申请/专利权人：吉林大学

申请日：2019-02-13

公开（公告）日：2024-04-26

公开（公告）号：CN109856000B

主分类号：G01N3/56

分类号：G01N3/56

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.26#授权;2019.07.02#实质审查的生效;2019.06.07#公开

摘要：本发明涉及道路工程材料实验装置技术领域，特别涉及一种无机结合料稳定材料抗冲刷性能试验装置及方法；是一种利用混凝土试验用振动台进行的抗冲刷试验方法，能够解决现有方法中操作参数不明确、试验附属设备不统一、试验方式存在缺陷、实现困难的问题；相较于现有无机稳定材料抗冲刷试验，能够在满足规范相应指标的条件下，大幅降低试验成本、详细规定出附属设备的尺寸和安装方式、详细规定出操作流程和试验指标参数，且操作更简单，直接使用混凝土实验用振动台形成振动波。

主权项：1.一种无机结合料稳定材料抗冲刷性能试验方法，其特征在于，该方法应用无机结合料稳定材料抗冲刷性能试验装置实现，所述装置包括混凝土试验用振动台（1）、冲刷桶（2）、橡胶垫（3）、夹具（4）和固定支架（5），其中固定支架（5）置于混凝土试验用振动台（1）上方，且二者不接触，冲刷桶（2）通过电磁铁吸引力置于混凝土试验用振动台（1）的电磁吸铁台面上，且位于固定支架（5）下方，冲刷桶（2）底部正中设有卡槽（6），可拆卸橡胶垫（3）安装在卡槽（6）内，固定支架（5）上连接有固定试件的夹具（4）；所述夹具（4）包括夹片（10）、夹具支承板（11）、支架固定耳（8）和试件固定耳（9），其中夹片（10）为半圆弧片，其两侧固定有试件固定耳（9），中部固定有支承板固定耳（8），夹具支承板（11）一端固定在支承板固定耳（8）上，另一端固定在固定支架（5）上，两个夹片（10）通过试件固定耳（9）上开设的螺栓孔螺栓连接；无机结合料稳定材料抗冲刷性能试验方法具体步骤如下：步骤一，按照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》要求制作待测试件（7），将待测试件（7）放入标准养生室养生28D后将待测试件（7）从标准养生室取出，放在水中浸泡一天，取出擦干，称重并记录；步骤二，将待测试件（7）放入夹具（4）的夹片（10）之间，再将胶皮夹在夹片（10）内侧与待测试件（7）之间并拧固试件固定耳（9）上的螺栓，同时保证待测试件（7）的底部与橡胶垫（3）接触，但不挤压橡胶垫（3）；其中待测试件（7）底部与橡胶垫（3）形状大小相同，并保证待测试件（7）与橡胶垫（3）对齐，即待测试件（7）位于冲刷桶（2）正中；步骤三，往冲刷桶（2）内注水，直至水面高于待测试件（7）上表面后，停止注水；步骤四：启动混凝土实验用振动台（1），冲刷桶（2）随着混凝土试验用振动台（1）振动而振动，以此实现冲刷桶（2）内部注入的水对待测试件（7）进行冲刷，橡胶垫（3）在冲刷过程中模拟车轮引起的泵吸效果，其中振动时间设置为90s，90s后混凝土实验用振动台（1）停止工作，即完成一次冲刷；步骤五，共进行四次冲刷，然后取出待测试件（7）并擦干表面，称重并记录冲刷试验后待测试件（7）质量；步骤六，按照步骤一至步骤五进行平行试验，记录得到的数据，所得待测试件（7）冲刷前后的质量差差值越小，抗冲刷性能越好。

