[发明专利]一种半刚性基层沥青路面反射裂缝的试验装置

说明书

技术领域

    本发明涉及一种用于公路半刚性基层沥青路面反射裂缝试验的技术领域，更具体涉及一种半刚性基层沥青路面反射裂缝的试验装置，它适用于一种模拟公路半刚性基层沥青路面反射裂缝产生、扩展与演化的试验。

背景技术

沥青混凝土路面半刚性基层是采用水泥、石灰、粉煤灰等无机结合力稳定土或粒料，经摊铺、碾压而成，主要用于路面基层，其刚度介于刚性材料（水泥混凝土）和柔性材料（沥青混合料）之间，因此通常称之为半刚性基层。由于半刚性基层具有较好的板体特征和较高的强度，能够有效提高沥青路面结构的承载力，有利于荷载扩散，降低路基土的垂直压应力，且工程造价低廉等优点，目前是我国高等级公路中最主要的基层类型。

但半刚性基层材料有着本身某些缺陷和不足，特别是半刚性材料难以克服的温缩和干缩特性，直接导致半刚性基层在铺筑后几年甚至几个月出现裂缝，并逐步向路面面层结构扩展延伸，最终进入面层，导致沥青面层产生反射裂缝。雨水从面层裂缝中下渗，进入面层与基层中间积聚，降低沥青路面和半刚性基层间的粘结状态，在动水压作用下又容易诱发唧泥现象，从而加速了沥青路面结构的损坏。

根据交通运输部发布了2013年交通运输行业发展统计公报，截至到2013年年末全国公路总里程达435.62万公里，全国高速公路里程达10.44万公里。到“十二五”末，我国高速公路总里程将达到12万公里左右。

据不完全统计我国沥青路面中采用半刚性基层的比例超过80%，每年由于半刚性基层反射裂缝造成路面病害，缩短路面使用寿命，加大养护成本甚至大中修成本数以亿计。工程界和学术界都一致认为探讨反射裂缝的形成、反射裂缝的扩展及防治有着十分重要的意义。

但是半刚性基层裂缝产生是在荷载—温度——湿度耦合作用下产生，产生时机及产生位置很难预测，使得研究人员难以观测，因而必须发明一种全新试验装置来模拟半刚性基层裂缝产生诱发沥青路面发射裂缝产生与发展，实现对半刚性基层沥青混凝土路面反射裂缝及沥青混凝土抗裂性能的观测和研究。

发明内容

本发明的目的是在于提供了一种半刚性基层沥青路面反射裂缝的试验装置，结构简单、使用方便，尤其是能通过控制中空液压千斤顶顶出速率来控制半刚性基层裂缝扩展速度，可以模拟不同半刚性基层裂缝扩展速度对沥青路面反射裂缝演化规律的影响，使得室内试验精度更高、更可靠、更有效。

为了实现上述的目的，本发明采用以下技术措施：

一种模拟半刚性基层沥青路面反射裂缝的试验装置，包括钢槽；钢槽中从下至上依次填筑的土基、底基层、半刚性基层、封层以及路面面层结构；预埋在半刚性基层中的钢板、钢管；传力杆；中空液压千斤顶；位移传感器、裂缝计。其特征在于：土基、底基层、半刚性基层、封层以及面层从下至上依次填筑钢槽中，第一钢板、第二钢板竖直预埋于半刚性基层中，钢管水平预埋在半刚性基层中，并从钢槽中穿过，传力杆穿过钢管一端与第二钢板焊接, 另一端用螺母与中空液压千斤顶相连，中空液压千斤顶底部与钢槽用螺栓连接，位移传感器与传力杆自由端水平接触，裂缝计预埋在面层中。

所述的传力杆一端制作成螺纹，另一端与第二钢板焊接。

所述的第二钢板与钢管间预留间距λ应大于等于试验预期半刚性基层裂缝宽度。

面层、封层、半刚性基层、底基层、土基用以在试验室模拟公路路基~路面各结构层。

预埋在半刚性基层中的两块钢板，通过固定一块预埋钢板不动，改变另外一块预埋钢板的位置，从而使半刚性基层产生裂缝，并可以通过控制两块预埋钢板间距和产生间距的速度来模拟半刚性基层温宿和干缩裂缝以及裂缝产生的速度。

预埋在半刚性基层中的预埋钢管，为普通镀锌钢管，用于隔离传力杆与半刚性基层，减少传力杆与半刚性基层间的摩擦力。

中空液压千斤顶，以钢槽作为反力支撑，给传力杆施加牵引力，从而带动预埋钢板，使半刚性基层产生裂缝。

位移传感器测量传力杆横向位移，该位移即为半刚性基层裂缝的宽度。

裂缝计用于测量面层中裂缝的宽度。

综上所述，通过中空液压千斤顶、钢槽组成了牵引力—反力系统，通过传力杆将牵引力传递至钢板，从而使得半刚性基层中产生裂缝，裂缝反射至面层中。运用位移传感器和裂缝计分别测量半刚性基层中裂缝实时宽度和面层中的反射裂缝实时宽度，从而实现了在室内试验室模拟半刚性基层裂缝及其诱发沥青路面发射裂缝产生与演化过程的模型试验，实现对半刚性基层沥青混凝土路面反射裂缝及沥青混凝土抗裂性能的观测和研究。