[发明专利]一种沥青混合料压扭剪切破坏性能试验装置

摘要

本发明属于沥青混合料抗剪性能测试技术领域，涉及一种沥青混合料压扭剪切破坏性能试验装置。该装置采用外循环保温系统提供恒温环境，对沥青混合料试件独立或组合施加轴压与扭转荷载。设置双层平面滚珠轴承，将轴压传递至左固定板的同时释放扭转荷载；在轴压加载轴右端设置方形截面段，通过右固定板的方孔承受扭转荷载；设置弹簧以缓冲轴压荷载。采用空间完全分离的扭矩、压力传感器，两者量程无需匹配、两者作用互不影响。本发明可模拟沥青混合料在中高温环境及复杂扭剪应力状态下的破坏过程，当扭转荷载连续变化时，试件主应力轴方向将连续变化，符合路面真实受力状态的变化特点。

主权项

1.一种沥青混合料压扭剪切破坏性能试验装置，其特征在于，包括试验框架、扭矩加载系统、轴力加载系统、保温控制系统和试验控制系统；试验框架由基础平台(1)、底座(2)、平面滑轨(3)、电机平台(4)、一号钢垫板(60)、立式轴承座(11)、左固定板(12)、橡胶垫板(22)、右固定板(32)、二号钢垫板(39)组成；其中电机平台(4)用于固定一号变速电机(7)，一号钢垫板(60)固定于基础平台(1)上，用于支撑和固定立式轴承座(11)，左固定板(12)固定于基础平台上，用于承受轴压加载轴施加的轴力作用；轴压加载轴通过二号变速电机、二号电机刹车器、二号电机垂直螺杆对试件施加轴载；右固定板(32)起着支撑和防止其扭转的作用；扭矩加载系统由一号电机、扭矩测量装置、扭转角测量装置、扭矩加载轴及扭矩释放装置组成；一号电机由一号变速电机(7)、一号电机刹车器(5)、一号电机输出轴(6)组成，其中一号变速电机(7)固定于电机平台(4)上，一号电机刹车器(5)固定于一号变速电机(7)上；扭矩测量装置由一号连接块(8)、扭矩传感器(56)组成，其中一号连接块(8)的圆轴通过联轴器(9)与一号变速电机(7)的输出轴(6)可拆卸固定连接，扭矩传感器(56)与一号连接块(8)可拆卸固定连接；扭转角测量装置由门式支架(13)、一号拉线式位移传感器(59)、二号拉线式位移传感器(58)组成，其中门式支架(13)可拆卸固定于一号钢垫板(60)上；扭矩释放装置由一号平面滚珠轴承(15)、二号连接块(19)、弹簧(16)、三号连接块(20)、二号平面滚珠轴承(17)、一号柱面轴承座(54)、二号柱面轴承座(55)组成，其中一号柱面轴承座(54)、二号柱面轴承座(55)用来分别用来支撑二号连接块(19)、三号连接块(20)；二号平面滚珠轴承(17)的右面板嵌于试件左试模(21)的左端凹槽内，二号平面滚珠轴承(17)的左面板以及弹簧(16)的右端分别嵌于三号连接块(20)的两端凹槽内，弹簧(16)的左端以及一号平面滚珠轴承(15)右面板分别嵌于二号连接块(19)的两端凹槽内，一号平面滚珠轴承(15)的左面板嵌于保温箱(25)左侧壁的凹槽内；扭矩加载轴由扭矩加载轴方形凹槽(57)、扭矩加载轴圆轴段(10)、扭矩加载轴方形榫头(61)组成，其中扭矩加载轴方形凹槽(57)与扭矩传感器(56)的方轴插入式连接，扭矩加载轴圆轴段(10)依次穿过立式轴承座(11)、门式支架(13)、固定刚板(12)、橡胶垫板(22)、保温室左侧壁活塞套(14)、保温室(25)、一号平面滚珠轴承(15)、二号连接块(19)、弹簧(16)、三号连接块(20)、二号平面滚珠轴承(17)，最后通过扭矩加载轴方形榫头(61)与试件左试模(21)左端的凹槽插入式连接；轴力加载系统由二号变速电机(36)、二号电机刹车器(37)、二号电机垂直螺杆(38)、五号连接块(35)、压力传感器(34)、四号连接块(33)、轴压加载轴组成；其中二号变速电机(36)水平固定于二号钢垫板(39)上，二号电机刹车器(37)安装在二号变速电机(36)上，二号电机垂直螺杆(38)与二号变速电机(36)的旋转齿轮连接，二号电机垂直螺杆(38)左端与五号连接块(35)右端可拆卸固定连接；压力传感器(34)嵌于五号连接块(35)及四号连接块(33)的凹槽内；轴压加载轴由轴压加载轴方形段(29)、轴压加载轴圆轴段(30)及轴压加载轴方形榫头(31)组成，轴压加载轴穿过右固定板(32)、保温室右侧活塞套(28)、保温室(25)，轴压加载轴方形榫头(31)与试件右试模(23)右端的方形凹槽可拆卸式固定连接；其中，轴压加载轴方形段(29)与方形固定刚板上的方形槽孔(46)为插入式连接，轴压加载轴方形段(29)在方形孔(46)内左右移动，但不能扭转；温度控制系统由程控式高低温试验箱(40)、恒温水槽(41)、循环泵(44)、保温进液管(43)、保温出液管(44)、压力密封阀(45)、上层温度传感器(27)、下层温度传感器(26)组成；压力密封阀(45)分别位于保温箱(25)上；其中保温箱(25)固定于基础平台(1)上；保温进液管(43)、保温出液管(42)分别与循环泵(44)连接，循环泵(44)通过进、出液管与恒温水槽(41)连接，恒温水槽(41)安装于程控式高低温试验箱(40)内；试验控制系统由计算机(53)、USB/RS232/485集成转换器(51)、一号变频器(47)、二号变频器(52)、程控继电器(48)、一号位移器(49)、二号位移器(50)组成；计算机(53)通过信号线与USB/RS232/485集成转换器(51)连接，USB/RS232/485集成转换器(51)通过信号线分别与一号变频器(47)、二号变频器(52)、程控继电器(48)、一号位移器(49)、二号位移器(50)、上层温度传感器(27)、下层温度传感器(26)以及程控式高低温试验箱(40)连接；程控继电器(48)通过信号线与一号电机刹车器(5)、二号电机刹车器(37)连接；一号轴向位移传感器(62)、二号轴向位移传感器(63)为预留的测量轴向位移的传感器，分别与USB/RS232/485集成转换器相连接。