全文数据：一种无机结合料稳定材料抗冲刷性能试验装置及方法技术领域本发明涉及道路工程材料实验装置技术领域，特别涉及一种无机结合料稳定材料抗冲刷性能试验装置及方法。背景技术抗冲刷试验对很多材料的性能测试来说都很重要，但是各种材料的抗冲刷性能试验都存在操作参数不明确、试验附属设备不统一、试验方法没有统一标准和试验方式不正确的缺陷，因而导致抗冲刷试验实现困难，试验数据不准确。其中针对无机结合料稳定材料的抗冲刷试验，有具体规范规定的MTS抗冲刷试验方法，但由于该方法中MTS万能试验机本身精密度高，需要专业人员操作，导致试验实现难度较大；也有利用混凝土振动台进行无机结合料稳定材料的抗冲刷试验，但是试验附属设备不统一、试验参数指标不明确、试验进行方式存在缺陷，导致测量结果不准确，使得该方法没有被大范围传播使用。发明内容为了克服上述问题，本发明提供一种无机结合料稳定材料抗冲刷性能试验装置及方法，是一种利用混凝土试验用振动台进行的抗冲刷试验方法，能够解决现有方法中操作参数不明确、试验附属设备不统一、试验方式存在缺陷、实现困难的问题。一种无机结合料稳定材料抗冲刷性能试验装置，包括混凝土试验用振动台1、冲刷桶2、橡胶垫3、夹具4和固定支架5，其中固定支架5置于混凝土试验用振动台1上方，且二者不接触，冲刷桶2通过电磁铁吸引力置于混凝土试验用振动台1的电磁吸铁台面上，且位于固定支架5下方，冲刷桶2底部正中设有卡槽6，可拆卸橡胶垫3安装在卡槽6内，固定支架5上连接有固定试件的夹具4。所述的混凝土试验用振动台1的振动函数形式与MTS万能试验机的默认振动方式相同。所述的冲刷桶2为铁桶，其与混凝土试验用振动台1上的电磁铁通过电磁力相互吸引且保持相对静止。夹具4包括夹片10、夹具支承板11、支架固定耳8和试件固定耳9，其中夹片10为半圆弧片，其两侧固定有试件固定耳9，中部固定有支承板固定耳8，夹具支承板11一端固定在支承板固定耳8上，另一端固定在固定支架5上，两个夹片10通过试件固定耳9上开设的螺栓孔螺栓连接。所述混凝土试验用振动台1与控制时间的控制器控制连接。所述卡槽6为圆形，槽壁高1cm，内径为15cm。一种利用上述无机结合料稳定材料抗冲刷性能试验装置的抗冲刷性能试验方法，具体步骤如下：步骤一，按照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》JTGE51-2009要求制作待测试件7，将待测试件7放入标准养生室养生28D后将待测试件7从标准养生室取出，放在水中浸泡一天，取出擦干，称重并记录；步骤二，将待测试件7放入夹具4的夹片10之间，再将胶皮夹在夹片10内侧与待测试件7之间并拧固试件固定耳9上的螺栓，同时保证待测试件7的底部与橡胶垫3接触，但不挤压橡胶垫3，其中待测试件7底部与橡胶垫3形状大小相同，并保证待测试件7与橡胶垫3对齐，即待测试件7位于冲刷桶2正中央；步骤三，往冲刷桶2内注水，直至水面高于待测试件7上表面后，停止注水；步骤四：启动混凝土实验用振动台1，冲刷桶2随着混凝土试验用振动台1振动而振动，以此实现冲刷桶2内部注入的水对待测试件7进行冲刷，橡胶垫3在冲刷过程中模拟车轮引起的泵吸效果，其中振动时间设置为90s，90s后混凝土实验用振动台1停止工作，即完成一次冲刷；步骤五，共进行四次冲刷，然后取出待测试件7并擦干表面，称重并记录冲刷试验后待测试件7质量；步骤六，按照步骤一至步骤五进行平行试验，记录得到的数据，所得待测试件7冲刷前后的质量差差值越小，抗冲刷性能越好。为了成功模拟规范《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》JTGE51-2009规定利用MTS万能试验机进行的抗冲刷试验的振动方式，固定支架5和混凝土实验用振动台1之间不相互连接或接触。本发明的有益效果是：本发明装置相较于现有无机稳定材料抗冲刷试验，能够在满足规范相应指标的条件下，大幅降低试验成本、详细规定出附属设备的尺寸和安装方式、详细规定出操作流程和试验指标参数，且操作更简单，直接使用混凝土实验用振动台形成振动波。