一种路面材料层间直接剪切测试装置制造方法及图纸

一种路面材料层间直接剪切测试装置，它涉及一种路面材料测试装置，以解决现有路面层间材料剪切试验设备存在试验结果不准确，不能真实反映层间粘结界面强度，以及无法模拟路面实际工作环境，影响层间稳定性研究的问题，它包括底座和插接件；所述底座包括支座、底板和底管，支座上竖向安装有底板，所述底板的一侧面上连接有所述底管；所述底孔和所述底管同轴设置；所述插接件包括插板和插管，所述插板的一侧面上连接有所述插管，所述插孔和所述插管同轴设置，且所述插孔的孔径与所述插管的内径相等，所述插管和所述底管的内径相等；所述插接件插装在所述支座上，所述插管和所述底管同轴并向相反方向延伸设置。本发明专利技术用于路面材料层间抗剪切测试。

Interlayer direct shear test device for pavement material

A pavement material layer between the direct shear test device, which relates to a pavement material test device, which solves the problems of the existing pavement material shear test equipment test results are not accurate and can not reflect the interlayer bonding interface strength, and can simulate road surface actual working environment, affect the stability study of the inter layer, which comprises a base and the connector; the base comprises a base, bottom and bottom tube, bearing is mounted vertically on one side of a bottom plate, the bottom plate connected with the bottom of the tube; the bottom and the bottom tube are coaxially arranged; the connector comprises a plug board and a cannula, wherein the side on the inserting plate connected with the cannula, setting the jack and the coaxial intubation, and the aperture of the plug hole and the cannula is equal to the inner diameter, the cannula and the bottom tube is equal to the inner diameter of the plug; The connector is mounted on the support, and the cannula is coaxial with the bottom pipe and extends to the opposite direction. The invention is used for interlaminar shear test of pavement materials.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种路面材料测试装置，具体涉及一种路面材料层间直接剪切测试装置，以用于层间直接剪切试验方法来评价路面铺装层的剪切装置，属于土木工程领域。
技术介绍
