一種多功能瀝青混合料真空加載試驗臺的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種多功能瀝青混合料真空加載試驗臺，包括加載裝置、支架、測量裝置和真空壓實裝置；測量裝置和真空壓實裝置固定在支架上；加載裝置可拆卸的設置于支架上，用于對真空壓實裝置進行加載；測量裝置用于測量真空壓實裝置在加載過程中瀝青混合料的變形量和載荷響應；加載裝置分為沖擊加載裝置、靜壓加載裝置和振動加載裝置。本發(fā)明總體結構設計簡單，便于拆裝和移動；能夠實現(xiàn)真空環(huán)境下對瀝青混合料的三種加載方式，三種方式可以隨意切換。并且振動試驗過程中振動裝置的頻率、參振質量以及激振力可以根據(jù)需要調節(jié)；同時，在各種加載工況下，都能實現(xiàn)對瀝青混合料變形量和載荷響應的動態(tài)測量。
【專利說明】
一種多功能瀝青混合料真空加載試驗臺
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于瀝青混合料真空加載試驗領域，特別涉及一種瀝青混合料真空加載試驗臺。
【背景技術】
[0002]公路交通是國家的經濟命脈，我國公路總里程已位居世界前列，為我國經濟建設做出了突出貢獻。瀝青路面由于具有行車舒適、路面美觀、維修養(yǎng)護相對簡單等優(yōu)點，是我國公路路面的主要類型。瀝青路面的建設涉及路面材料、施工工藝、設備等方面，其中壓實方法不但影響瀝青路面建設成本，還影響瀝青路面壽命和服役性能。因此，新的壓實方法的研究是瀝青路面建設的重要內容，其中，瀝青路面真空壓實方法是新的壓實方法之一。在研究瀝青路面真空壓實方法的過程中，缺乏相應的瀝青混合料真空加載試驗臺。
[0003]用于瀝青混合料的普通壓實方法研究的加載試驗裝置有很多，其中包括振動成型機、壓力機以及擊實儀等等。若在現(xiàn)有加載試驗裝置的基礎上簡單改造對真空壓實的瀝青混合料試件進行不同加載方式的試驗，需要更換不同的試驗裝置，一般的試驗裝置體積較大，移動拆裝不方便，比較費時費力，工作效率較低。同時，現(xiàn)有試驗裝置需要試驗前后手動對試件變形量進行測量，由于人為因素及外界因素的影響，容易出現(xiàn)比較大的誤差，得出的數(shù)據(jù)與真實值相差較大，并且在試驗過程中對試件的變形量和載荷響應無法實現(xiàn)動態(tài)測量?？梢?，這些現(xiàn)有的加載試驗裝置不能滿足瀝青混合料真空加載時不同加載方式的對比試驗和瀝青混合料變形量及載荷響應動態(tài)測量的要求。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種多功能瀝青混合料真空加載試驗臺，以解決上述技術問題。本發(fā)明一種多功能瀝青混合料真空加載試驗臺，能夠實現(xiàn)對瀝青混合料真空壓實環(huán)境下的多種方式加載，包括沖擊、振動以及靜載三種方式，各種加載方式切換方便。并且振動試驗過程中試驗臺的頻率、參振質量以及激振力可以根據(jù)需要調節(jié)。裝置的總體結構設計簡單，便于拆裝和移動。同時，在各種加載工況下，都能實現(xiàn)對瀝青混合料變形量和加載響應的動態(tài)測量。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案:
[0006]—種多功能瀝青混合料真空加載試驗臺，包括加載裝置、支架、測量裝置和真空壓實裝置;測量裝置和真空壓實裝置固定在支架上;加載裝置可拆卸的設置于支架上，用于對真空壓實裝置進行加載;測量裝置用于測量真空壓實裝置在加載過程中的瀝青混合料變形量和載荷響應。
