[发明专利]评价沥青混合料抗车辙性能的试验装置及其试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种评价沥青混合料抗车辙性能的试验装置及其试验方法。

背景技术

沥青路面具有显著流变性质，其强度、稳定性和可靠性有别于一般固体，直接承受严酷的行车和环境荷载作用，易产生车辙、裂缝、水损害等各种路面损坏。其中，由于交通运输量不断增长，超载、重载车辆在整个交通流中所占的比例增加以及渠化交通的作用，车辙已成为渠化交通的高等级公路沥青路面的主要损坏类型之一。车辙的存在严重缩短了路面的使用性能和使用寿命，降低了道路的服务质量，而且其增加了出现水洼的潜在可能，在寒冷地区形成辙槽聚冰，构成了道路运输的安全隐患。

车辙是指在行车荷载的反复作用下，路面发生的不可恢复的永久变形，包括失稳性车辙、结构性车辙和磨耗性车辙。失稳性车辙是由于路面结构层在车轮荷载作用下，沥青混合料的高温稳定性不佳，强度不足或塑性变形过大，内部材料产生横向流动引起位移而形成的。失稳性车辙常出现在较厚的沥青面层中，尤其是重在交通道路。病害产生在沥青面层10cm以内，是现代沥青路面的一种早期损坏。近年来，重载货车使用的轮胎类型也在变化，越来越多的货车使用子午线轮胎。子午线轮胎能承受更高的通胀压力，能够承受更高的荷载，但同时对路表面损害也更大，失稳性车辙更容易产生。

失稳性车辙主要为靠近地表处低限制条件下剪切应力作用而产生，其根本原因是高通胀子午线轮胎的应力分布作用，因此可以在低限制条件下，通过控制材料的抗剪切强度和刚度来控制失稳性车辙。低限制下材料的抗剪强度和刚度受到材料的组合状态(密度)、加载历史(压缩)、和环境条件(温度)的影响，一个能够较好地模拟这组临界条件的室内试验可以用来确定沥青混合料的关键性能指标，由此可以评估沥青混合料失稳性车辙的情况。

综上，目前没有用于沥青路面在临界条件下失稳性车辙性能的试验装置及其试验方法。

发明内容

本发明为解决目前没有用于沥青路面在临界条件下失稳性车辙性能的试验装置及其试验方法的问题，进而提供一种评价沥青混合料抗车辙性能的试验装置及其试验方法。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

本发明的评价沥青混合料抗车辙性能的试验装置包括基座、圆盘底板、圆盘顶板和圆盘连接板，所述基座为圆柱体基座，基座的上端面上加工第一中心盲孔，基座的中部水平加工有第一通孔，中心盲孔与第一通孔相互连通，基座的底部设置有连接法兰，基座的上端面上沿圆周方向均布加工有四个第一螺纹盲孔；

圆盘底板上加工有第一中心通孔，圆盘底板上加工有台肩，圆盘底板的台肩上沿圆周方向均布加工有四个第二通孔，四个第二通孔与四个第一螺纹盲孔对应设置，圆盘底板固装在基座的上端面上；

圆盘顶板上加工有台肩孔，台肩孔的大孔位于小孔的上方，圆盘顶板的上端面上沿圆周方向均布加工有四个第二螺纹盲孔，第一中心盲孔、第一中心通孔和台肩孔的小孔的内径一致设置；

圆盘连接板的上端面上加工有第二中心盲孔，圆盘连接板上加工有与四个第二螺纹盲孔对应的四个第三通孔，第二中心盲孔的周边加工有四个连接通孔，圆盘连接板上加工有一个气孔，气孔与圆盘连接板的中心距为38mm。

本发明的评价沥青混合料抗车辙性能的试验方法是按着以下步骤实现的：步骤一、

制备抗车辙性能试验试件：

步骤一一、首先将拌合好的混合料放入135℃的烘箱内熟化，1小时后进行搅拌，熟化时间为两2小时；

步骤一二、然后将已经拌合好的沥青混合料制成圆柱体试件，圆柱体试件的高度为150mm，圆柱体试件的外径为150mm；

步骤一三、将制好的圆柱体试件静置24小时后，用切割机将试件两端切平，保证圆柱体试件的高度为135mm±1mm；

步骤一四、采用取芯机对圆柱体试件取芯，圆柱体试件中心通孔的直径为35mm，得到空心圆柱体试件；

步骤二、计算空隙率：采用表干法测试空心圆柱体试件的毛体积密度，计算空隙率；

步骤三、然后将空心圆柱体试件在干燥环境静置24小时；

步骤四、开始试验前将空心圆柱体试件放在恒温箱中保温5小时以上，使空心圆柱体试件温度达到40℃；

步骤五、安装空心圆柱体试件：

步骤五一、安装基座：首先通过法兰将基座固定在三轴剪切仪上；

步骤五二、粘接圆盘底板、空心圆柱体试件和圆盘顶板：