本發(fā)明涉及一種澆筑式瀝青混凝土貫入試驗(yàn)改良裝置。

背景技術(shù)：

澆注式瀝青混凝土指在高溫狀態(tài)下(約220℃～260℃)進(jìn)行拌合，混合料攤鋪時(shí)流動(dòng)性大，依靠自身的流動(dòng)性攤鋪成型，無(wú)須碾壓，瀝青、礦粉含量較大，空隙率小于1％的一種特殊的瀝青混合物。澆注式瀝青混凝土在德國(guó)的應(yīng)用歷史悠久，一直以來(lái)混合料性能的評(píng)價(jià)方法只有一個(gè)，也是配合比設(shè)計(jì)時(shí)唯一所需的室內(nèi)試驗(yàn)，這就是貫入試驗(yàn)。貫入試驗(yàn)，用以評(píng)定澆注式瀝青混合料的抗變形能力，是在規(guī)定溫度下、規(guī)定時(shí)間內(nèi)，在規(guī)定恒載作用下，測(cè)試剛性壓桿貫入瀝青混凝土試件表面的深度(位移)，以mm為單位。這種方法操作簡(jiǎn)單，容易推廣，試驗(yàn)條件還可依據(jù)需要予以調(diào)整，因此它已經(jīng)成為了世界各國(guó)用來(lái)評(píng)價(jià)澆注式瀝青混凝土高溫穩(wěn)定性的基本方法。

從國(guó)外應(yīng)用看，貫入試驗(yàn)基本上為各國(guó)采納，但均依據(jù)本國(guó)特點(diǎn)對(duì)試驗(yàn)方法、對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)及標(biāo)準(zhǔn)予以改進(jìn)。有些國(guó)家，通過(guò)本國(guó)的研究工作，同時(shí)提出了適合于本國(guó)的補(bǔ)充評(píng)價(jià)指標(biāo)。目前，我國(guó)使用的貫入試驗(yàn)儀，貫入裝置的參數(shù)與國(guó)際統(tǒng)一，即所加荷載為515.0±9.8N，與試件接觸的壓桿平面為圓形，尺寸為Φ25.2mm，即面積為500mm²，則壓力約為1MPa；加荷時(shí)間為30min，并測(cè)定加載60min時(shí)的貫入度增量；溫度可以在40℃～60℃之間，根據(jù)鋪面設(shè)計(jì)溫度確定，用恒溫水浴的方式進(jìn)行溫度控制；試件采用70×70×70mm尺寸的立方體試件，并采用有側(cè)限的試驗(yàn)方法。但由于鋪裝結(jié)構(gòu)并無(wú)側(cè)限，故采用有側(cè)限試驗(yàn)方法與鋪裝實(shí)際的情況差距較大，使所測(cè)結(jié)果偏于保守，易對(duì)鋪裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)生不利影響。此外，由于恒溫水箱中水的存在，使試件也與鋪裝結(jié)構(gòu)所處環(huán)境不同。因此，為使貫入試驗(yàn)裝置盡量模擬鋪裝結(jié)構(gòu)的剪切破壞，避免試件出現(xiàn)拉伸的破壞，需對(duì)該試驗(yàn)裝置進(jìn)行改良。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了使貫入試驗(yàn)裝置盡量模擬鋪裝結(jié)構(gòu)的剪切破壞，避免澆筑式瀝青混凝土試件出現(xiàn)拉伸的破壞，影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，而提供一種澆筑式瀝青混凝土貫入試驗(yàn)裝置。

本發(fā)明澆筑式瀝青混凝土貫入試驗(yàn)裝置包含底板、支架、恒溫箱、試件平臺(tái)、貫入桿、承重臺(tái)、荷重砝碼和位移檢測(cè)裝置，恒溫箱放置在底板中部，在恒溫箱中設(shè)置有試件平臺(tái)，在試件平臺(tái)的表面放置有澆筑式瀝青混凝土試件，恒溫箱的頂壁中部開有活動(dòng)門，支架設(shè)置在恒溫箱的上方，支架的一端固定在底板上，在活動(dòng)門的垂直上方的支架上開有通孔，通孔內(nèi)套設(shè)有一端帶有環(huán)形凸沿的圓管，圓管內(nèi)設(shè)有內(nèi)螺紋，圓管內(nèi)插有貫入桿，貫入桿上設(shè)置有與圓管內(nèi)螺紋相配合的外螺紋，貫入桿的一端伸入恒溫箱內(nèi)部，貫入桿的另一端的端面上連接有承重臺(tái)，荷重砝碼置于承重臺(tái)上，在貫入路徑中，貫入桿與圓管間隙配合，貫入桿在重力作用下垂直向下貫入澆筑式瀝青混凝土試件中，位移檢測(cè)裝置固定在貫入桿上并夾在承重臺(tái)和支架之間。

