[发明专利]一种多功能水泥稳定碎石基层试件成型装置及方法

说明书

本发明涉及道路工程的试验技术领域，具体是一种多功能水泥稳定碎石基层试件成型装置，包括机架、升降支架、升降支架驱动装置、振动支架、缓冲弹簧、激振器、压头机构、旋转托盘、旋转托盘驱动装置和筒模；所述压头机构包括切换摆臂、切换摆臂驱动装置、刚性辊子和胶皮辊子，所述刚性辊子和胶皮辊子分别安装在切换摆臂的两端并且刚性辊子的轴线和胶皮辊子的轴线皆呈水平方向；所述筒模固定安装在旋转托盘上，所述筒模与刚性辊子或胶皮辊子匹配。本发明的多功能水泥稳定碎石基层试件成型装置能够更加真实的模拟施工现场工况，不但能够满足多种条件的试件制备要求，而且使成型的水泥稳定碎石基层试件更加符合实际，保证实验精度。

技术领域

本发明涉及道路工程的试验技术领域，具体是一种多功能水泥稳定碎石基层试件成型装置及方法。

背景技术

水泥稳定碎石基层是水泥稳定类路面的半刚性基层，具有良好的强度、整体性、水稳定性、抗冻性，广泛应用于我国得道路建设中。水泥稳定碎石基层在摊铺后需要进行压实，压实方式分为静力压实、搓揉压实和振动压实。静力压实使用的设备为钢轮压路机，利用钢轮压路机的重力，对水泥稳定碎石基层施加垂直压力，使水泥稳定碎石基层内部产生相应的法向应力和剪切应力，当剪切应力达到水泥稳定碎石基层的抗剪强度时，水泥稳定碎石基层颗粒之间就会发生相对滑移，重新排列而变得更加密实。搓揉压实使用的设备为胶轮压路机，其中，搓是通过胶轮对水泥稳定碎石基层的表层施加水平方向的作用力，使水泥稳定碎石基层的表层颗粒产生相对滑移，重新排列而变得致密，揉是利用胶轮压路机的重力，对水泥稳定碎石基层局部施加很大的垂直压力，使胶轮直接剪切水泥稳定碎石基层，使水泥稳定碎石基层受到很大的压缩而变得密实，搓揉压实的作用深度较浅，仅在水泥稳定碎石基层的表层传递，使水泥稳定碎石基层获得较高的表面压实度和表面平整度。振动压实使用的设备为振动钢轮压路机，在对水泥稳定碎石基层施加压力的同时，振动钢轮压路机上的激振装置对水泥稳定碎石基层施加激振作用，以激起水泥和碎石颗粒之间的高频率的相对运动，在垂直压力的作用下，使他们重新排列而变得密实。

在实验室内，需要制作水泥稳定碎石试件，并对试件进行密度、孔隙率、模量等物理力学性能试验，现有的水泥稳定碎石试件设备功能单一并且无法真实的模拟静力压实、揉搓压实和振动压实，比如申请号为201510730338.7、名称为用于设计水泥稳定碎石基层配合比的方法及设备的发明专利申请，该专利申请公开了一种振动击实仪，通过控制击实频率和击实压力模拟现场大吨位振动压路机对大厚度水泥稳定碎石基层的压实，但是，振动压头是通过其底部的平面将试件压实，而并不像施工现场那样是通过压路机的滚压将水泥稳定碎石基层压实，因此，通过现有设备成型的水泥稳定碎石基层试件与实际偏差较大，影响试验精度。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足，提供一种多功能水泥稳定碎石基层试件成型装置，能够更加真实的模拟施工现场钢轮压路机的静力压实、胶轮压路机的揉搓压实和振动钢轮压路机的振动压实，不但能够满足多种条件的试件制备要求，而且使成型的水泥稳定碎石基层试件更加符合实际，保证实验精度。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现，一种多功能水泥稳定碎石基层试件成型装置，包括机架、升降支架、升降支架驱动装置、振动支架、缓冲弹簧、激振器、压头机构、旋转托盘、旋转托盘驱动装置和筒模；所述升降支架可竖直滑动的安装在机架上，所述升降支架驱动装置安装在机架上并用于驱动升降支架竖直滑动；所述振动支架可竖直滑动的安装在升降支架上，所述缓冲弹簧设在升降支架与振动支架之间；所述激振器安装在振动支架上；所述压头机构包括切换摆臂、切换摆臂驱动装置、刚性辊子和胶皮辊子，所述切换摆臂可转动的安装在振动支架上并且其旋转轴线呈竖直方向，所述切换摆臂驱动装置安装在振动支架上并用于驱动切换摆臂转动，所述刚性辊子和胶皮辊子分别安装在切换摆臂的两端并且刚性辊子的轴线和胶皮辊子的轴线皆呈水平方向；所述旋转托盘可转动的安装在机架上并且其旋转轴线呈竖直方向，所述旋转托盘驱动装置安装在机架上并用于驱动旋转托盘转动；所述筒模固定安装在旋转托盘上，所述筒模与刚性辊子或胶皮辊子匹配。