一種瀝青混合料扭轉(zhuǎn)剪切試驗(yàn)方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種瀝青混合料扭轉(zhuǎn)剪切試驗(yàn)方法，采用扭轉(zhuǎn)剪切方式測(cè)定瀝青混合料的抗剪強(qiáng)度和剪切疲勞壽命，該試驗(yàn)方法需要的試驗(yàn)裝置包括試驗(yàn)平臺(tái)、微機(jī)控制電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)。本發(fā)明通過(guò)扭矩（作用在圓形截面試件上的扭矩只會(huì)產(chǎn)生純剪切變形，使瀝青混合料處于純剪切的簡(jiǎn)單應(yīng)力狀態(tài)，在理論上可提高試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性）將圓柱體瀝青混合料試件破壞，分析數(shù)據(jù)可以得到瀝青混合料的抗剪強(qiáng)度和剪切疲勞壽命，從而評(píng)價(jià)瀝青混合料的抗剪性能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種瀝青混合料扭轉(zhuǎn)剪切試驗(yàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于浙青混合料力學(xué)性能試驗(yàn)領(lǐng)域，特別是涉及到一種浙青混合料扭轉(zhuǎn)剪切試驗(yàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]有關(guān)調(diào)查和研究表明，在氣溫較高的條件下，浙青混合料的剪切強(qiáng)度不足以抵抗車(chē)輪荷載的反復(fù)作用，使浙青混凝土產(chǎn)生塑性剪切變形，并逐漸被擠壓到兩側(cè)，從而產(chǎn)生車(chē)轍；在浙青路面的設(shè)計(jì)過(guò)程中，并沒(méi)有考慮到浙青混合料的抗剪性能。所以，研究浙青混合料的抗剪性能，對(duì)浙青混合料的性能評(píng)價(jià)與浙青路面的設(shè)計(jì)都具有很大的意義。
[0003]目前國(guó)內(nèi)剪切性能實(shí)驗(yàn)方法存在一些薄弱之處:在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中試件一般處于復(fù)雜應(yīng)力作用狀態(tài)下，進(jìn)而發(fā)生剪切破壞，雖然復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)更接近于路面實(shí)際工作狀態(tài)，但是破壞面上剪應(yīng)力分布存在不均勻、不對(duì)稱(chēng)及不協(xié)調(diào)的現(xiàn)象，這個(gè)將會(huì)對(duì)試驗(yàn)精度產(chǎn)生一定影響。同時(shí)，國(guó)內(nèi)缺乏對(duì)浙青混合料進(jìn)行直剪試驗(yàn)的設(shè)備和方法。因此，在浙青混合料的設(shè)計(jì)過(guò)程中提出一種高效精確并且經(jīng)濟(jì)實(shí)用的剪切試驗(yàn)方法來(lái)評(píng)價(jià)浙青混合料的抗剪性能，具有重大意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)目前國(guó)內(nèi)剪切性能實(shí)驗(yàn)方法存在薄弱之處的現(xiàn)狀，結(jié)合考慮浙青路面應(yīng)力場(chǎng)分布與環(huán)境影響效應(yīng)，開(kāi)發(fā)剪切試驗(yàn)方法的試驗(yàn)，本發(fā)明可以對(duì)不同的材料在不同的環(huán)境條件(溫度、加載頻率)進(jìn)行扭轉(zhuǎn)剪切試驗(yàn)。通過(guò)試驗(yàn)裝置給試件施加一個(gè)扭轉(zhuǎn)的力矩，這樣試件受到純剪狀態(tài)，更能模擬實(shí)際路面的應(yīng)力狀態(tài)，并且易于分析，滿(mǎn)足多規(guī)格的試樣。
[0005]本發(fā)明所通過(guò)一種浙青混合料扭轉(zhuǎn)剪切試驗(yàn)裝置予以實(shí)現(xiàn)。浙青混合料扭轉(zhuǎn)剪切試驗(yàn)裝置包括微機(jī)控制電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)和試驗(yàn)平臺(tái)。其中萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)包括機(jī)架、恒溫箱、底座、升降桿、控制裝置、動(dòng)力系統(tǒng)。試驗(yàn)平臺(tái)由測(cè)試試臺(tái)、接頭、齒條、齒輪、轉(zhuǎn)盤(pán)、固定滑板和滑板底座組成，滑座底板上開(kāi)有兩道槽，固定盤(pán)可以在槽中滑動(dòng)；試驗(yàn)平臺(tái)通過(guò)螺絲固定在萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)。
[0006]一種浙青混合料扭轉(zhuǎn)剪切試驗(yàn)方法，包括一下步驟:
(1)通過(guò)確定浙青混合料試件的尺寸來(lái)確定圓盤(pán)尺寸。試件直徑IOOmm?150_，高度IOCtam?150mm。圓盤(pán)尺寸105臟?160mm,厚度30mm ;
(2)制作浙青混合料試件:可通過(guò)靜壓法或者旋轉(zhuǎn)壓實(shí)法成型浙青混合料試件，也可通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)鉆芯取樣；
(3)保溫:將浙青混合料試件和圓盤(pán)放置在恒溫箱中保溫，溫度在10攝氏度?60攝氏度之間，保溫時(shí)間在6小時(shí)以上；
