[发明专利]一种沥青混合料弯剪性能试验装置及方法

权利要求书

1.一种沥青混合料弯剪性能试验装置，包括MTS材料试验机和弯剪性能试验模具，还包括内气囊组件，其特征在于：所述弯剪性能试验模具设有圆柱形凹槽，所述圆柱形凹槽内侧设有环形阶梯，所述圆柱形凹槽的内径等于圆环形试件的外径，所述内气囊组件的内气囊安装于圆环形试件的内孔中并且和所述内孔的表面紧密接触，所述内气囊组件由气压装置提供气压，所述圆柱形凹槽内侧的环形阶梯上设置有环形套环，所述圆环形试件放置在所述环形套环上，所述圆环形试件的上部通过压环将所述圆环形试件紧压在所述环形阶梯上，所述压环和所述圆环形试件之间还设置有环形垫圈，所述弯剪性能试验模具的底部支撑在所述MTS材料试验机的试模支撑杆上，所述环形压头与所述MTS材料试验机的下压臂连接，为所述圆环形试件的上表面提供荷载。

2.根据权利要求1所述的沥青混合料弯剪性能试验装置，其特征在于：所述内气囊组件包括内气囊气芯、内气囊固定装置和内气囊橡胶膜，所述内气囊气芯一端设有进气口，下部设有出气口，所述内气囊橡胶膜为空心圆柱筒，所述内气囊橡胶膜形成的空心圆柱体的直径等于或小于所述圆环形试件内孔的直径，所述内气囊固定装置包括锁紧螺母、气囊帽和气囊盖，所述内气囊橡胶膜套装在所述内气囊气芯外并且所述内气囊橡胶膜的两端通过所述锁紧螺母固定在所述内气囊气芯的两端，使得所述内气囊橡胶膜与所述内气囊气芯之间形成内气囊，所述气囊帽和气囊盖安装在所述内气囊气芯上，所述气囊帽和气囊盖的直径大于所述圆环形试件内孔的直径，使得所述内气囊固定在所述圆环形试件内孔中，所述内气囊气芯的出气口与所述内气囊连通。

3.根据权利要求1所述的沥青混合料弯剪性能试验装置，其特征在于：所述环形套环与所述环形垫圈的位置相对应。

4.根据权利要求2所述的沥青混合料弯剪性能试验装置，其特征在于：所述环形垫圈和环形套环的表面刻有凹槽。

5.一种沥青混合料弯剪性能试验方法，根据权利要求1至4所述的沥青混合料弯剪性能试验装置，其特征在于，包括以下步骤：

(1)确定模具和试件尺寸，并根据中厚板理论及弹性力学理论确定沥青混合料试件处于弯剪组合应力状态，并建立沥青混合料弯剪组合强度计算公式；

(2)制作试件：采用马歇尔击实，静压成型或旋转压实成型法成型试件，切割试件并钻心取样，得到外径150mm、内径40mm、高为40mm的环形沥青混合料试件；

(3)安装内气囊组件，连接气管开动气泵，检查气管及气囊是否漏气，在确保气管及气囊密封后，将环形试件放置在弯剪性能试验模具内；

(4)在试件上表面放置环形垫圈并安放环形压环，通过压环上将试件上表面压紧；

(5)保温：将试件、压头及试验模具置于15℃的环境箱中，对环形沥青混合料试件进行保温，保温时间在6小时以上；

(6)进行试验：打开气泵给试件施加水平气压，在环形压头下方放置橡胶垫，开启MTS材料试验机，以一定的速率施加竖向荷载，使试件在水平荷载和竖向荷载的共同作用下发生弯剪组合破坏，试验结束，根据MTS材料试验机采集的压力和变形数据，求出沥青混合料的弯剪组合强度，并进行多次平行试验，再将平行试验的数据进行平均。