一種與水平面成任意剪切夾角的層間剪切性能試驗裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種與水平面成任意剪切夾角的層間剪切性能試驗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]改革開放以來，我國的公路橋梁建設(shè)事業(yè)也得到了迅猛的發(fā)展。橋面鋪裝作為橋梁的重要組成部分，它一方面分散著車輛荷載，將車輛荷載傳遞給橋面板，并參與結(jié)構(gòu)受力；另一方面，防止雨水侵蝕橋梁上部主體結(jié)構(gòu)，防止混凝土及鋼筋的腐蝕，從而保證橋梁的使用壽命和車輛安全、快捷和舒適的運(yùn)行。
[0003]在夏季高溫季節(jié)，橋面鋪裝表面最高溫度可達(dá)60°C以上，在日益繁重的交通荷載作用下，瀝青鋪裝層與橋面板的層間界面很容易因為粘結(jié)失效出現(xiàn)剪切破壞，產(chǎn)生推移、擁包等病害，極大地影響了橋梁結(jié)構(gòu)的安全和使用壽命。層間界面的剪切破壞是導(dǎo)致橋面鋪裝出現(xiàn)各種病害的主要原因。而我國在進(jìn)行橋梁設(shè)計時，沒有進(jìn)行鋪裝層與橋面板層間的抗剪設(shè)計，只將其作為橋梁工程的附屬結(jié)構(gòu)，一般不作專門的計算分析。因此，研宄鋪裝層與橋面板層間的抗剪性能對指導(dǎo)橋梁設(shè)計和提高橋梁的使用壽命具有重大的意義。
[0004]現(xiàn)有的室內(nèi)評價橋面鋪裝層間抗剪穩(wěn)定性的試驗方法主要有直接剪切試驗、固定正壓力剪切試驗以及斜面剪切試驗，這三種試驗方法都有各自的優(yōu)缺點。從模擬實際受力狀況來看，斜面剪切試驗的剪切面與水平面存在一定的夾角，從而在施加豎向荷載時，在垂直于剪切面和平行于與剪切面上都存在分力，這兩個分力分別模擬了車輛荷載引起的豎向荷載以及水平荷載，因而斜面剪切試驗是最符合橋面實際受力的試驗?zāi)Ｊ健?br>[0005]現(xiàn)有的斜面剪切試驗裝置都是固定的剪切角，在豎向力一定的情況下，水平分力和垂直分力也就相應(yīng)固定了，不能進(jìn)行模擬不同的壓/剪應(yīng)力組合，即不能客觀反映出在復(fù)雜車載作用下橋面鋪裝層間及路面層間的受力狀況，因此，有必要設(shè)計出一種新型的斜面剪切試驗裝置。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種簡單易行，便于推廣，且剪切角度可以任意變化，能夠有效、客觀反映橋面鋪裝層間的實際受力狀態(tài)的與水平面成任意剪切夾角的層間剪切性能試驗裝置。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0008]一種與水平面成任意剪切夾角的層間剪切性能試驗裝置，包括壓盤、上夾板、下夾板、可移動板、轉(zhuǎn)動板和下承板，所述壓盤通過上螺紋頭安裝在材料試驗機(jī)內(nèi)的升降桿上，所述下承板通過下螺紋頭安裝在材料試驗機(jī)內(nèi)的底座上，所述下承板上側(cè)鉸接有轉(zhuǎn)動板，所述轉(zhuǎn)動板通過安裝在所述下承板上的調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)動板的旋轉(zhuǎn)角度，所述轉(zhuǎn)動板上側(cè)通過左右移動裝置安裝有可移動板，使得所述可移動板可沿轉(zhuǎn)動板來回移動，所述可移動板上固定有下夾板，所述壓盤上安裝有上夾板，所述上夾板與所述下夾板的位置相互對應(yīng)，試件固定在上夾板和下夾板之間，所述上夾板和下夾板的夾裝面設(shè)置有一個角度，使得試件的中軸線與水平面設(shè)有一夾角。
[0009]所述調(diào)節(jié)裝置包括固定螺桿，所述下承板的左端與轉(zhuǎn)動板的一端鉸接，所述固定螺桿沿垂直方向設(shè)置并且所述固定螺桿旋裝在下承板的右端，所述固定螺桿的一端貫穿所述下承板并與所述轉(zhuǎn)動板的另一端接觸。