附图说明图1是本发明装置结构示意图。图2是本发明装置混凝土试验用振动台结构示意图。图3是本发明装置的夹具部分结构示意图。其中：1混凝土实验用振动台；2冲刷桶；3橡胶垫；4夹具；5固定支架；6卡槽；7待测试件；8支架固定耳；9试件固定耳；10夹片；11夹具支承板。具体实施方式下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。请参阅图1、图2和图3，一种无机结合料稳定材料抗冲刷性能试验装置，包括混凝土试验用振动台1、冲刷桶2、橡胶垫3、夹具4和固定支架5，其中固定支架5置于混凝土试验用振动台1上方，且二者不接触，冲刷桶2通过电磁铁吸引力置于混凝土试验用振动台1的电磁吸铁台面上，且位于固定支架5下方，冲刷桶2底部正中设有卡槽6，可拆卸橡胶垫3安装在卡槽6内，固定支架5上连接有固定试件的夹具4。所述的混凝土试验用振动台1的振动函数形式与MTS万能试验机的默认振动方式相同。所述的冲刷桶2为铁桶，其与混凝土试验用振动台1上的电磁铁通过电磁力相互吸引且保持相对静止。夹具4包括夹片10、夹具支承板11、支架固定耳8和试件固定耳9，其中夹片10为半圆弧片，其两侧固定有试件固定耳9，中部固定有支承板固定耳8，夹具支承板11一端固定在支承板固定耳8上，另一端固定在固定支架5上，两个夹片10通过试件固定耳9上开设的螺栓孔螺栓连接。所述混凝土试验用振动台1与控制时间的控制器控制连接。所述夹片10为直径为5cm的半圆弧片，夹具支承板11长17cm。所述固定支架5采用工字钢，且工字钢腹板上设有螺栓孔，用于与夹具支承板11螺栓连接。所述冲刷桶2内卡槽6为圆形，槽壁高1cm，内径为15cm。一种利用上述无机结合料稳定材料抗冲刷性能试验装置的抗冲刷性能试验方法，具体步骤如下：步骤一，按照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》JTGE51-2009要求制作待测试件7，将待测试件7放入标准养生室养生28D后将待测试件7从标准养生室取出，放在水中浸泡一天，取出擦干，称重并记录；步骤二，将待测试件7放入夹具4的夹片10之间，再将胶皮夹在夹片10内侧与待测试件7之间并拧固试件固定耳9上的螺栓，即待测试件7被夹具4夹住，同时保证待测试件7的底部与橡胶垫3接触，但不挤压橡胶垫3，为防止夹具4摩擦待测试件7侧壁从而设置的胶皮，其中待测试件7底部与橡胶垫3形状大小相同，并保证待测试件7与橡胶垫3对齐，即待测试件7位于冲刷桶2正中央；步骤三，往冲刷桶2内注水，直至水面高于待测试件7上表面后，停止注水；步骤四：启动混凝土实验用振动台1，冲刷桶2随着混凝土试验用振动台1振动而振动，以此实现冲刷桶2内部注入的水对待测试件7进行冲刷，橡胶垫3在冲刷过程中模拟车轮引起的泵吸效果，其中振动时间设置为90s，90s后混凝土实验用振动台1停止工作，即完成一次冲刷；步骤五，共进行四次冲刷，然后取出待测试件7并擦干表面，称重并记录冲刷试验后待测试件7质量；步骤六，按照步骤一至步骤五进行平行试验，记录得到的数据，所得待测试件7冲刷前后的质量差差值越小，抗冲刷性能越好。所述待测试件7适用于道路结构的基层、底基层或路基结构层；所述橡胶垫3是和《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》JTGE51-2009规定相同的带横向和纵向交错贯通孔的橡胶垫。取待测试件7为骨架密实结构和悬浮密实结构两种级配分别进行上述步骤一至步骤六的试验，得到结果如表1。表1表1的结果表明，针对不同的级配，冲刷结果也有很明显的不同。冲刷前后的质量差Δm差异明显，说明该试验方法可以有效地反应不同实验对象的抗冲刷性能，Δm值越小，抗冲刷性能越好。本方法通过具体规定试验装置型号、试验操作步骤，在利用混凝土实验用振动台的基础上实现与《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》JTGE51-2009规定利用MTS万能试验机进行的抗冲刷试验相似的结果。

