专利名称：基于动荷载的道路材料强度参数测定仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于道路工程材料强度测定技术领域，尤其是涉及一种基于动荷载的道路材料强度参数测定仪。
背景技术：
拉伸强度与粘弹塑蠕变损伤力学参数是描述道路工程材料力学特性的重要参数，因而对道路工程材料拉伸强度与粘弹塑蠕变损伤力学参数的测定相当重要，对其相关参数测量的精确度和野外实用性要求也越来越高。在道路工程中，水泥混凝土、浙青混凝土以及不同改性剂改良的改良土(也称稳定土)的拉伸强度与粘弹塑蠕变损伤力学参数一直是重要的设计参数。现如今工地和室内所用的拉伸强度与粘弹塑蠕变损伤力学参数测定方法均不同程度地存在加载方式较为复杂、野外实用性较差等缺陷。

实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于动荷载的道路材料强度参数测定仪，其结构简单、加工制作及拆装方便且使用操作方便、使用效果好，能有效解决现有间接拉伸强度及粘弹塑蠕变损伤参数测试仪存在的多种实际问题。为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是一种基于动荷载的道路材料强度参数测定仪，其特征在于包括落锤式加载机构、罩装在呈水平布设的环状被测试件外侧且将环状被测试件置于恒温状态的恒温控制箱和同轴套装在环状被测试件内的圆环套件，所述落锤式加载机构包括在自身重力作用下做自由落体运动的落锤、套装在环状被测试件内且在落锤的竖直向下作用下向环状被测试件内壁施加径向且均匀动态内压力的锥形滑块和下落过程中对落锤与锥形滑块进行导向的导向滑杆；所述锥形滑块为外表面光滑且由上至下横截面面积逐渐缩小的锥形棒，所述圆环套件为与锥形滑块配合使用且将所述动态内压力均匀传递至环状被测试件内壁的套装件，所述落锤和锥形滑块均与环状被测试件呈同轴布设，所述落锤和锥形滑块的中部分别开有供导向滑杆穿过的通孔一和通孔二，所述导向滑杆呈竖直向布设且其与环状被测试件呈同轴布设。上述基于动荷载的道路材料强度参数测定仪，其特征是所述落锤的数量为多个，多个所述落锤均与环状被测试件呈同轴布设，且多个所述落锤由上至下通过连接机构组装 为一体。上述基于动荷载的道路材料强度参数测定仪，其特征是还包括高度可调的高度调整工作台，所述高度调整工作台包括用于水平放置环状被测试件的水平工作台、竖直向布设在水平工作台上的两根立柱和通过对落锤的下落高度进行限位调整对所述落锤式加载机构的加载力大小进行调整的横梁，所述横梁水平向安装在两根所述立柱之间且其能随两根所述立柱进行上下移动；所述导向滑杆的上端自横梁穿出。[0008]上述基于动荷载的道路材料强度参数测定仪，其特征是所述连接机构为连接螺栓，且落锤上对应开有多个供所述连接螺栓安装的螺栓安装孔。上述基于动荷载的道路材料强度参数测定仪，其特征是所述横梁上开有供两根所述立柱穿过的通孔，两根所述立柱上套装有对横梁的安装高度进行限位的螺母，且两根所述立柱的外侧壁上对应设置有与所述螺母配合使用的外螺纹结构。上述基于动荷载的道路材料强度参数测定仪，其特征是所述锥形滑块为横截面为等边三角形、正四边形、正五边形或正六边形的三角锥滑块、四角锥滑块、五角锥滑块或六角锥滑块。上述基于动荷载的道路材料强度参数测定仪，其特征是所述落锤为横截面为圆环状的圆环锤。上述基于动荷载的道路材料强度参数测定仪，其特征是所述圆环套件的高度与环状被测试件的高度相同。上述基于动荷载的道路材料强度参数测定仪，其特征是所述圆环套件为由多个结构和尺寸均相同的环形滑块拼装组成的多瓣式滑块。