的研究課題。因此必須通過室內(nèi)模擬實驗，將理論與實際聯(lián)系起來， 在較短的時間內(nèi)控制主要試驗因素進(jìn)行試驗分析研究，評價不同結(jié)構(gòu)浙青路面的抗裂性能。浙青路面反射裂縫的室內(nèi)試驗主要可分為以下幾類(1)直接拉伸試驗(2)間接拉伸試驗(3)彎曲-拉伸疲勞試驗(4)剪切疲勞試驗(5)試板疲勞試驗縱觀以上實驗，主要是基于現(xiàn)象學(xué)法或力學(xué)近似法?，F(xiàn)象學(xué)法分析了浙青對混合料抗裂性能的影響，未涉及路面結(jié)構(gòu)變化導(dǎo)致整個路面抗裂性能的差異性；力學(xué)近似法分析了浙青混合料裂縫擴(kuò)展規(guī)律，但其計算結(jié)果與工程實際存在較大差別。由此可見，這些室內(nèi)試驗方法不能真實的反應(yīng)路面結(jié)構(gòu)反射裂縫形成，擴(kuò)展及斷裂規(guī)律。因此，開發(fā)一種能較為真實地反映浙青路面結(jié)構(gòu)在荷載作用下其反射裂縫形成，擴(kuò)展的試驗裝置具有非常重要的現(xiàn)實意義。

實用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實用新型提供一種通過反射裂縫來模擬實際路面開裂的試驗裝置，通過該裝置可以獲取特定試驗條件下裂縫貫穿整個試件所需的周期數(shù)以及浙青混合料的裂縫擴(kuò)展參數(shù)，為浙青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計提供可靠的試驗依據(jù)。其技術(shù)方案為一種通過反射裂縫來模擬實際路面開裂的試驗裝置，包括試驗機(jī)7，測量系統(tǒng)8， 環(huán)境箱3，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)6和浙青路面模擬平臺9，試驗機(jī)7和測量系統(tǒng)8以及浙青路面模擬平臺9均位于環(huán)境箱3內(nèi)，試驗機(jī)7與浙青路面模擬平臺9相連接為其加載，測量系統(tǒng)8 與浙青模擬平臺9相連接用于測量試驗中的變形參數(shù)，測量系統(tǒng)8外接數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)6用于采集試驗數(shù)據(jù)。進(jìn)一步優(yōu)選，所述測量系統(tǒng)3包含溫度傳感器，測力傳感器，時間變形觀測儀。進(jìn)一步優(yōu)選，所述浙青路面模擬平臺9由鋁板1，固定的鋼板4和活動的鋼板5構(gòu)成。進(jìn)一步優(yōu)選，所述浙青路面模擬平臺9上分布有凹槽。進(jìn)一步優(yōu)選，所述浙青路面模擬平臺9相當(dāng)于道路結(jié)構(gòu)的基層并可具有0_2mm的初始開裂。進(jìn)一步優(yōu)選，所述浙青路面模擬平臺9尺寸為300mm長，150mm寬，13mm高。進(jìn)一步優(yōu)選，所述浙青路面模擬平臺9由鋼板制成。本實用新型的有益效果(1)本實用新型的實驗裝置可以通過分析荷載位移時間軸來實現(xiàn)反射裂縫壽命的自動化觀測。(2)本實驗裝置的環(huán)境箱為可選部件，室內(nèi)模擬試驗具有多樣化。(3)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為全電腦控制，增加了試驗操作的便利性。(4)將理論與實際聯(lián)系起來，在較短的時間內(nèi)控制主要試驗因素進(jìn)行試驗分析研究，評價不同結(jié)構(gòu)浙青路面的抗裂性能。(5)實驗操作簡便，數(shù)據(jù)精確度高，浙青路面模擬平臺平板上分布著有規(guī)律間距的凹槽，并且與試件進(jìn)行膠合，可以更好的模擬路面的實際狀態(tài)。

圖1是試驗裝置簡圖；圖2是模擬平臺平面圖；圖3是本試驗裝置的加載波形圖；圖4是試件制作過程示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖與具體實施方式
對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)地說明。參照圖1、圖2，一種通過反射裂縫來模擬實際路面開裂的試驗裝置，包括環(huán)境箱 3，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)6，試驗機(jī)7，測量系統(tǒng)8，浙青路面模擬平臺9。其中試件2，試驗機(jī)7和測量系統(tǒng)8以及浙青路面模擬平臺9均位于環(huán)境箱3內(nèi)，試驗機(jī)7與浙青路面模擬平臺9相連接為其加載，測量系統(tǒng)8與浙青模擬平臺9相連接用于測量試驗中的變形參數(shù)。測量系統(tǒng)8外接數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)6用于采集試驗數(shù)據(jù)。所述測量系統(tǒng)3包含溫度傳感器，測力傳感器，時間變形觀測儀。所述浙青路面模擬平臺9由鋁板1，固定的鋼板4和活動的鋼板5構(gòu)成。