[0007]進一步的，支架包括上板、底板和若干支腿;上板和底板通過若干支腿固定連接；真空壓實裝置固定在底板中心;加載裝置通過直線軸承支承在支架和真空壓實裝置上。
[0008]進一步的，真空壓實裝置包括底座、安裝在底座上的套筒、端蓋、焊接在端蓋上的夾套、上抽氣盤、下抽氣盤、活塞桿和安裝在活塞桿上的墊鐵或擊實墊;套筒固定于底座與端蓋之間；套筒、底座與端蓋圍繞形成一個密閉空間；端蓋中心開有通孔，通孔中固定連接有供活塞桿穿過并且在其中能夠上下自由運動的夾套；上抽氣盤上設置有通氣孔，上抽氣盤中心與活塞桿固定連接;上抽氣盤設置于所述密閉空間內，活塞桿頂部貫穿于端蓋的中心孔;活塞桿頂部固定有墊鐵或擊實墊;下抽氣盤設置于所述密閉空間內；所述密閉空間連通一個抽真空管;夾套與活塞桿之間設有密封裝置。
[0009]進一步的，測量裝置包括位移傳感器和加速度傳感器;位移傳感器伸出端頂在墊鐵或擊實墊的伸出端;加速度傳感器固定在墊鐵或擊實墊的伸出端上。若加載為沖擊加載或者振動加載，通過加速度傳感器采集載荷響應。
[0010]進一步的，加載裝置為沖擊加載裝置、靜壓加載裝置和振動加載裝置。
[0011]進一步的，振動加載裝置包括振動架，振動架呈工字型，兩個同型號的振動電機通過螺栓左右對稱安裝在振動架上;振動架上方通過壓板固定有若干配重;壓板上固定有吊耳;支架上固定有定位螺栓，振動架下方設有與定位螺栓配合進行定位的U形孔;振動架下方固定有用于對真空壓實裝置進行加載的加載桿。
[0012]進一步的，靜壓加載裝置是上方開口的箱體，箱體內有能夠增減的配重塊；四個角均設置有吊耳，下方固定連接一根加載桿，通過直線軸承支承在支架和真空壓實裝置上。
[0013]進一步的，進行加載試驗時，將瀝青混合料放入真空壓實裝置中，真空栗通過抽真空管為瀝青混合料提供真空環(huán)境，加載裝置的作用力通過活塞桿作用在瀝青混合料上完成加載;試驗過程中，測量裝置同步測量真空壓實裝置在加載過程中瀝青混合料變形量和載荷響應。
[0014]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下技術效果:
[0015]能夠實現(xiàn)對瀝青混合料的多種加載方式，包括沖擊、振動以及靜載三種加載方式，三種方式可以隨意切換。并且振動試驗過程中試驗臺的頻率、參振質量以及激振力可以根據(jù)需要調節(jié)。裝置的總體設計結構簡單，便于拆裝和移動。同時，在各種加載工況下，都能實現(xiàn)對瀝青混合料變形量的動態(tài)測量。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的整體結構示意圖。
[0017]圖2為本發(fā)明的振動加載裝置示意圖。
[0018]圖3為本發(fā)明的支架和測量裝置示意圖。
[0019]圖4為本發(fā)明的真空壓實裝置示意圖。
[0020]圖5為本發(fā)明的靜壓加載裝置示意圖。
[0021 ]圖6為本發(fā)明的沖擊試驗的定位盤示意圖。
[0022]圖7為本發(fā)明的沖擊試驗的擊實墊示意圖。
[0023]圖中:1、振動加載裝置，1-1、吊耳，1-2、壓板，1-3、配重，1_4、振動架，1_5、振動電機，1-6、加載桿a，1-7、U形孔，2、支架，2_1、定位螺栓，2-2、上板，2-3、支腿，2-4、直線軸承，
