[实用新型]一种破碎块体间裂缝特性及其对加铺层影响的模拟装置

说明书

本实用新型提出了一种破碎块体间裂缝特性及其对加铺层影响的模拟装置，包括环境箱，环境箱的下部设有基座，基座的中部设有预制裂缝的复合层试件，复合层试件上套设有约束框；复合层试件下部的两侧设有水平方向加载装置，复合层试件的上部设有加铺层加载装置和模拟降雨装置，加铺层加载装置的下部固定在基座上，水平方向加载装置、模拟降雨装置和加铺层加载装置均与采集控制系统相连接。本实用新型能模拟行车荷载、温度和水等因素耦合作用对复合结构的影响；能够对块体相互嵌挤力和块体间裂缝形式对上部加铺层裂缝开展进行真实贴近模拟，对于碎石化技术的抗裂及路工程旧水泥混凝土路面改造设计提供技术支撑和积累。

技术领域

本实用新型涉及道路工程的技术领域，主要是旧水泥混凝土道路改造，尤其涉及一种破碎块体间裂缝特性及其对加铺层影响的模拟装置，用于模拟和评价水泥混泥土破碎块体间嵌挤咬合力和块体间裂缝形式对于上部沥青加铺层裂缝开展的影响。

背景技术

水泥混凝土路面是我国路面结构的重要形式之一。在我国目前急剧增长的交通状况之下，水泥混凝土路面开始出现了大面积严重的破坏，对于水泥混凝土路面的修复与改造是当务之急。水泥混凝土路面碎石化技术能有效地抑制道路裂缝的出现。

目前，我国现有的水泥混凝土路面由于在使用期间的超载、养护不足等问题，有相当一部分已经接近或超过了其设计年限，越来越多的旧水泥混凝土路面面临着修复工作。而沥青路面不仅行车舒适性较好，而且其修复较水泥混凝土路面容易，因而在旧水泥混凝土路面上加铺沥青层是一种改善其使用性能的有效措施。

沥青混凝土加铺层的破坏主要是由于旧水泥混凝土路面裂缝或接缝这种原始缺陷及破坏的存在，引起沥青混凝土加铺层的应力集中与内部损伤，这种损伤的主要表现形式就是沥青加铺层裂缝。道路裂缝不仅会影响行车舒适性，而且会导致路表水下浸，影响到路基的强度与稳定性。更为重要的是，在行车荷载反复作用和周期性变化环境温度的影响下，常常使得裂缝迅速向四周扩展，大大缩短了沥青面层的使用寿命。

对于旧路改造中的沥青加铺层出现裂缝问题，目前仍缺少全面的试验方法和可靠的评价指标，无法系统地还原实际工况下水泥混凝土块体间嵌挤力及裂缝形式对上部加铺层的影响。

实用新型内容

针对无法深入研究和模拟水泥混凝土路面破碎后，块体相互嵌挤力和块体间裂缝形式对上部加铺层裂缝开展影响的技术问题，本实用新型提出一种破碎块体间裂缝特性及其对加铺层影响的模拟装置，用于模拟和评级水泥混凝土块体间嵌挤力和块体间裂缝形式对上部加铺层裂缝开展的影响；通过裂缝扩展速率、应变及破坏应力来评价如何打裂和压路机如何碾压来降低加铺层裂缝的开展，为实际工程提供技术支持和积累。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：一种破碎块体间裂缝特性及其对加铺层影响的模拟装置，包括环境箱，所述环境箱的下部设有基座，基座的中部设有预制裂缝的复合层试件，复合层试件上套设有约束框；所述复合层试件下部的两侧设有水平方向加载装置，复合层试件的上部设有加铺层加载装置和模拟降雨装置，加铺层加载装置的下部固定在基座上，水平方向加载装置、模拟降雨装置和加铺层加载装置均与采集控制系统相连接。

所述复合层试件包括设有预制裂缝的预制裂缝混凝土梁和沥青混凝土加铺层，沥青混凝土加铺层设置在预制裂缝混凝土梁的上部；所述沥青混凝土加铺层的上部设有应变片，应变片设置在加铺层加载装置的下方，应变片与采集控制系统相连接。

所述预制裂缝为竖向裂缝、斜裂缝或“V”字型等形状裂缝

所述约束框为上表面和下表面开口、两侧表面的下部开口的透明可拆卸的框体。

所述水平方向加载装置包括水平动力系统、连接横梁、加载板和横向荷载传感器，加载板竖直设置在预制裂缝混凝土梁的两侧，加载板与连接横梁相连接，连接横梁与水平动力系统相连接；所述连接横梁上设有横向荷载传感器，横向荷载传感器与采集控制系统相连接。