使用沥青路面荷载温度耦合作用试验装置的试验方法

摘要

一种沥青路面荷载温度耦合作用试验装置及其试验方法，采用了加热板对待测试件进行均匀加热，通过液压油缸对待测试件施加压力，通过计算机控制进风扇、排风扇和加热板使试验时温度呈正弦曲线变化，并通过埋设在待测试件内部的应力传感器记录待测试件内部各点在荷载和温度变化下的应力变化。本发明通过步骤互相关联的实验条件进行实验，将实验结果进行对比确定沥青混合路面荷载温度的耦合作用效果，实验装置结构合理、测试精度高、测试稳定性好，试验方法步骤明确、操作简单、自动化程度高。

主权项

一种使用沥青路面荷载温度耦合作用试验装置的试验方法，所述的沥青路面荷载温度耦合作用试验装置如下：在隔温箱(11)底部的试件台(13)两侧分别设置左支架(12)和右支架(8)，安装有液压油缸(2)的悬臂梁(1)的一端设置在左支架(12)上、另一端设置在右支架(8)上，液压油缸(2)的活塞杆下表面设置有压板(3)，压板(3)下表面设置有加热板(16)，试件台(13)上设置有上表面敞口的用于盛放待测试件(17)的试件盛装盒(14)，待测试件(17)中埋设有应力传感器(10)，隔温箱(11)左侧面设置排风扇(15)、右侧面设置进风扇(4)，隔温箱(11)右侧内设置有电子温度计(7)，隔温箱(11)外部设置有电磁阀(18)、可变电阻(5)、可编程控制器(6)和计算机(9)；上述的待测试件(17)中埋设的应力传感器(10)有9～16个，应力传感器(10)以上下分3层，层间隔4cm～6cm，每层横向排列3～4个、纵向排列3～4个，均匀排列在待测试件(17)内部；其特征在于使用上述沥青路面荷载温度耦合作用试验装置的试验方法由以下步骤：1)制作三个标准沥青混合料试件，在每一个待测试件(17)中分3层埋设应力传感器(10)，每层3～4排3～4列共设置9～16个应力传感器(10)；2)把第一个待测试件(17)放入试件盛装盒(14)中，将试件盛装盒(14)放置在试件台(13)上，可编程控制器(6)根据计算机(9)事先设定的程序接通电磁阀(18)的电源启动液压油缸(2)，液压油缸(2)对压板(3)施加向下的压力，对放置在试件盛装盒(14)中的待测试件(17)加载力，根据荷载随时间变化公式：F(t)＝Kt待测试件(17)中的应力传感器(10)将所接收到的力信号转换成电信号并转换成数字信号通过导线传输至计算机(9)，计算机(9)按照事先设定的程序进行运算绘制出应力随时间的变化曲线：σ1＝f(t)3)把第二个待测试件(17)放入试件盛装盒(14)中，将试件盛装盒(14)放置在试件台(13)上，通过可编程控制器(6)控制加热板(16)的电源，对待测试件(17)进行加热，电子温度计(7)测试隔温箱(11)内的温度后将数字信号输送给计算机(9)，计算机(9)按照预先设定的程序进行计算，当温度过高时，通过可编程控制器(6)开启进风扇(4)和排风扇(15)的电源并通过可变电阻(5)调节进风扇(4)和排风扇(15)的转速；当温度较低时，计算机(9)通过可编程控制器(6)开启加热板(16)的电源，使施加给待测试件(17)的温度随时间变化呈正弦曲线，T＝sin(t)关闭液压油缸(2)，加热板(16)仅与待测试件(17)上表面接触不施加荷载，待测试件(17)中的应力传感器(10)将所接收到的力信号转换成电信号并转换成数字信号通过导线传输至计算机(9)，计算机(9)按照事先设定的程序进行运算绘制出应力随时间的变化曲线：σ₂＝f(t)4)把第三个待测试件(17)放入试件盛装盒(14)中，将试件盛装盒(14)放置在试件台(13)上，通过可编程控制器(6)控制加热板(16)的电源，对待测试件(17)进行加热，电子温度计(7)测试隔温箱(11)内的温度后将数字信号输送给计算机(9)，计算机(9)按照预先设定的程序进行计算，当温度过高时，通过可编程控制器(6)开启进风扇(4)和排风扇(15)的电源并通过可变电阻(5)调节进风扇(4)和排风扇(15)的转速；当温度较低时，计算机(9)通过可编程控制器(6)开启加热板(16)的电源，使施加给待测试件(17)的温度随时间变化呈正弦曲线，T＝sin(t)开启液压油缸(2)，液压油缸(2)通过压板(3)对待测试件(17)施加荷载，根据荷载随时间变化公式：F(t)＝Kt待测试件(17)中的应力传感器(10)将所接收到的力信号转换成电信号并转换成数字信号通过导线传输至计算机(9)，计算机(9)按照事先设定的程序进行运算绘制出应力随时间的变化曲线：σ₃＝f(t)5)通过第2)步试验和第3)步试验数值求和的结果与第4)步试验数值相比，设定耦合作用效果的函数为δ，则每个时间点的耦合作用效果为：$\delta =1-\frac{{\sigma }_1+{\sigma }_2}{{\sigma }_3}$T＝t₀，t₁…t_n；在时间T_n和T_m之间耦合作用效果为：$\delta =1-\frac{{\Sigma }_n^m({\sigma }_1+{\sigma }_2)}{{\Sigma }_n^m{\sigma }_3}$6)根据δ的大小分析沥青混合料荷载‑温度耦合效应对应力场的作用效果。