2-5、底板，3、測量裝置，3-1、夾柱，3-2、緊固套，3-3、位移傳感器，3-4、加速度傳感器，4、真空壓實裝置，4-1、墊鐵，4-2、活塞桿，4-3、抽真空管，4-4、夾套，4-5、端蓋，4-6、上抽氣盤，4-
7、靜密封圈，4-8、套筒，4-9、底座，4-10、下抽氣盤，5、靜壓加載裝置，5-1、吊耳，5-2、箱體，5-3、加載桿b，6、定位盤，7、擊實墊。
【具體實施方式】
[0024]如圖1所示，本發(fā)明一種多功能瀝青混合料真空加載試驗臺包括四個部分，分別是加載裝置、支架2、測量裝置3和真空壓實裝置4。
[0025]加載裝置可以是靜壓加載裝置5、也可以切換成振動加載裝置I或沖擊加載裝置。
[0026]圖3所示，支架2由上板2-2、底板2-5和用于連接上板2-2和底板2-5的支腿2-3通過螺栓連接而成，底板2-5中心部分開有兩個螺紋孔，真空壓實裝置4通過螺栓與支架底板2-5相連;加載裝置通過直線軸承2-4支承在支架2和真空壓實裝置4上，加載裝置可以是沖擊加載裝置、靜壓加載裝置5或振動加載裝置I。
[0027]結合圖3，本實施例中，支架2通過支腿2-3將上板2-2和底板2-5連接，上板2-2中心通過螺栓固定直線軸承2-4，帶有螺紋的定位螺栓2-1固定在上板2-2上，上板2-2—側開有通孔用來安裝和固定位移傳感器3-3。
[0028]測量裝置3包括夾柱3-1、緊固套3-2、位移傳感器3-3和加速度傳感器3-4，位移傳感器3-3通過緊固套3-2固定在夾柱3-1上，夾柱3-1固定在上板2-2上，加速度傳感器3-4通過磁座固定在墊鐵4-1和擊實墊7的伸出端上。
[0029]結合圖4，本實施例中，真空壓實裝置4包括底座4-9、安裝在底座4-9上的套筒4-8、端蓋4-5、焊接在端蓋4-5上的夾套4-4、上抽氣盤4-6、下抽氣盤4_10、靜密封圈4_7、活塞桿4-2和安裝在活塞桿4-2上的墊鐵4-1 ο端蓋4-5中心開有通孔，通孔中固定連接有供活塞桿4-2穿過并且在其中能夠上下自由運動的夾套4-4，用來導向活塞桿4-2;夾套4-4與活塞桿4-2之間設有密封裝置4-11。端蓋4-5—側設置有抽真空管4-3用來檢測和抽真空，上抽氣盤4-6上設置有通氣孔，底座4-9下方開有一個螺紋孔4-15用來安裝真空表，底座4-9上端設有底座凸沿，凸沿均布四個螺紋孔，左右兩個螺紋孔用來固定套筒4-8(套筒4-8的側面設有一對凸耳4-14，一對螺栓4-13穿過底座凸沿上左右兩個螺紋孔和凸耳將套筒4-8與底座4-9固定)，前后有兩個螺紋孔用來將真空壓實裝置4固定在支架2的底板2-5上(一對螺栓4-12穿過底座凸沿上前后兩個螺紋孔和底板2-5將底板2-5與底座4-9固定)。底座4-9上方有凹槽，下抽氣盤4-10嵌在凹槽中，同時下抽氣盤4-10上設置有通氣孔，套筒4-8的上方設有套筒凸沿，端蓋4-5的下方設有與套筒凸沿相配合的端蓋凸沿，兩個凸沿之間設置有靜密封圈4-7，套筒4-8上焊接有U形定位孔與底座凸沿相配合，通過螺栓緊固，上抽氣盤4-6中心焊有活塞桿4-2，活塞桿4-2上端通過螺栓連接墊鐵4-1，位移傳感器3-3伸出端頂在墊鐵4_1的伸出端，墊鐵4-1的未伸出端與加載裝置下端直接接觸，加速度傳感器3-4通過磁座固定在墊鐵4-1的伸出端上。
[0030]本實施例中，加載裝置包括沖擊加載裝置、靜壓加載裝置5和振動加載裝置I，沖擊加載裝置直接采用手動擊實儀(GB/T50123-1999《土工試驗標準》)。靜壓加載裝置5是上方開口的箱體5-2，四個角均設置有吊耳5-1，下方通過螺栓連接一根加載桿b5-3，通過直線軸承2-4支承在支架2和真空壓實裝置4上，加載桿b5-3通過螺栓固定在箱體5-2底部。