随着对路面层间结构层材料的研究，用于测试路面材料特别是层间结构层材料抗剪强度的试验仪器种类越来越多，但在各种试验过程中，存在一些问题，主要表现在以下几个方面：1)试验结果准确性不够国内路面材料层间剪切试验使用的层间直剪试验仪大多是通过千斤顶和液压装置来施加竖向荷载，在试验过程中，试件会发生剪切膨胀作用，造成剪切界面不是层间接触界面，使剪切试验得到的结果未能真实反映层间粘结界面强度。2)试件尺寸不统一层间剪切试验没有对所用试件尺寸进行标准化规定，用于层间剪切试验的试件尺寸各不相同，相同界面型式及试验条件下，不同界面尺寸的试件得到的试验结果并不相同，由试件尺寸不同而造成的试验结果的偏差不利于层间稳定性的研究。3)试验无法模拟路面实际工作环境目前我国桥面铺装结构层间剪切试验仪在试验过程中试件所受外界环境与实际路面工作环境差别很大。部分试验装置支撑约束过强，边界条件过大，导致试件实际受力无法达到实际使用中的水平，难以在试验中模拟桥面铺装的层间破坏。
技术实现思路
本专利技术是为解决现有路面层间材料剪切试验设备存在试验结果不准确，不能真实反映层间粘结界面强度，以及无法模拟路面实际工作环境，影响层间稳定性研究的问题，进而提供一种路面材料层间直接剪切测试装置。本专利技术为解决上述问题采取的技术方案是：一种路面材料层间直接剪切测试装置包括底座和插接件；所述底座包括支座、底板和底管，支座上竖向安装有底板，底板上加工有底孔，所述底板的一侧面上连接有所述底管；所述底孔和所述底管同轴设置，且底孔的孔径与底管的内径相等；所述插接件包括插板和插管，所述插板上加工有插孔，所述插板的一侧面上连接有所述插管，所述插孔和所述插管同轴设置，且所述插孔的孔径与所述插管的内径相等，所述插管和所述底管的内径相等；所述插接件插装在所述支座上，所述插管和所述底管同轴并向相反方向延伸设置。本专利技术的有益效果是：本专利技术本着科学，合理和严谨的态度，以达到测试准确，试件尺寸统一和能真实模拟桥面铺装层工作环境为目标，专利技术了一套评价路面材料层间剪切行为的直接剪切测试装置，可对路面材料层间剪切强度进行试验，该测试装置也可用于其它土木工程结构层间的剪切试验。层间剪切测试装置基于MTS试验平台或其它可施加竖向荷载的液压装置平台开发，主要由上下两部分组成，本专利技术测试装置采用Q345钢材铸造焊接制作而成，与其它同类的材料剪切试验仪器相比体积小，重量轻，可操作性强。附图说明图1为具体实施方式的路面材料层间直接剪切测试装置的主视图；图2为图1的侧视图；图3为底座的整体结构主视图；图4为图3的侧视图；图5为插接件的主视图；图6为图5的侧视图；图7为本专利技术路面材料层间直接剪切测试装置有限元模拟网格划分图；图8为不同竖向集中荷载下路面材料层间直接剪切测试装置Mises等效应力计算云图；图9为图8的断面图。具体实施方式下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。如图1-图6说明，本实施方式的一种路面材料层间直接剪切测试装置包括底座1和插接件2；所述底座1包括支座1-1、底板1-2和底管1-3，支座1-1上竖向安装有底板1-2，底板1-2上加工有底孔1-4，所述底板1-2一侧面上连接有所述底管1-3；所述底孔1-4和所述底管1-3同轴设置，且底孔1-4的孔径与底管1-3的内径相等；所述插接件2包括插板2-1和插管2-2，所述插板2-1上加工有插孔2-3，所述插板2-1一侧面上连接有所述插管2-2，所述插孔2-3和所述插管2-2同轴设置，且所述插孔2-3的孔径与所述插管2-2的内径相等，所述插管2-2和所述底管1-3的内径相等；所述插接件2插装在所述支座1-1上，所述插管2-2和所述底管1-3同轴并向相反方向延伸设置。本实施方式的底座1的底板1-2上相对的两侧各设置有半圆弧形凹槽1-5用于插横杆起固定作用，将上面的插板2-1插到支座1-1上向里面放试件的话，需要用手托着支座1-1，插横杆的话起到固定作用，就不用手托了。为研究施加不同荷载对仪器设备的影响，利用ABAQUS6.10有限元软件对测试装置进行了有限元模拟，评价各种条件下测试装置的适应性，采用三维8节点缩减积分单元C3D8R进行建模，图7为测试装置有限元模拟网格划分建模图，模型中由于试验中底座几乎不产生变形，因此，便不予考虑。测试装置钢材材料参数及沥青混凝土材料参数如下表1所示，荷载采用80kN及150kN的集中荷载，剪切测试装置的变形及计算云图如图8和图9所示。表1剪切测试装置材料参数表如图8和图9可知，施加80kN集中荷载，剪切装置的最大屈服应力为174MPa，位置位于集中荷载作用处及剪切装置剪切环的上缘及下缘，当施加荷载达到150kN时，最大屈服应力达到368MPa，出现的位置同样位于集中荷载作用位置及剪切环的上缘及下缘。