[0010]所述左右移動裝置為絲桿移動機(jī)構(gòu)，所述可移動板安裝在絲桿移動機(jī)構(gòu)上，所述絲桿移動機(jī)構(gòu)通過旋轉(zhuǎn)絲桿帶動可移動板移動。
[0011]所述上夾板與所述壓盤為弧面接觸，所述壓盤在上夾板連接處設(shè)有圓弧形的凹槽，而上夾板與壓盤連接處設(shè)有與所述凹槽大小相匹配的圓弧。
[0012]所述下承板上沿可移動板移動方向安裝有三個鉸鏈，所述轉(zhuǎn)動板上設(shè)有與三個所述鉸鏈對應(yīng)的連接裝置，所述轉(zhuǎn)動板可以與其中任意一個鉸鏈連接。
[0013]由于采用上述方案，本裝置上夾板是直接放在試件的上面，且壓盤在上夾板連接處設(shè)有圓弧形的凹槽，而上夾板與壓盤連接處設(shè)有與所述凹槽大小相匹配的圓弧，這樣當(dāng)上夾板與壓盤連接時增加了兩者之間的接觸面積，有效地保證了受力的均勻性；通過轉(zhuǎn)動板與下承板之間鉸鏈的轉(zhuǎn)動，然后再旋擰固定螺桿至與轉(zhuǎn)動板接觸來實現(xiàn)任意角度的變化，通過調(diào)節(jié)可移動板兩側(cè)的第二固定螺桿，使得可移動板能夠在水平方向發(fā)生移動，保證當(dāng)試驗裝置轉(zhuǎn)動到一定角度時，壓盤與上夾板始終為圓弧面接觸，確保復(fù)合試件處于中心受壓狀態(tài)；所述的試驗裝置考慮了 MTS材料試驗機(jī)環(huán)境箱的大小，能夠在環(huán)境箱內(nèi)模擬橋面高溫、低溫的工作情況。
[0014]轉(zhuǎn)動板與下承板之間沿可移動板移動方向安裝有三個鉸鏈，在使用時有兩個鉸鏈不工作，轉(zhuǎn)動板與下承板之間通過一個鉸鏈工作，而設(shè)置三個鉸鏈的目的是當(dāng)剪切夾角比較大的時候，可以通過更換連接的鉸鏈實現(xiàn)上夾板位于壓盤的中間位置，保證了上夾板是處于軸心受壓而不是偏壓。
[0015]將壓盤通過上螺紋頭旋擰至材料試驗機(jī)的升降桿上，下承板通過下螺紋頭旋擰至材料試驗機(jī)的底座中，然后通過轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動板以及旋擰固定螺桿至接觸轉(zhuǎn)動板的下側(cè)來完成任意角度的設(shè)定。通過壓盤與上、下夾板的共同作用，使得復(fù)合試件在層間接觸面上發(fā)生剪切破壞。分析試驗數(shù)據(jù)，就可以得到試件的層間抗剪強(qiáng)度和剪切疲勞壽命；由于本實用新型可以有效地模擬了層間界面實際的受力狀況，因而其試驗結(jié)果可信度高。
[0016]綜上所述，本裝置能夠根據(jù)變化剪切角度來模擬車輛荷載造成的層間界面復(fù)雜剪切受力狀態(tài)，能夠進(jìn)行模擬不同的壓/剪應(yīng)力組成，客觀反映在復(fù)雜車載作用下橋面鋪裝層間以及路面層間的受力狀況，克服了現(xiàn)有斜剪試驗裝置剪切角度固定、應(yīng)力組合受控的不足，層間界面與水平面之間的夾角(即剪切角)可以任意變化，對橋面鋪裝層與橋面板層間界面以及其他材料層間的抗剪性能進(jìn)行有效、合理的研宄，并綜合抗剪強(qiáng)度與剪切疲勞壽命來評價材料層間界面的抗剪性能，對研宄層間的抗剪性能以及層間材料的設(shè)計與評價具有重要的意義。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖中，1-升降桿、2-上螺紋頭、3-壓盤、4-上夾板、5-復(fù)合試件、6-下夾板、7-可移動板、8-轉(zhuǎn)動板、9-鉸鏈、10-下承板、11-固定螺桿、12-下螺紋頭、13-底座、14-環(huán)境箱、15-材料試驗機(jī)、16-絲桿。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