[发明专利]沥青混合料旋转剪切应力松弛试验装置及方法

权利要求书

1.沥青混合料旋转剪切应力松弛试验装置，由试验平台、加载系统、温控系统和计算机控制系统组成；

试验平台由试验试件、用于加载的微型电机（26）、平台钢板（9）、轴承座（17）、扭矩传感器及编码器（2）、固定轴（3）、旋转轴（10）、门式支架（7）、拉线式位移传感器及编码器（22）、位移测量拉线（28）和平衡块（23）组成；将扭矩传感器及编码器（2）和三个轴承座（17）顺序并列地固定于平台钢板（9）上，与扭矩传感器及编码器（2）靠近的一个轴承座（17）用于支撑固定轴（3）；其它两个轴承座（17）用于支撑旋转轴（10）；固定轴（3）的一端与扭矩传感器及编码器（2）可拆卸固定连接，另一端与试验试件可拆卸固定连接；旋转轴（10）的一端与试验试件为可拆卸固定连接，另一端通过联轴器（24）与微型电机（26）的输出轴可拆卸固定连接；旋转轴（10）和微型电机（26）可沿轴线方向活动，便于将试验试件固定在旋转轴（10）和固定轴（3）之间；门式支架（7）跨过旋转轴（10）垂直固定在平台钢板（9）上，拉线式位移传感器及编码器（22）固定在门式支架（7）的上梁，位置处于使拉线式位移传感器拉线（27）与旋转轴（10）垂直相切；位移测量拉线（28）的一端与拉线式位移传感器拉线（27）为可拆卸固定连接，另一端均匀、单层缠绕在旋转轴（10）上；平衡块（23）位于旋转轴（10）的下方，平衡块拉线(8)的一端与平衡块(23)为可拆卸固定连接，另一端从平台钢板(9)的开孔中穿过平台钢板（9），再均匀、单层缠绕在旋转轴（10）上；位移测量拉线（28）和平衡块拉线（8）垂直于地面并与旋转轴（10）截面边缘保持相切，且拉线的端头均固定在旋转轴（10）上；位移测量拉线（28）在旋转轴（10）缠绕半径为固定常数，拉线式位移传感器拉线（27）的拉力通过位移测量拉线（28）对旋转轴（10）所产生的力矩与平衡块拉线（8）作用于旋转轴（10）的力矩相平衡；

温度控制系统由高低温试验箱（13）、温控箱（21）、两个连接管和安装在连接管上的微泵（18）组成；温控箱（21）将试验试件罩在其间，两个连接管和安装在连接管上的微泵（18）将高低温试验箱（13）和温控箱（21）连接形成闭合的热循环温控系统；试验前的沥青混合料试件（6）在高低温试验箱（13）中的养护架（14）上实施养护；温度编码器（5）将来自温控箱（21）中的温度传感器（4）的数据传输到计算机控制系统（1）；

试验试件由夹具（19）、卡盘（20）、垫片（30）和沥青混合料试件（6）组成；沥青混合料试件（6）采用截面为圆形或正方形的柱体，两个卡盘（20）分别固定于柱形沥青混合料试件（6）的两端，金属垫片（30）垫在卡盘（20）和沥青混合料试件（6）之间的卡爪下；两端带有卡盘（20）的柱形沥青混合料试件（6）的两端再通过一对夹具（19）分别与固定轴（3）和旋转轴（10）可拆卸固定连接；旋转轴(10)一端通过夹具（19）与试验试件为可拆卸固定连接，另一端通过联轴器（24）与加载系统连接；

其特征在于：加载系统为可由计算机控制的变频器（11）、电子刹车器（12）、减速箱（25）和微型电机（26）。

2.根据权利要求1所述的沥青混合料旋转剪切应力松弛试验装置，其特征在于旋转剪切应力松弛试验的加载方式如下：

在计算机控制系统控制下微型电机正向转动，当沥青混合料试件（6）的旋转角位移或理论剪切应变达到试验设定值时，计算机控制系统（1）通过变频器（11）改变电压控制电子刹车器（12）进行工作，使微型电机（26）立即停止转动并且锁定微型电机（26）的转子，沥青混合料试件（6）产生恒定的剪切应变，加载过程完成，加载系统及沥青混合料试件（6）处于静态持荷状态；

当静态持荷时间达到试验设定值后，计算机控制系统（1）通过变频器（11）改变电压控制电子刹车器（12）停止工作，使旋转轴（10）及微型电机（26）的转子可以自由转动，旋转轴（10）承受扭矩为零，沥青混合料试件（6）承受的理论剪切应力也逐渐减小至零，剪切应变不一定回复至零，卸载完成，应力松弛试验结束；如果需要进行重复应力松弛试验，则在静态停留给定时间后，计算机控制系统（1）控制加载系统按设定参数继续重复运行，从而实现对沥青混合料试件（6）的重复旋转剪切加载、持荷及卸载，即重复应力松弛及回复的试验。