本發(fā)明所述的貫入試驗(yàn)儀改良裝置通過(guò)加大試樣尺寸及恒溫水浴向恒溫箱的轉(zhuǎn)變，且試件平臺(tái)為平板形，不設(shè)有圍沿，實(shí)現(xiàn)澆筑式瀝青混凝土試件進(jìn)行無(wú)側(cè)限試驗(yàn)，進(jìn)而能夠模擬鋪裝結(jié)構(gòu)的剪切破壞，避免出現(xiàn)拉伸破壞，使貫入試驗(yàn)的過(guò)程更接近于實(shí)際鋪裝，進(jìn)而使配置得到的澆筑式瀝青混凝土性能提高。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明澆筑式瀝青混凝土貫入試驗(yàn)裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為恒溫箱內(nèi)部的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

具體實(shí)施方式一：本實(shí)施方式澆筑式瀝青混凝土貫入試驗(yàn)裝置包含底板1、支架2、恒溫箱3、試件平臺(tái)4、貫入桿6、承重臺(tái)7、荷重砝碼8和位移檢測(cè)裝置9，恒溫箱3放置在底板1中部，在恒溫箱3中設(shè)置有試件平臺(tái)4，在試件平臺(tái)4的表面放置有澆筑式瀝青混凝土試件5，恒溫箱3的頂壁中部開有活動(dòng)門11，支架2設(shè)置在恒溫箱3的上方，支架2的一端固定在底板1上，在活動(dòng)門11的垂直上方的支架2上開有通孔，通孔內(nèi)套設(shè)有一端帶有環(huán)形凸沿的圓管12，圓管12內(nèi)設(shè)有內(nèi)螺紋，圓管12內(nèi)插有貫入桿6，貫入桿6上設(shè)置有與圓管12內(nèi)螺紋相配合的外螺紋，貫入桿6的一端伸入恒溫箱3內(nèi)部，貫入桿6的另一端的端面上連接有承重臺(tái)7，荷重砝碼8置于承重臺(tái)7上，在貫入路徑中，貫入桿6與圓管12間隙配合，貫入桿6在重力作用下垂直向下貫入澆筑式瀝青混凝土試件5中，位移檢測(cè)裝置9固定在貫入桿6上并夾在承重臺(tái)7和支架2之間。

本實(shí)施方式所述的恒溫箱通過(guò)頂壁上活動(dòng)門的設(shè)置使預(yù)熱階段可關(guān)閉活動(dòng)門使瀝青混凝土充分預(yù)熱，貫入過(guò)程中，貫入桿可通過(guò)活動(dòng)門放入恒溫箱體中，由于活動(dòng)門較小，使熱量不易散失，保證了試驗(yàn)過(guò)程中試件的溫度保持恒定。

本實(shí)施方式模擬鋪裝結(jié)構(gòu)實(shí)際所處環(huán)境，將瀝青混凝土試件變大，變?yōu)?00mm×100mm×50mm的試件，同時(shí)去除試模側(cè)限，并將恒溫水浴改良為恒溫箱，使所測(cè)瀝青混凝土高溫性能更為準(zhǔn)確，以使其所配置的瀝青混凝土配合比及其性能更加優(yōu)良。

具體實(shí)施方式二：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一不同的是所述的位移檢測(cè)裝置9為位移百分表。

本實(shí)施方式位移百分表的測(cè)頭抵在支架的上表面。

具體實(shí)施方式三：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一或二不同的是恒溫箱3的箱壁為中空結(jié)構(gòu)，箱壁內(nèi)設(shè)置有加熱管。

本實(shí)施方式的恒溫箱通過(guò)外接220V電源進(jìn)行加熱。

具體實(shí)施方式四：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式三不同的是加熱管采用U型鈦合金加溫電熱管。

本實(shí)施方式電熱管的溫度調(diào)節(jié)范圍為40～80℃。

具體實(shí)施方式五：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至四之一不同的是在恒溫箱3內(nèi)還設(shè)置有溫度傳感器。

本實(shí)施方式所述溫度傳感器，主要監(jiān)測(cè)恒溫箱中的空氣溫度。此外恒溫箱設(shè)置超高溫保護(hù)系統(tǒng)，如箱室內(nèi)溫度超過(guò)90℃，箱體便自動(dòng)斷電，以防止發(fā)生危險(xiǎn)。試驗(yàn)過(guò)程中，采用70℃作為試驗(yàn)溫度，這與我國(guó)瀝青路面夏季路表最高溫相近的溫度。

具體實(shí)施方式六：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至五之一不同的是在恒溫箱3的前壁上設(shè)有艙門15。

本實(shí)施方式通過(guò)艙門的設(shè)置便于澆筑式瀝青混凝土試樣的取放。

具體實(shí)施方式七：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至六之一不同的是試件平臺(tái)4為長(zhǎng)×寬為200mm×200mm的平板矩形。

本實(shí)施方式通過(guò)試件支架平板的設(shè)置使試樣試驗(yàn)過(guò)程中無(wú)側(cè)限，使其受力狀態(tài)更接近于鋪裝結(jié)構(gòu)所受的剪切力，避免試件出現(xiàn)拉伸破壞。

具體實(shí)施方式八：本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式一至七之一不同的是試件平臺(tái)4中部長(zhǎng)×寬為100mm×100mm的區(qū)域，其邊線用涂料進(jìn)行標(biāo)識(shí)。

