[发明专利]沥青混合料集料接触强度剪切试验装置及其试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及力学试验领域，具体涉及一种沥青混合料集料接触强度剪切试验装置及其试验方法。

背景技术

沥青混合料是由矿料、沥青及空隙构成的多相颗粒材料。压实混合料的集料表面包裹沥青，矿料颗粒间的界面接触、界面滑移导致的摩擦效应及迁移机制决定了混合料的宏观力学特性，进而影响沥青路面的使用性能。但由于缺乏足够的试验手段，目前的剪切试验主要针对堆积矿料，无法测得压实状态下沥青混合料的颗粒界面剪切强度，使得在混合料强度分析过程中缺少颗粒的“切向弹性刚度”这一参数，在力学模拟过程中易导致误差。因此，专门针对沥青混合料的集料界面强度测定方法的研究与相关设备的开发是非常必要的。该设备有助于提升混合料的设计水平，实现精细化、可控化、数字化的材料设计理念。

发明内容

本发明的目的在于提供一种沥青混合料集料接触强度剪切试验装置及其试验方法，以解决现有技术中无法测得压实状态下沥青混合料的颗粒界面剪切强度技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种沥青混合料集料接触强度剪切试验装置，包括试验平台、拉力动力箱、推力动力箱和小车，所述拉力动力箱和所述推力动力箱分别设置于所述试验平台的相邻两个侧面上，所述试验平台上设有轨道，所述轨道与所述拉力动力箱的拉力输出端的端面垂直设置，所述小车设置于所述轨道上并可在所述轨道上来回运动，所述小车上可拆卸的连接有第一套筒，所述第一套筒的端面与所述推力动力箱相对设置，所述试验平台上可拆卸的连接有第二套筒，所述第二套筒设置于所述轨道的一侧，所述第二套筒的端面与所述第一套筒的端面平行设置。

作为优选方案，所述推力动力箱包括带滚轮的推力装置，所述推力装置设置于所述推力动力箱的推力输出端端面上。

作为优选方案，所述第一套筒和所述第二套筒为形状、大小相同的圆柱体结构，所述圆柱体结构包括上半体和下半体，所述上半体的外壁设有第一连接位，所述下半体上设有与所述第一连接位相对于的第二连接位，所述第一连接位和所述第二连接位通过螺栓连接；所述小车与所述第一套筒通过直杆连接，所述直杆贯穿所述第一连接位和第二连接位设置。

作为优选方案，所述第一套筒和所述第二套筒在高度方向上对齐设置，所述第一套筒外侧的侧壁上设有第一定位孔，所述第一定位孔的端面与所述第一套筒的端面平行，所述第二套筒设有与所述第一套筒上的第一定位孔相对应的第二定位孔，所述第一定位孔和第二定位孔均设有内螺纹。

作为优选方案，所述设置于第一套筒侧壁上的第一定位孔的数量为2，所述2个第一定位孔分别设置于所述上半体和所述下半体上。

作为优选方案，所述第一套筒上设有散力板，所述散力板可拆卸连接于所述第一套筒靠近所述推力动力箱一端的端面上。

作为优选方案，所述拉力动力箱的侧壁上设有控制面板。

作为优选方案，所述拉力动力箱的内部设有提供拉力的电机；所述推力动力箱的内部设有提供推力的电机。

为实现上述相同目的，本发明提供了一种沥青混合料集料接触强度剪切试验的试验方法，包括如下步骤，

S000、将第一试验试件和第二试验试件分别放置于第一套筒和第二套筒内部，然后将设置于所述第一套筒上的螺栓拧紧至所述第一试验试件只能在所述第一套筒的内部来回运动；将设置于所述第二套筒上的螺栓拧紧至所述第二试验试件不能相对于所述第二套筒运动；其中，所述第一试验试件和第二试验试件均为由沥青混合料集料制成的圆柱体结构且所述第一试验试件和所述第二试验试件的形状大小相同；

S100、将散力板固定于所述第一套筒靠近推力动力箱一端的端面上；

S200、通过移动小车将所述第一套筒移动至与所述第一套筒的端面对齐，在所述第一试验试件和所述第二试验试件之间设置应力胶片；

S300、启动推力装置推动所述第一试验试件相对于所述第二试验试件运动，使所述第一试验试件和所述第二试验试件之间产生压力P，所述第一试验试件和所述第二试验试件相互接触的两个端面上的颗粒在应力胶片上留下印痕；

S400、将所述推力装置从所述第一试验试件的表面移开，使所述第一试验试件和所述第二试验试件之间的压力消失，取出应力胶片并统计所述第一试验试件和所述第二试验试件之间的接触面积；