(4)進(jìn)行抗剪強(qiáng)度測(cè)試試驗(yàn):將浙青混合料試件通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂與圓盤(pán)相粘結(jié)，一個(gè)圓盤(pán)與旋轉(zhuǎn)軸相連，另一個(gè)圓盤(pán)與固定滑板相連。萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)通過(guò)升降桿向齒條施加壓力，加載速率為10mm/min，齒輪與齒條嚙合，并將壓力轉(zhuǎn)化成扭矩，直到浙青混合料試件產(chǎn)生破壞，萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)采集到數(shù)據(jù)，得到破壞荷載，可以求出抗剪強(qiáng)度，重復(fù)試驗(yàn)，得到平均值做為此種浙青混合料的抗剪強(qiáng)度。浙青混合料試件的位移方向在試驗(yàn)過(guò)程中要與剪切方向一致；
(5)進(jìn)行剪切疲勞試驗(yàn):通過(guò)步驟(4)得到破壞荷載，在破壞荷載的0.1?0.9倍范圍內(nèi)取值，對(duì)浙青混合料試件進(jìn)行重復(fù)加載，通過(guò)萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)采集加載次數(shù)和變形數(shù)據(jù)，多次試驗(yàn)取平均值，從而可以得到該浙青混合料的剪切疲勞壽命。
[0007]本發(fā)明通過(guò)施加扭矩(作用在圓形截面試件上的扭矩只會(huì)產(chǎn)生純剪切變形，使浙青混合料處于純剪切的簡(jiǎn)單應(yīng)力狀態(tài)，在理論上可提高試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性)，將圓柱體浙青混合料試件破壞，分析數(shù)據(jù)可以得到浙青混合料的抗剪強(qiáng)度和剪切疲勞壽命，從而評(píng)價(jià)浙青混合料的抗剪性能。
[0008]本發(fā)明簡(jiǎn)單易操作，便于推廣，實(shí)用性強(qiáng)，能比較準(zhǔn)確地模擬出浙青路面的實(shí)際受力狀態(tài)，對(duì)浙青路面層內(nèi)剪切性能和結(jié)構(gòu)與材料的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)、浙青層厚度的設(shè)計(jì)具有重
要意義。
【權(quán)利要求】
1.一種浙青混合料扭轉(zhuǎn)剪切試驗(yàn)方法，其特征在于以下步驟: (O通過(guò)確定浙青混合料試件的尺寸來(lái)確定圓盤(pán)尺寸； (2)制作浙青混合料試件:可通過(guò)靜壓法或者旋轉(zhuǎn)壓實(shí)法成型浙青混合料試件，也可通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)鉆芯取樣； (3)保溫:將浙青混合料試件和圓盤(pán)放置在恒溫箱中保溫； (4)進(jìn)行抗剪強(qiáng)度測(cè)試試驗(yàn):將浙青混合料試件通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂與圓盤(pán)相粘結(jié)，一個(gè)圓盤(pán)與旋轉(zhuǎn)軸相連，另一個(gè)圓盤(pán)與固定滑板相連， 萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)通過(guò)升降桿向齒條施加壓力，加載速率為10mm/min，齒輪與齒條嚙合，并將壓力轉(zhuǎn)化成扭矩，直到浙青混合料試件產(chǎn)生破壞，萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)采集到數(shù)據(jù)，得到破壞荷載，可以求出抗剪強(qiáng)度，重復(fù)試驗(yàn)，得到平均值做為此種浙青混合料的抗剪強(qiáng)度， 浙青混合料試件的位移方向在試驗(yàn)過(guò)程中要與剪切方向一致， (5)進(jìn)行剪切疲勞試驗(yàn):通過(guò)步驟(4)得到破壞荷載，在破壞荷載的0.1?0.9倍范圍內(nèi)取值，對(duì)浙青混合料試件進(jìn)行重復(fù)加載，通過(guò)萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)采集加載次數(shù)和變形數(shù)據(jù)，多次試驗(yàn)取平均值，從而可以得到該浙青混合料的剪切疲勞壽命。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浙青混合料扭轉(zhuǎn)剪切試驗(yàn)方法，其特征在于:所述步驟(I)中試件直徑10Omm?150mm,高度10Omm?150mm,圓盤(pán)尺寸105mm?160mm,厚度30mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的浙青混合料扭轉(zhuǎn)剪切試驗(yàn)方法，其特征在于:所述步驟(4)中恒溫箱溫度在10攝氏度?60攝氏度之間，保溫時(shí)間在6小時(shí)以上。
【文檔編號(hào)】G01N3/26GK103743631SQ201410017686
【公開(kāi)日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2014年1月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月15日
【發(fā)明者】謝軍, 邱驥杰, 袁暢, 黃林 申請(qǐng)人:長(zhǎng)沙理工大學(xué)