上述基于动荷载的道路材料强度参数测定仪，其特征是所述恒温控制箱包括下部箱体和扣装在下部箱体上的上盖，所述下部箱体的侧壁上分别开有进液口和出液口。本实用新型与现有技术相比具有以下优点I、结构简单且加工制作及拆装方便。2、使用操作简便且适用面广，适用于水泥混凝土、浙青混凝土、改良土、重塑土等多种道路工程材料拉伸强度及粘弹塑性蠕变损伤力学参数的测定，其被测试件制成环状，实验时通过在环状试件内壁施加径向且均匀的内压力，而试件同时在环向方向产生拉压应力，当试件内壁压力作用到一定大小后，试件发生破坏，之后对实验数据进行分析便可得到试件的间接拉伸强度及粘弹塑性蠕变损伤参数。3、加载方式简单方便且测试效果准确，本实用新型巧妙地通过落锤和导向滑杆相配合对锥形滑块施加动态加载力，且锥形滑块在竖直向下加载力的作用下竖直向下运动并同时向环状被测试件内壁施加径向且均匀的动态内压力，与此同时通过圆环套件将所述动态内压力均匀连续传递至环状被测试件的内壁上。4、实验结果非常稳定，测试结果能完整准确反映所检测材料的拉伸强度，由于实验过程中，环状试件中滑块对应断面的受力情况都相同，因此在本测试中，从环状试件内壁对试件进行均匀施力，试件自动从最薄弱的断面破坏，这使得道路工程材料的非均匀性得到了考虑，与其它的实验方法相比具有明显的优越性。综上所述，本实用新型结构简单、加工制作及拆装方便且使用操作方便、使用效果好，能有效解决现有间接拉伸强度及粘弹塑蠕变损伤参数测试仪存在的加载方式较为复杂、野外实用性较差等缺陷。下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

图I为本实用新型的使用状态参考图。图2为本实用新型所采用落锤式加载机构的工作原理图。[0024]附图 标记说明I-横梁；2-立柱；3-导向滑杆；4-落锤；5-环状被测试件；6_圆环套件；7-水平工作台；8-预留通孔； 9-螺栓安装孔；10-下部箱体；11-上盖；12-锥形滑块。
具体实施方式
如图I、图2所示，本实用新型包括落锤式加载机构、罩装在呈水平布设的环状被测试件5外侧且将环状被测试件5置于恒温状态的恒温控制箱和同轴套装在环状被测试件5内的圆环套件6，所述落锤式加载机构包括在自身重力作用下做自由落体运动的落锤4、套装在环状被测试件5内且在落锤4的竖直向下作用下向环状被测试件5内壁施加径向且均匀动态内压力的锥形滑块12和下落过程中对落锤4与锥形滑块12进行导向的导向滑杆3。所述锥形滑块12为外表面光滑且由上至下横截面面积逐渐缩小的锥形棒，所述圆环套件6为与锥形滑块12配合使用且将所述动态内压力均匀传递至环状被测试件5内壁的套装件，所述落锤4和锥形滑块12均与环状被测试件5呈同轴布设，所述落锤4和锥形滑块12的中部分别开有供导向滑杆3穿过的通孔一和通孔二，所述导向滑杆3呈竖直向布设且其与环状被测试件5呈同轴布设。本实施例中，所述连接机构为连接螺栓，且落锤4通过多个所述连接螺栓固定安装在锥形滑块12上，所述落锤4上对应开有多个供所述连接螺栓安装的螺栓安装孔9。[0031 ] 本实施例中，本实用新型还包括高度可调的高度调整工作台，所述高度调整工作台包括用于水平放置环状被测试件5的水平工作台7、竖直向布设在水平工作台7上的两根立柱2和通过对落锤4的下落高度进行限位调整对所述落锤式加载机构的加载力大小进行调整的横梁1，所述横梁I水平向安装在两根所述立柱2之间且其能随两根所述立柱2进行上下移动。所述导向滑杆3的上端自横梁I穿出。实际安装时，所述横梁I上开有供两根所述立柱2穿过的通孔，两根所述立柱2上套装有对横梁I的安装高度进行限位的螺母，且两根所述立柱2的外侧壁上对应设置有与所述螺母配合使用的外螺纹结构。