本實(shí)施方式通過(guò)邊線涂料標(biāo)志設(shè)置使放入試樣的位置準(zhǔn)確，避免試驗(yàn)誤差。

實(shí)施例一：本實(shí)施例澆筑式瀝青混凝土貫入試驗(yàn)裝置包含底板1、支架2、恒溫箱3、試件平臺(tái)4、貫入桿6、承重臺(tái)7、荷重砝碼8和位移檢測(cè)裝置9即百分表，恒溫箱3放置在底板1中部，恒溫箱3的前壁上設(shè)有艙門15，在恒溫箱3中設(shè)置有試件平臺(tái)4，在試件平臺(tái)4的表面放置有澆筑式瀝青混凝土試件5，恒溫箱3的頂壁中部開有活動(dòng)門11，支架2設(shè)置在恒溫箱3的上方，支架2的一端固定在底板1上，在活動(dòng)門11的垂直上方的支架2上開有通孔，通孔內(nèi)套設(shè)有一端帶有環(huán)形凸沿的圓管12，圓管12內(nèi)設(shè)有內(nèi)螺紋，圓管12內(nèi)插有貫入桿6，貫入桿6上設(shè)置有與圓管12內(nèi)螺紋相配合的外螺紋，在貫入路徑中，貫入桿6與圓管12間隙配合，貫入桿6在重力作用下垂直向下貫入澆筑式瀝青混凝土試件5中，貫入桿6的一端伸入恒溫箱3內(nèi)部，貫入桿6的另一端的端面上連接有承重臺(tái)7，荷重砝碼8置于承重臺(tái)7上，位移檢測(cè)裝置9固定在貫入桿6上并夾在承重臺(tái)7和支架2之間，百分表的測(cè)頭抵在支架的上表面。

本實(shí)施例在試件平臺(tái)中部長(zhǎng)×寬為100mm×100mm的矩形區(qū)域，其邊線用涂料進(jìn)行標(biāo)識(shí)。在貫入前，轉(zhuǎn)動(dòng)貫入桿，可使貫入桿緩慢下降，直至圓管的環(huán)形凸沿到達(dá)支架的上部，此時(shí)，貫入桿的底端面和試件的頂部相接觸，在貫入過(guò)程中，貫入桿和支架間不再有接觸，貫入桿在重力作用下垂直貫入試件中。

本實(shí)施例所述澆筑式瀝青混凝土貫入試驗(yàn)裝置中，底板的長(zhǎng)×寬×高為650mm×650mm×20mm；支架整體由水平架梁和垂直支梁組成倒“L”形，垂直支梁垂直于底板，水平架梁平行于底板；恒溫箱外尺寸的長(zhǎng)×寬×高為350mm×350mm×200mm；試件平臺(tái)的長(zhǎng)×寬×高為200mm×200mm×20mm；澆筑式瀝青混凝土試件的長(zhǎng)×寬×高為100mm×100mm×50mm；貫入桿底面為平整的圓形端面，其直徑為25.2mm；承重臺(tái)的長(zhǎng)×寬×高為500mm×500mm×20mm。恒溫箱采用U型鈦合金加溫電熱管加熱，電熱管分別布置在恒溫箱左、右側(cè)箱壁及恒溫箱底部，工作電壓為220V交流。

本實(shí)施例應(yīng)用澆筑式瀝青混凝土貫入試驗(yàn)儀改良裝置的試驗(yàn)方法如下：

一、采用專用的試模，澆注入試驗(yàn)用的瀝青混凝土試件，按規(guī)定對(duì)試樣進(jìn)行冷卻靜養(yǎng)；

二、對(duì)試件進(jìn)行脫模，使試樣的側(cè)面作為測(cè)試面放在試樣支架的中間畫標(biāo)志線的區(qū)域，打開恒溫箱艙門，將試件平臺(tái)放入恒溫箱固定的位置；

三、關(guān)閉艙門，接通恒溫箱電源，設(shè)置恒溫箱內(nèi)的溫度，保溫60min；

四、將貫入桿垂直下伸直至接觸到瀝青混凝土試件表面為止；

五、放下貫入桿，同時(shí)按動(dòng)秒表開始計(jì)時(shí)，初加荷載為2.5kgf(24.5N)，讀取10min時(shí)百分表的讀數(shù)(貫入量)；

六、固定貫入桿，將該荷載下10min時(shí)的百分表讀數(shù)調(diào)整為零，在沒有沖擊力的情況下，將50kgf(480.5N)的荷重砝碼放在承重臺(tái)上，記錄1min、2min、3min、5min、10min、20min、30min和60min時(shí)百分表的讀數(shù)(貫入量)；

七、關(guān)閉電源，打開恒溫箱艙門，取出瀝青混凝土試樣，對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行分析。

本實(shí)施例實(shí)現(xiàn)澆筑式瀝青混凝土試件進(jìn)行無(wú)側(cè)限試驗(yàn)，進(jìn)而能夠模擬鋪裝結(jié)構(gòu)的剪切破壞，避免出現(xiàn)拉伸破壞，使貫入試驗(yàn)的過(guò)程更接近于實(shí)際鋪裝，提高貫入試驗(yàn)的準(zhǔn)確性。