所述浙青路面模擬平臺9上分布有凹槽，所述浙青路面模擬平臺9尺寸為300mm 長，150mm寬，13mm高，試件10粘在上面。所述浙青路面模擬平臺9由高強度鋼板制成。[0036]試件2和鋁板1膠合，膠合的試件應(yīng)該在室溫25°C時凝固4h，使膠水具有足夠的強度。環(huán)境箱3和測量系統(tǒng)8在試驗之前要進(jìn)行校準(zhǔn)。本試驗在特定的溫度例如室溫25°C 下進(jìn)行，試件本身具有開放位移0. 63mm，并且要具有和環(huán)境室內(nèi)一致的溫度。模擬平臺相當(dāng)于道路結(jié)構(gòu)的基層并可具有0-2mm的初始開裂。通過測量系統(tǒng)8可以很方便的確定試件2 何時達(dá)到所需的溫度，推薦溫度為室溫25°C。使用螺栓將膠合著試件的鋁板1固定。參照圖3本實用新型通過試驗機(jī)7采用循環(huán)三角波形的加載方式，在每10秒一個周期的加載速率下對試件進(jìn)行重復(fù)加載直至加載失效。試驗過程中活動的鋼板5會相對于固定的鋼板4的產(chǎn)生水平位移，進(jìn)而使膠合在鋼板上的試件2產(chǎn)生開裂，即為模擬了路面的反射裂縫過程。然后通過測量系統(tǒng)8和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)6進(jìn)行試驗數(shù)據(jù)的測量和采集記錄， 以備后期進(jìn)行分析運算。試件的制作過程如圖4所示首先準(zhǔn)備150mm直徑57mm高的圓柱體原始試件，一般情況下具有7 %的孔隙率，這樣可以更好的模擬現(xiàn)場條件。然后使用鋸子將試件粗切割成38mm高得到剪切后的試件，最后從兩邊修剪成38mm高，最終得到150mm長76mm寬，38mm高的試件。本實用新型的實施例不限于此，對其技術(shù)方案的簡單變換，以及等效替換均落入本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種通過反射裂縫來模擬實際路面開裂的試驗裝置，其特征在于，包括試驗機(jī)(7)， 測量系統(tǒng)(8)，環(huán)境箱(3)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(6)和浙青路面模擬平臺(9)，試驗機(jī)(7)和測量系統(tǒng)(8)以及浙青路面模擬平臺(9)均位于環(huán)境箱(3)內(nèi)，試驗機(jī)(7)與浙青路面模擬平臺(9)相連接，測量系統(tǒng)(8)與浙青模擬平臺(9)相連接，測量系統(tǒng)(8)外接數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) (6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過反射裂縫來模擬實際路面開裂的試驗裝置，其特征在于，所述測量系統(tǒng)(8)包含溫度傳感器，測力傳感器，時間變形觀測儀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過反射裂縫來模擬實際路面開裂的試驗裝置，其特征在于，所述浙青路面模擬平臺(9)由鋁板(1)，固定的鋼板⑷和活動的鋼板(5)構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過反射裂縫來模擬實際路面開裂的試驗裝置，其特征在于，所述浙青路面模擬平臺(9)上分布有凹槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過反射裂縫來模擬實際路面開裂的試驗裝置，其特征在于，所述浙青路面模擬平臺(9)相當(dāng)于道路結(jié)構(gòu)的基層并可具有0-2mm的初始開裂。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過反射裂縫來模擬實際路面開裂的試驗裝置，其特征在于，所述浙青路面模擬平臺(9)尺寸為300mm長，150mm寬，13mm高。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通過反射裂縫來模擬實際路面開裂的試驗裝置，其特征在于，所述浙青路面模擬平臺(9)由鋼板制成。
專利摘要本實用新型公開了一種通過反射裂縫來模擬實際路面開裂的試驗裝置，其特征在于，包括試驗機(jī)(7)，測量系統(tǒng)(8)，環(huán)境箱(3)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(6)和位于環(huán)境箱(3)內(nèi)的瀝青路面模擬平臺(9)。本實用新型具有操作簡便，數(shù)據(jù)精確度高的特點，適用于公路工程瀝青路面的抗裂性研究技術(shù)領(lǐng)域。
文檔編號G01N3/32GK202330192SQ201120472020
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月24日
發(fā)明者尤占平, 張琛, 汪海年, 郝培文, 馬骉 申請人:長安大學(xué)