[实用新型]一种剪切疲劳测试仪

说明书

技术领域

本实用新型属于道路工程材料剪切疲劳寿命测试技术领域，尤其是涉及一种剪切疲劳测试仪。

背景技术

沥青路面在车轮荷载重复作用下的破坏是一个典型的疲劳损伤与损伤累积的过程。近年来，随交通流量增大和重载车辆的增多，剪切疲劳开裂(Top-Down裂纹)和剪切疲劳永久变形(车辙)日益成为城市沥青路面的主要破坏形式之一，目前高速公路80％以上的路面为沥青混凝土路面，研究剪切疲劳开裂和剪切疲劳永久变形对基础设施建设意义重大。传统研究方法就公路沥青路面结构设计理论问题广泛开展过的沥青混合料、半刚性基层材料的疲劳性能及路面结构加速加载破坏的试验研究，注重沥青混凝土弯拉疲劳寿命预测，对于剪切疲劳引起的开裂、永久变形和剪切疲劳过程中材料性能受损伤影响的评价尚缺乏系统研究和技术积累。这种研究上的不足，很大程度应该归结于：沥青砼设计中尚无简便有效的设备评价剪切疲劳特性的现状。

将力学分析结果或力学概念的应用从传统的结构分析或设计领域扩展到沥青混凝土设计领域是一个重要的趋势。根据力学分析的结果，引入若干强度参数做为设计指标可能是一个简单有效的途径，按强度-抗剪强度、剪切疲劳强度(包括变形特性)和弯拉疲劳强度，而不按照物理指标和简单变形指标进行材料的设计应该是今后的一种趋势。这种趋势要求沥青混凝土的力学性能测试方法不能仅仅局限于满足科研工作要求，而应当贯穿于日常的沥青混合料设计、质量确保和质量控制(QA/QC)中。只有这样，室内的理论研究成果才能得到最广泛的实践应用和最彻底的检验。上述要求体现在实验设备上，就要求该实验设备既可以在室内使用，同时也可以满足野外需要；设备所采用的样品，可以在室内成型，也可以在现场实地取得；设备应具有小型化及测试指标的多样化(如：既可以评价Top-Down裂纹也可以评价车辙)特点。

综上，在车轮的水平和垂直荷载综合的重复作用下出现的剪切疲劳破坏，日益成为沥青路面的主要破坏形式，轮载作用下产生的剪切力与沥青混凝土永久变形和疲劳开裂之间存在密切关系。剪切疲劳破坏的主要形式是自上而下的剪切疲劳开裂和沥青面层的剪切疲劳永久变形累积(Rutting车辙)。现如今，各国学者采用的众多研究手段中，三轴动荷载实验、车辙仪等设备对沥青混凝土剪切永久变形和开裂的评价得到了较高的认可，但这些设备的使用成本和设备成本均较高，只能适用于室内研究，因而开发一种面向现场实践的计算性能测定方法及相关设备来评价沥青混凝土的剪切疲劳特性对于长寿命和高质量沥青混凝土路面的修筑意义重大。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种剪切疲劳测试仪，其结构简单、设计新颖合理且使用操作简便，特定环境温度下采用多组受压轮在被测试件内壁相对转动的方式实现控制应力的剪切疲劳加载，能完整准确反映所检测材料的剪切疲劳寿命。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种剪切疲劳测试仪，其特征在于：包括用于水平固定环状或圆筒状被测试件的试件固定装置、与所述试件固定装置固定连接且通过所述试件固定装置带动被测试件连续转动的驱动机构、设置在所述试件固定装置外侧且将被测试件置于恒温状态的恒温箱、加载机构、与加载机构相接的加载装置、位移传感器和与加载装置相接且对加载装置进行控制的数据采集与处理系统，所述位移传感器接数据采集与处理系统，所述加载装置与数据采集与处理系统相接，所述加载机构从被测试件中部穿过，所述试件固定装置上对应开有供加载机构穿过的通孔；所述加载机构包括能在被测试件内壁上相对转动并相应模拟车轮载重向被测试件内壁施加均匀动态内压力的多个受压轮和由加载装置带动竖直向下运动且竖直向下运动同时将所述多个受压轮同步向外压向被测试件内壁的锥形轴，锥形轴的上端部安装在加载装置上，所述多个受压轮沿圆周方向均匀布设在锥形轴周侧；位移传感器为对受压轮的水平位移进行实时检测的传感器。

所述锥形轴与被测试件同轴设置。

所述多个受压轮的数量为三个。

所述受压轮的轮轴上下端部分别卡装在上卡件和下卡件之间，所述上卡件和下卡件均安装在内侧面为倾斜面的固定安装件上，固定安装件与锥形轴同轴设置，且所述受压轮、上卡件、下卡件和固定安装件组装为一体。

所述加载装置位于恒温箱上部，所述恒温箱上部开有供锥形轴穿过的通孔。

所述被测试件、所述试件固定装置和加载机构均同轴设置。

所述试件固定装置包括上盖板、安装在安装台上的底座以及将上盖板和底座组装为一体的支撑固定件，所述上盖板和底座均水平设置。