[0031]振動加載裝置上端焊接有一個吊耳1-1，振動架1-4呈工字型，兩個同型號的振動電機1-5通過螺栓左右對稱安裝，振動架1-4上方可以加減配重1-3，上有壓板1-2通過四個螺栓把配重1-3固定，振動架1-4下方有U形孔1-7，可以通過定位螺栓2-1定位，保證振動的同時不轉動，振動架1-4下方焊接一根加載桿(加載桿al-6)，通過直線軸承2-4支承在支架2和真空壓實裝置4上。
[0032]結合圖6和圖7，沖擊加載裝置的定位盤6通過螺栓安裝在上板2-2上，中心開有通孔，手動擊實儀(GB/T50123-1999《土工試驗標準》)通過定位盤6支承在支架2和擊實墊7上，擊實墊7上、下開有不同直徑沉孔，擊實墊7下孔套在真空壓實裝置4的活塞桿4-2上，擊實墊7側方有肋板固定的伸出端，位移傳感器3-3伸出端壓在擊實墊7的伸出端上，加速度傳感器3-4通過磁座固定在擊實墊7的伸出端上。
[0033]本發(fā)明的工作原理及工作過程是:瀝青混合料放入真空壓實裝置4中，真空栗通過抽真空管4-3為瀝青混合料提供真空環(huán)境，加載裝置的作用力通過活塞桿4-2作用在瀝青混合料上完成加載。下抽氣盤4-10上的小孔是為了方便測量瀝青混合料下方的真空度，真空表連接在底座4-9側方的小孔上。將真空壓實裝置4裝滿料后通過螺栓緊固在底板2-5上，防止試驗過程中真空壓實裝置4移動或轉動。加載方式有三種，靜壓加載裝置5是將一定重量的砝碼按指定要求整齊擺放在箱體5-2中，通過吊耳5-1將其吊起，慢慢的將加載桿b5-3放入直線軸承2-4中，與墊鐵4-1輕輕接觸，靜壓加載試驗開始時將靜壓加載裝置5直接作用在墊鐵4-1上，此時頂在墊鐵4-1上的位移傳感器3-3檢測瀝青混合料的變形，實現(xiàn)對瀝青混合料變形量的動態(tài)測量。振動加載裝置I工作時需要將振動電機1-5的頻率和振幅調節(jié)到指定要求，通過加減配重1-3來調節(jié)參振質量，壓板1-2用來固定質量片1-3防止振動過程中配重1-3跳動。同時為了防止振動過程中振動架1-4轉動，設置有定位螺栓2-1伸入振動架1-4下方的U形孔1-7，兩臺同型號的振動電機1-5對稱安裝，目的是抵消掉水平方向的激振力，保證垂直振動。各種參數(shù)調節(jié)到指定要求后，將振動加載裝置I吊起，加載桿al-6慢慢放入直線軸承2-7，對瀝青混合料進行壓實。測量過程及原理同靜壓加載裝置5，同時加速度傳感器
3-4通過磁座固定在墊鐵4-1上，測量載荷響應。在沖擊試驗開始時需要將直線軸承2-4取下，換上定位盤6，用來為手動擊實儀定位和導向。手動擊實儀伸入定位盤6中，手動擊實儀下端定位在擊實墊7上方的孔中，擊實墊7下方的孔套在真空壓實裝置4的活塞桿4-2上，擊實墊7的作用是將手動擊實儀與真空壓實裝置4固定在一條中心線上，盡可能減少人為因素對試驗的影響。將擊實錘提升到最高位置讓其自由下落，一次次的沖擊擊實墊7，對瀝青混合料進行壓實。同時擊實墊7側方有伸出端，位移傳感器3-3頂頭頂在伸出端上，實現(xiàn)對沖擊過程中瀝青混合料變形量的動態(tài)測量。同時位移傳感器3-4通過磁座固定在擊實墊7上，測量載荷響應。綜上所述，該試驗臺可以完成三種壓實方法的試驗，振動加載過程中的參數(shù)可調，靜壓加載試驗能夠實現(xiàn)直接加載，并能實現(xiàn)所有工況下對瀝青混合料變形量的動態(tài)測量。
【主權項】