实际使用过程中，由于落锤4位于横梁I下方，因而通过调整横梁I的安装高度，对落锤4的下落高度进行调整，并相应对所述落锤式加载机构的加载力大小进行调整。实际使用时，所述落锤4的数量为多个，多个所述落锤4均与环状被测试件5呈同轴布设，且多个所述落锤4由上至下通过连接机构组装为一体。本实施例中，所述连接机构为连接螺栓，且落锤4上对应开有多个供所述连接螺栓安装的螺栓安装孔9。并且所述连接螺栓的数量为两个，落锤4上对应开有两个螺栓安装孔9，通过连接螺栓对落锤4的数量进行调整，从而达到对所述落锤式加载机构的加载力大小进行调整的目的。实际加工制作时，所述锥形滑块12为横截面为等边三角形、正四边形、正五边形或正六边形的三角锥滑块、四角锥滑块、五角锥滑块或六角锥滑块。本实施例中，所述锥形滑块12为三角锥滑块。本实施例中，所述落锤4为横截面为圆环状的圆环锤。[0038]所述圆环套件6的高度与环状被测试件5的高度相同。实际使用时，所述圆环套件为由多个结构和尺寸均相同的环形滑块拼装组成的多瓣式滑块。本实施例中，所述圆环套件为由三个结构和尺寸均相同的三瓣式滑块本实施例中，所述恒温控制箱包括下部箱体10和扣装在下部箱体10上的上盖11，所述下部箱体10的侧壁上分别开有进液口和出液口。同时，所述恒温控制箱外侧的裸露处包有防止温度散失且导热性弱的绝缘体保温层。实际加工时，所述下部箱体10与上盖11之间以螺纹方式进行连接，且所述水平工作台7中部设置有预留通孔8。实际测试之前，先根据需施加的加载力大小确定所采用落锤4的数量、重量和下落高度，且当落锤4的下落高度确定后，将落锤4由上至下穿过导向滑杆3使其安装在锥形滑块12上，将立柱2上的螺母提升预设位置以将横梁I的下端处于预先确定的高度上。开始测试时，将落锤4提至横梁I下，放开落锤4，则落锤4便在自身重力作用下作自由落体运动直至落在锥形滑块12上，并相应对锥形滑块12施加竖直向下的加载力；而锥形滑块12在竖直向下加载力的作用下竖直向下运动并同时向环状被测试件5内壁施加径向且均匀的动态内压力，与此同时通过所述圆环套件6将所述动态内压力均匀传递至环状被测试件5的内壁上。此时，环状被测试件5在环向方向产生拉应力。根据力学知识，在环状被测试件5的外表面自由而其内壁受均匀内压作用时，其所受的径向正应力\始终为压应力，环向正应力σ 0始终为拉应力，且拉应力σ 0的最大值发生在圆环套件6结合处所对应的环状被测试件5内壁上。又由于道路工程材料的抗拉强度远小于其抗压强度，因此环状被测试件5的破坏只可能首先出现在其内壁的拉伸破坏上，即环状被测试件5的内壁最早因拉伸而被破坏。实际使用过程中，试验时可调整支撑立柱上螺丝高度来调节横梁高度，以控制落锤4的下落高度，并相应对锥形滑块12上的加载力大小进行调整；也可改变导向滑杆上的落锤数量，从而对锥形滑块12上的加载力大小进行调整。若落锤4同一高度下落，并保证落锤4的重量不变，通过落锤4连续击打锥形滑块12，便可达到以恒定荷载连续加载的效果O以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
权利要求1.一种基于动荷载的道路材料强度参数测定仪，其特征在于包括落锤式加载机构、罩装在呈水平布设的环状被测试件(5)外侧且将环状被测试件(5)置于恒温状态的恒温控制箱和同轴套装在环状被测试件(5)内的圆环套件￠)，所述落锤式加载机构包括在自身重力作用下做自由落体运动的落锤(4)、套装在环状被测试件(5)内且在落锤⑷的竖直向下作用下向环状被测试件(5)内壁施加径向且均匀动态内压力的锥形滑块(12)和下落过程中对落锤(4)与锥形滑块(12)进行导向的导向滑杆(3);所述锥形滑块(12)为外表面光滑且由上至下横截面面积逐渐缩小的锥形棒，所述圆环套件(6)为与锥形滑块(12)配合使用且将所述动态内压力均匀传递至环状被测试件(5)内壁的套装件，所述落锤(4)和锥形滑块(12)均与环状被测试件(5)呈同轴布设，所述落锤(4)和锥形滑块(12)的中部分别开有供导向滑杆(3)穿过的通孔一和通孔二，所述导向滑杆(3)呈竖直向布设且其与环状被测试件(5)呈同轴布设。
