[发明专利]一种测试沥青混合料剪切性能的试验装置及试验方法

说明书

本发明公开了一种测试沥青混合料剪切性能的试验装置，包括第一试样固定夹具和第二试样固定夹具，第一试样固定夹具上部和第二试样固定夹具上端经第一螺栓相连接，第一试样固定夹具下端和第二试样固定夹具下部经第二螺栓相连接，第一螺栓和第二螺栓长度相等，第一螺栓和第二螺栓在第一试样固定夹具、第二试样固定夹具外侧的长度相等，第一试样固定夹具顶部固定有第一试验机连接夹具，第二试样固定夹具底部固定有第二试验机连接夹具。本发明还提供了一种利用该装置进行测试沥青混合料剪切性能的试验方法。本发明能使试样受力更均匀，消除以往夹具容易使试件边缘产生应力集中的缺陷；可很好的模拟了实际路面压密后期等体积剪切流动变形。

技术领域

本发明属于沥青混合料力学性能测试技术领域，具体是涉及一种测试沥青混合料剪切性能的试验装置及试验方法。

背景技术

随着交通量增大，轴载加重，高速公路上沥青路面车辙现象越来越普遍。沥青路面的车辙形成是由于沥青混合料挤压密实和剪切变形共同作用的结果。对于压实度不足的路面，初期压密作用较明显；而对于压实度良好或开放交通一段时间后的沥青路面，随着轴载次数的增加，车辙下方的沥青混合料产生等体积剪切流动变形，但由于受到侧向挤压，导致混合料在轴载边缘隆起，形成车辙。

因此，在沥青路面设计和混合料组成设计中，应重点考虑其抗剪强度，国内外许多道路工作者一直致力于研究一种较简便的方法能直接测量沥青混合料的剪应力和变形，最大程度的与现场实际情况相吻合。其中，三轴试验的试件受力模式能较好模拟路面材料在荷载作用下的受力状态，但其原理来源于土力学，试验原理、假设条件和材料参数等的不同也不完全适用沥青混合料，且试验操作复杂，应用较少；美国SHRP计划研制出的Superpave剪切试验机(SST)，能控制试件使其保持恒高度，在体积不变的情况下试件基本处于纯剪切状态，能突出反映混合料永久变形性能，但简单剪切试验仪价格昂贵，因此国内应用不多。同济大学学者为研究桥面铺装、高等级路面面层和基层层间粘结抗剪强度，在MTS材料试验机(万能材料试验机)上进行斜剪试验，试验操作简便，但缺点是试件与试模接触部分容易产生应力集中现象，影响结果准确性。孙立军等人提出用沥青混合料贯入剪切试验模拟实际受力状态，但对于大粒径沥青混合料，这种方法会受粒径大小影响。另外，中空圆柱体剪切试验、同轴剪切试验等也被应用于评价沥青混合料抗剪切性能。以上方法均有各自的优缺点，由于实际模拟程度较差或造价高等问题，没有形成统一标准和广泛应用。

因此，设计一种有效快捷且经济实用的沥青混合料剪切试验装置及试验方法是当前需要解决的问题之一。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种测试沥青混合料剪切性能的试验装置，其能使试样受力更均匀，消除以往夹具容易使试件边缘产生应力集中的缺陷；相比直剪试验等，更接近于纯剪状态；可很好的模拟了实际路面压密后期等体积剪切流动变形。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种测试沥青混合料剪切性能的试验装置，其特征在于：包括用于固定试样的第一试样固定夹具和第二试样固定夹具，所述第一试样固定夹具和第二试样固定夹具的结构相同，所述试样位于第一试样固定夹具与第二试样固定夹具之间，所述第一试样固定夹具的上部和第二试样固定夹具的上端均设有第一连接孔，所述第一试样固定夹具的下端和第二试样固定夹具的下部均置有第二连接孔，所述第一试样固定夹具的上部和第二试样固定夹具的上端经穿过第一连接孔的第一螺栓相连接，所述第一螺栓的螺杆外端设置有第一螺母，所述第一试样固定夹具的下端和第二试样固定夹具的下部经穿过第二连接孔的第二螺栓相连接，所述第二螺栓的螺杆外端设置有第二螺母，所述第一螺栓和第二螺栓的结构相同且长度相等，所述第一螺栓和第二螺栓在第一试样固定夹具、第二试样固定夹具外侧的长度相等，所述第一试样固定夹具的顶部通过第三螺栓固定有第一试验机连接夹具，所述第二试样固定夹具的底部通过第四螺栓固定有第二试验机连接夹具。