[发明专利]级配碎石塑性变形性能的线性近似试验装置及评价方法

说明书

一种级配碎石塑性变形性能的线性近似试验装置及评价方法，试验装置包括固定在减振台上的发动机，发动机经传动杆带动橡胶压头对试模中的级配碎石试件施加冲击力；试模包括外筒，外筒的内部设置有复合套筒及复合垫层；发动机上连接有用于调节传动杆以实现波形控制的伺服阀，传动杆上设置有用于调节传动杆自身长度的升降阀。本发明评价方法以变时间间隔的方式计算级配碎石试件塑性变形曲线的近似积分，能够在计算量相同的情况下实现更高的精度，以线性函数的形式定义时间间隔，能够简化时间数列的展开过程，便于应用。本发明釆用PDI指标能够综合反映级配碎石材料在多个时刻的塑性变形情况。

技术领域

本发明涉及公路工程领域，具体涉及一种级配碎石塑性变形性能的线性近似试验装置及评价方法，旨在对级配碎石的塑性变形性能做出快速准确的评价。

背景技术

级配碎石材料因为其具有取材容易、造价低廉等优点，曾广泛应用于我国早期的道路建设，但受限于当时的认识水平和技术能力，以及评价指标不合适等缺陷，使得级配碎石基层未能满足交通发展的需求。为评价级配碎石的变形性能，发明人周刚公开了一种车辙试验方法(200910103821.7)，其基本原理就是通过采用车轮在板块状级配碎石试件上反复行走，检测试件的变形量，并采用动稳定度来表征试验结果。但是经过很多车辙试验都发现，两份级配碎石材料的动稳定度相同时，它们的永久变形却有着明显的差别甚至相互矛盾。

这主要是因为，以往的动稳定度主要依据D45和D60(第45min和第60min的塑性变形量)进行计算，却忽略了其他时刻的塑性变形量，因此经常在试验中出现抗变形性能较好的假象，却在实际使用过程中产生过大的变形。此外，以往的试验多数采用刚性试模，刚性试模导致级配碎石处于完全侧限的状态，这与实际存在较大差异。反之，若进行脱模试验，则导致级配碎石处于无侧限的状态，亦不符合实际情况。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种级配碎石塑性变形性能的线性近似试验装置及评价方法，能够比较真实的模拟实际交通荷载作用下级配碎石基层所处的位移边界条件，从而对级配碎石的塑性变形性能做出快速准确的评价。

为了实现上述目的，本发明级配碎石塑性变形性能的线性近似试验装置采用的技术方案为：包括固定在减振台上的发动机，所述的发动机经传动杆带动橡胶压头对试模中的级配碎石试件施加冲击力；所述的试模包括外筒，外筒的内部设置有复合套筒及复合垫层；所述的复合套筒由两层氯丁橡胶圆筒以及设置在两层氯丁橡胶圆筒之间的钢筒组成，所述的钢筒由弧形筒体拼接而成，并且接缝处预留有间隙；所述的复合垫层设置在外筒内部的底面上，复合垫层由两层氯丁橡胶圆板以及设置在两层氯丁橡胶圆板之间的钢板组成；氯丁橡胶圆筒以及氯丁橡胶圆板在接合外筒内部空间的表面上，均覆盖有直接与级配碎石试件进行接触的有机硅防粘涂层；所述的发动机上连接有用于调节传动杆以实现波形控制的伺服阀，所述的传动杆上设置有用于调节传动杆自身长度的升降阀。

所述的钢筒至少由两块弧形筒体拼接而成，并且接缝至少具有两个。

所述橡胶压头对级配碎石试件所施加冲击力的大小控制在0.65MPa～0.75MPa。

所述的试模内径为300mm，高度为300mm。

本发明级配碎石塑性变形性能的线性近似评价方法，包括以下步骤：

a.称取级配碎石混合料，拌匀后装入试模；

b.碾压装有级配碎石混合料的试模，制得级配碎石试件；

c.通过级配碎石变形性能的二次近似评价试验装置反复冲击级配碎石试件，橡胶压头对级配碎石试件所施加冲击力的大小控制在0.65MPa～0.75MPa，记录塑性变形量；

d.以变时间间隔的方式计算级配碎石试件塑性变形曲线的近似积分，根据橡胶压头的冲击速度加权后作为级配碎石试件塑性变形性能指标PDI；