权利要求：1.一种无机结合料稳定材料抗冲刷性能试验装置，其特征在于包括混凝土试验用振动台1、冲刷桶2、橡胶垫3、夹具4和固定支架5，其中固定支架5置于混凝土试验用振动台1上方，且二者不接触，冲刷桶2通过电磁铁吸引力置于混凝土试验用振动台1的电磁吸铁台面上，且位于固定支架5下方，冲刷桶2底部正中设有卡槽6，可拆卸橡胶垫3安装在卡槽6内，固定支架5上连接有固定试件的夹具4。2.根据权利要求1所述的一种无机结合料稳定材料抗冲刷性能试验装置，其特征在于所述的混凝土试验用振动台1的振动函数形式与MTS万能试验机的默认振动方式相同。3.根据权利要求1所述的一种无机结合料稳定材料抗冲刷性能试验装置，其特征在于所述的冲刷桶2为铁桶，其与混凝土试验用振动台1上的电磁铁通过电磁力相互吸引且保持相对静止。4.根据权利要求1所述的一种无机结合料稳定材料抗冲刷性能试验装置，其特征在于夹具4包括夹片10、夹具支承板11、支架固定耳8和试件固定耳9，其中夹片10为半圆弧片，其两侧固定有试件固定耳9，中部固定有支承板固定耳8，夹具支承板11一端固定在支承板固定耳8上，另一端固定在固定支架5上，两个夹片10通过试件固定耳9上开设的螺栓孔螺栓连接。5.根据权利要求1所述的一种无机结合料稳定材料抗冲刷性能试验装置，其特征在于所述混凝土试验用振动台1与控制时间的控制器控制连接。6.一种利用权利要求1所述的一种无机结合料稳定材料抗冲刷性能试验装置的抗冲刷性能试验方法，具体步骤如下：步骤一，按照《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》要求制作待测试件7，将待测试件7放入标准养生室养生28D后将待测试件7从标准养生室取出，放在水中浸泡一天，取出擦干，称重并记录；步骤二，将待测试件7放入夹具4的夹片10之间，再将胶皮夹在夹片10内侧与待测试件7之间并拧固试件固定耳9上的螺栓，同时保证待测试件7的底部与橡胶垫3接触，但不挤压橡胶垫3；其中待测试件7底部与橡胶垫3形状大小相同，并保证待测试件7与橡胶垫3对齐，即待测试件7位于冲刷桶2正中；步骤三，往冲刷桶2内注水，直至水面高于待测试件7上表面后，停止注水；步骤四：启动混凝土实验用振动台1，冲刷桶2随着混凝土试验用振动台1振动而振动，以此实现冲刷桶2内部注入的水对待测试件7进行冲刷，橡胶垫3在冲刷过程中模拟车轮引起的泵吸效果，其中振动时间设置为90s，90s后混凝土实验用振动台1停止工作，即完成一次冲刷；步骤五，共进行四次冲刷，然后取出待测试件7并擦干表面，称重并记录冲刷试验后待测试件7质量；步骤六，按照步骤一至步骤五进行平行试验，记录得到的数据，所得待测试件7冲刷前后的质量差差值越小，抗冲刷性能越好。

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