1.一種多功能瀝青混合料真空加載試驗臺，其特征在于，包括加載裝置、支架(2)、測量裝置(3)和真空壓實裝置(4);測量裝置(3)和真空壓實裝置(4)固定在支架上;加載裝置可拆卸的設置于支架上，用于對真空壓實裝置(4)進行加載;測量裝置(3)用于測量真空壓實裝置(4)在加載過程中的瀝青混合料變形量和載荷響應。2.根據(jù)權利要求1所述的一種多功能瀝青混合料真空加載試驗臺，其特征在于，支架(2)包括上板(2-2)、底板(2-5)和若干支腿(2-3);上板(2-2)和底板(2-5)通過若干支腿(2-3)固定連接;真空壓實裝置(4)固定在底板(2-5)中心;加載裝置通過直線軸承(2-4)支承在支架(2)和真空壓實裝置(4)上。3.根據(jù)權利要求2所述的一種多功能瀝青混合料真空加載試驗臺，其特征在于，真空壓實裝置(4)包括底座(4-9)、安裝在底座(4-9)上的套筒(4-8)、端蓋(4_5)、焊接在端蓋(4_5)上的夾套(4-4)、上抽氣盤(4-6)、下抽氣盤(4-10)、活塞桿(4-2)和安裝在活塞桿(4-2)上的墊鐵(4-1)或擊實墊(7);套筒(4-8)固定于底座(4-9)與端蓋(4-5)之間；套筒(4-8)、底座(4-9)與端蓋(4-5)圍繞形成一個密閉空間;端蓋(4-5)中心開有通孔，通孔中固定連接有供活塞桿(4-2)穿過并且在其中能夠上下自由運動的夾套(4-4);上抽氣盤(4-6)上設置有通氣孔，上抽氣盤(4-6)中心與活塞桿(4-2)固定連接;上抽氣盤(4-6)設置于所述密閉空間內，活塞桿(4-2)貫穿于端蓋的中心孔;活塞桿(4-2)頂部固定有墊鐵(4-1)或擊實墊(7);下抽氣盤(4-10)設置于所述密閉空間內；所述密閉空間連通一個抽真空管;夾套(4-4)與活塞桿(4-2)之間設有密封裝置。4.根據(jù)權利要求3所述的一種多功能瀝青混合料真空加載試驗臺，其特征在于，測量裝置(3)包括位移傳感器(3-3)和加速度傳感器(3-4);位移傳感器(3-3)伸出端頂在墊鐵(4-1)或擊實墊(7)的伸出端;加速度傳感器固定在墊鐵(4-1)或擊實墊(7)的伸出端上。5.根據(jù)權利要求1所述的一種多功能瀝青混合料真空加載試驗臺，其特征在于，加載裝置為沖擊加載裝置、靜壓加載裝置或振動加載裝置。6.根據(jù)權利要求5所述的一種多功能瀝青混合料真空加載試驗臺，其特征在于，振動加載裝置包括振動架，振動架呈工字型，兩個同型號的振動電機通過螺栓左右對稱安裝在振動架上；振動架上方通過壓板固定有若干配重；壓板上固定有吊耳；支架上固定有定位螺栓，振動架下方設有與定位螺栓配合進行定位的U形孔;振動架下方固定有用于對真空壓實裝置(4)進行加載的加載桿。7.根據(jù)權利要求5所述的一種多功能瀝青混合料真空加載試驗臺，其特征在于，靜壓加載裝置是上方開口的箱體，箱體內有能夠增減的配重塊；四個角均設置有吊耳，下方固定連接一根加載桿，通過直線軸承支承在支架和真空壓實裝置上。8.根據(jù)權利要求3所述的一種多功能瀝青混合料真空加載試驗臺，其特征在于，進行加載試驗時，將瀝青混合料放入真空壓實裝置中，真空栗通過抽真空管為瀝青混合料提供真空環(huán)境，加載裝置的作用力通過活塞桿作用在瀝青混合料上完成加載;試驗過程中，測量裝置同步測量真空壓實裝置在加載過程中瀝青混合料變形量和載荷響應。
【文檔編號】G01N3/02GK105823673SQ201610289957
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年5月4日
【發(fā)明人】陳世斌, 姚運仕, 史秀平, 崔先覺, 龔育超, 王娜, 沈振宗, 高軍, 馮忠緒
【申請人】長安大學