2.按照权利要求I所述的基于动荷载的道路材料强度参数测定仪，其特征在于所述落锤(4)的数量为多个，多个所述落锤(4)均与环状被测试件(5)呈同轴布设，且多个所述落锤(4)由上至下通过连接机构组装为一体。
3.按照权利要求I或2所述的基于动荷载的道路材料强度参数测定仪，其特征在于还包括高度可调的高度调整工作台，所述高度调整工作台包括用于水平放置环状被测试件(5)的水平工作台(7)、竖直向布设在水平工作台(7)上的两根立柱⑵和通过对落锤(4)的下落高度进行限位调整对所述落锤式加载机构的加载力大小进行调整的横梁(I)，所述横梁(I)水平向安装在两根所述立柱(2)之间且其能随两根所述立柱(2)进行上下移动；所述导向滑杆(3)的上端自横梁(I)穿出。
4.按照权利要求2所述的基于动荷载的道路材料强度参数测定仪，其特征在于所述连接机构为连接螺栓，且落锤(4)上对应开有多个供所述连接螺栓安装的螺栓安装孔(9)。
5.按照权利要求3所述的基于动荷载的道路材料强度参数测定仪，其特征在于所述横梁(I)上开有供两根所述立柱(2)穿过的通孔，两根所述立柱(2)上套装有对横梁(I)的安装高度进行限位的螺母，且两根所述立柱(2)的外侧壁上对应设置有与所述螺母配合使用的外螺纹结构。
6.按照权利要求I或2所述的基于动荷载的道路材料强度参数测定仪，其特征在于所述锥形滑块(12)为横截面为等边三角形、正四边形、正五边形或正六边形的三角锥滑块、四角锥滑块、五角锥滑块或六角锥滑块。
7.按照权利要求I或2所述的基于动荷载的道路材料强度参数测定仪，其特征在于所述落锤(4)为横截面为圆环状的圆环锤。
8.按照权利要求I或2所述的基于动荷载的道路材料强度参数测定仪，其特征在于所述圆环套件￠)的高度与环状被测试件(5)的高度相同.
9.按照权利要求I或2所述的基于动荷载的道路材料强度参数测定仪，其特征在于所述圆环套件为由多个结构和尺寸均相同的环形滑块拼装组成的多瓣式滑块。
10.按照权利要求I或2所述的基于动荷载的道路材料强度参数测定仪，其特征在于所述恒温控制箱包括下部箱体(10)和扣装在下部箱体(10)上的上盖(11)，所述下部箱体(10)的侧壁上分别开有进液口和出液口。
专利摘要本实用新型公开了一种基于动荷载的道路材料强度参数测定仪，包括落锤式加载机构、罩装在呈水平布设的环状被测试件外侧的恒温控制箱和同轴套装在环状被测试件内的圆环套件，落锤式加载机构包括在自身重力作用下做自由落体运动的落锤、套装在环状被测试件内的锥形滑块和下落过程中对落锤与锥形滑块进行导向的导向滑杆；锥形滑块为外表面光滑且由上至下横截面面积逐渐缩小的锥形棒，落锤和锥形滑块均与环状被测试件呈同轴布设，导向滑杆呈竖直向布设且其与环状被测试件呈同轴布设。本实用新型结构简单、加工制作及拆装方便且使用操作方便、使用效果好，能解决现有间接拉伸强度及粘弹塑蠕变损伤参数测试仪存在的多种问题。
文档编号G01N3/303GK202372417SQ20112055689
公开日2012年8月8日 申请日期2011年12月21日 优先权日2011年12月21日
发明者李晓军, 李来宾, 王国清, 王晓华 申请人:西安科技大学