为防止试验时施加集中荷载对设备造成损坏，将设备集中荷载作用位置加宽加厚扩大尺寸。当对设备施加150kN竖向荷载时，剪切环上下缘及下缘的屈服应力达到345MPa，恰好等于Q345钢材的屈服强度，为保护剪切仪器设备不被损坏，施加的竖向荷载不应大于150kN。测试装置的试件为直径100mm，当施加竖向荷载达到150kN时，材料的剪切强度达到19.1MPa，C50混凝土的剪切强度仅为6MPa，远远小于设备量程，所以该装置能够适应大部分结构层层间的剪切试验。如图4说明，为了保证插板2-1稳定可靠的安装在支座1-1上，所述底座1还包括两个固定板1-4，两个固定板1-4并列设置在底板1-2上，两个固定板1-4之间插装有插板2-1。如此设置，两个固定板1-4与支座1-1焊接在一起，两个固定板1-4之间的距离正好将插板2-1从上到下插入支座1-1上。如图1说明，为了保证插板2-1插入支座1-1后牢靠稳定，保证剪切测试的顺利进行，插接件2还包括插板固定杆件2-4，所述插板固定杆件2-4插装在两个固定板1-4之间的支座1-1上。如此设置，固定杆件2-4垫在插板2-1下方用于固定插板2-1，以便于将试件放到插管2-2和底管1-3内。为了保证剪切测试稳定可靠，效果更加，所述插管2-2和所述底管1-3的内径均为100mm-104mm，所述插管2-2和所述底管1-3的外径均为110mm-114mm。如此设置，满足设计要求和实际需要。优选地，所述插管2-2和所述底管2-3的内径均为102mm，所述插管2-2和所述底管1-3的外径均为112mm。优选地，插板2-1的外形为正方形，边长为200mm，支座1-1的外形为长方形，长边为240mm，宽边为200mm，厚度为19mm；底板1-2的外形为长方形，长边为240mm，短边为160mm，厚度为20mm。如此设置，能满足标准试件的剪切测试。工作过程：利用击实仪或者旋转压实仪成型标准试件，试件尺寸为直径100mm的柱状体。在剪切试验装置插板与底座的剪切环内部涂抹适量润滑油，将试件放到剪切环内，放于MTS试验设备中加载，若为层间剪切试件，可利用观察窗观测剪切面。如图1和图7所示。试验时撤掉测试装置的固定装置，利用MTS加载设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种路面材料层间直接剪切测试装置，其特征在于：它包括底座(1)和插接件(2)；所述底座(1)包括支座(1‑1)、底板(1‑2)和底管(1‑3)，支座(1‑1)上竖向安装有底板(1‑2)，底板(1‑2)上加工有底孔(1‑4)，所述底板(1‑2)的一侧面上连接有所述底管(1‑3)；所述底孔(1‑4)和所述底管(1‑3)同轴设置，且底孔(1‑4)的孔径与底管(1‑3)的内径相等；所述插接件(2)包括插板(2‑1)和插管(2‑2)，所述插板(2‑1)上加工有插孔(2‑3)，所述插板(2‑1)的一侧面上连接有所述插管(2‑2)，所述插孔(2‑3)和所述插管(2‑2)同轴设置，且所述插孔(2‑3)的孔径与所述插管(2‑2)的内径相等，所述插管(2‑2)和所述底管(1‑3)的内径相等；所述插接件(2)插装在所述支座(1‑1)上，所述插管(2‑2)和所述底管(1‑3)同轴并向相反方向延伸设置。

【技术特征摘要】
1.一种路面材料层间直接剪切测试装置，其特征在于：它包括底座(1)和插接件(2)；所述底座(1)包括支座(1-1)、底板(1-2)和底管(1-3)，支座(1-1)上竖向安装有底板(1-2)，底板(1-2)上加工有底孔(1-4)，所述底板(1-2)的一侧面上连接有所述底管(1-3)；所述底孔(1-4)和所述底管(1-3)同轴设置，且底孔(1-4)的孔径与底管(1-3)的内径相等；所述插接件(2)包括插板(2-1)和插管(2-2)，所述插板(2-1)上加工有插孔(2-3)，所述插板(2-1)的一侧面上连接有所述插管(2-2)，所述插孔(2-3)和所述插管(2-2)同轴设置，且所述插孔(2-3)的孔径与所述插管(2-2)的内径相等，所述插管(2-2)和所述底管(1-3)的内径相等；所述插接件(2)插装在所述支座(1-1)上，所述插管(2-2)和所述底管(1-3)同轴并向相反方向延伸设置。2....

【专利技术属性】
技术研发人员：张锋，刘经纬，刘秀，冯德成，王东升，易军艳，许勐，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23