[发明专利]一种测试沥青材料抗剪强度的试验装置及方法

说明书

本发明公开了一种测试沥青材料抗剪强度的试验装置及方法，包括控制器、环境箱以及设于环境箱内的支撑板、立柱、试模、动力箱、传动轴、伸缩套管及剪切头；支撑板固定于环境箱的底部，立柱的下端及试模固定于支撑板上，动力箱固定于立柱的上端，待试验沥青材料填充于试模内，传动轴的上端与动力箱的输出轴相连接，传动轴的下端插入于待试验沥青材料内，且剪切头固定于传动轴的下端，动力箱内设有用于测量剪切头受到的剪切力矩及剪应力的检测系统，伸缩套管套接于传动轴的外壁上，控制器与动力箱的控制端及检测系统的输出端相连接，该装置及方法能够准确的测量出沥青及沥青砂材料的抗剪强度。

技术领域

本发明涉及一种抗剪强度的试验装置及方法，具体涉及一种测试沥青材料抗剪强度的试验装置及方法。

背景技术

在道路工程中，沥青路面的破坏形式多种多样，原因不尽相同，其中沥青混合料的强度和稳定性起了至关重要的作用，在因混合料破坏而引起的路面损坏中，主要归结于混合料的剪切破坏，其中混合料的剪切破坏主要是沥青本身的剪切破坏以及沥青与集料接触表面的剪切剥落。

沥青混凝土是由沥青、集料和空隙组成的复杂体系，引入沥青砂概念之后，该体系则可简化成粗集料、沥青砂和空隙，其中，沥青砂由沥青基体和2.36mm以下细集料组成，因此研究沥青及沥青砂的抗剪强度对于分析沥青混合料性能有重大意义。

现有的剪切装置和方法主要针对于沥青混合料，并且侧重于剪应力和变形的研究，目前常见的剪切试验有三轴试验、Superpave剪切试验、斜剪试验、单轴贯入试验、中空圆柱体剪切试验和同轴剪切试验等。在研究沥青混合料剪应力与变形时，上述方法各有优缺点，上述方法并不适用于单纯研究沥青和沥青砂材料的抗剪强度。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种测试沥青材料抗剪强度的试验装置及方法，该装置及方法能够准确的测量出沥青及沥青砂材料的抗剪强度。

为达到上述目的，本发明所述的测试沥青材料抗剪强度的试验装置包括控制器、环境箱以及设于环境箱内的支撑板、立柱、试模、动力箱、传动轴、伸缩套管及剪切头；

支撑板固定于环境箱的底部，立柱的下端及试模固定于支撑板上，动力箱固定于立柱的上端，待试验沥青材料填充于试模内，传动轴的上端与动力箱的输出轴相连接，传动轴的下端插入于待试验沥青材料内，且剪切头固定于传动轴的下端，动力箱内设有用于测量剪切头受到的剪切力矩的检测系统，伸缩套管套接于传动轴的外壁上，控制器与动力箱的控制端及检测系统的输出端相连接。

所述控制器包括显示器及控制台，控制台与显示器、检测系统及动力箱相连接。

伸缩套管的上端与动力箱的底部通过螺纹连接。

传动轴下端的侧面设有针状的凸起，伸缩套管的外壁上设有与所述凸起相配合的通孔，凸起内嵌于所述通孔内，伸缩套管的外壁上设有用于封堵所述通孔的孔塞。

所述剪切头为十字形剪切头、圆锥形剪切头或纺锤形剪切头。

剪切头与传动轴之间通过螺纹连接。

立柱通过底座固定于支撑板上。

本发明所述的测试沥青材料抗剪强度的试验方法包括以下步骤：

控制器控制动力箱进行工作，动力箱带动传动轴转动，传动轴带动剪切头在待试验沥青材料内进行剪切，检测系统实时检测剪切头受到的剪切力矩及剪应力，并将剪切头受到的剪切力矩发送至控制器中，控制器根据剪切头受到的剪切力矩绘制剪切头的扭矩曲线，当剪切头的扭矩曲线出现峰值，控制器控制动力箱停止工作，控制器根据剪切头的扭矩曲线出现峰值时的剪切力矩计算待试验沥青材料的抗剪强度。

本发明具有以下有益效果：