CN111175111B - 一种用于沥青混凝土接触试件剪切试验的夹具及其试验方法 - Google Patents

Abstract

一种沥青混凝土接触试件、其制作方法和对其剪切试验的夹具，该试件包括：待测沥青试样、粘连棒；粘连棒的数量为2个；2个所述粘连棒同轴相对设置；待测沥青试样设置在2个所述粘连棒相邻粘接端部的固料间隙上。本申请提供的第一个实施方案能够控制沥青与粘连物的比值，可以模拟沥青混凝土的油石比，能够准确模拟出沥青与粘连物之间的接触力学特性，从而为沥青混凝土的力学性能研究打下可靠的基础。

Description

一种用于沥青混凝土接触试件剪切试验的夹具及其试验方法

技术领域

本发明涉及一种接触试件，具体涉及一种沥青混凝土接触试件，属于道路施工技术领域；本发明还提供一种制作沥青混凝土接触试件的方法和一种用于沥青混凝土接触试件剪切试验的夹具。

背景技术

沥青混凝土是公路与城市道路不可或缺的路面材料，但其路用性能和耐久性受沥青混凝土疲劳开裂以及车辙变形等病害的制约。为了深入探究其病害的微细观演化过程，降低上述病害对其路用性能的影响，离散元数值实验方法非常适合用于沥青混凝土这种复杂的散粒体混合料材料病害机理研究。在进行沥青混合料离散元模拟时，离散元的细观参数无法根据试验直接获得，常通过反复演算获取，即先假设一系列参数进行数值仿真，若模型的宏观力学响应与实际试验类似，则该参数可作为离散元模型的计算参数。这样所获得的细观参数合理性无法确定，不利于其微细观机理的揭示。目前，国外已有个别学者试图通过模型试验的方法来定量描述土体颗粒间的胶结作用。如法国的Delenne等(2004)通过对环氧树脂胶结的两根铝棒进行一系列的简单加载试验，从而测定出铝棒间胶结物在拉伸、压缩、剪切、扭转作用下的强度指标，随后将这些强度指标引入离散元接触模型中用以模拟结构性砂土的力学特性。

目前基于离散元的数值实验方法在分析和研究上述病害的非连续变形等方面有着显著的优势，可为研究上述病害产生的内在机理提供可视、可重复以及可量化的数值实验。为了该数值实验更接近实际情况，需要重点研究沥青混凝土骨料颗粒间的接触力学问题，即颗粒接触本构关系。但现有技术中，研究沥青混凝土接触的力学性能的试件，无法满足研究微观沥青与混凝土骨料接触力学性能的要求。

因此，如何提供一种沥青混凝土接触试件，使其能够模拟出沥青与粘连物之间的力学性能，提高沥青混凝土性能研究的准确性，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于将沥青与粘连棒的端部连接，能够控制沥青与粘连物的比值，可以模拟沥青混凝土的油石比，能够准确模拟出沥青与粘连物之间的接触力学特性，从而为沥青混凝土的力学性能研究打下可靠的基础。本发明提供一种沥青混凝土接触试件，该试件包括：待测沥青试样、粘连棒；粘连棒的数量为2个；2个所述粘连棒同轴相对设置；待测沥青试样设置在2个所述粘连棒相邻粘接端部的固料间隙上。

根据本申请的第一个实施方案，提供一种沥青混凝土接触试件：

一种沥青混凝土接触试件，该试件包括：待测沥青试样、粘连棒；粘连棒的数量为2个；2个所述粘连棒同轴相对设置；待测沥青试样设置在2个所述粘连棒相邻粘接端部的固料间隙上。

作为优选，所述粘接端部为球面。

作为优选，所述粘连棒为圆柱状体。

作为优选，所述粘连棒的直径A为10-100mm，优选A为15-50mm；更优选A为20-30mm。

作为优选，所述待测沥青试样呈圆柱状体粘连在粘接端部上。

作为优选，所述待测沥青试样为待测沥青砂浆。

作为优选，所述待测沥青试样圆柱状体的直径B为0.1-1.2A；优选B为0.3-0.8A；更优选B为0.5-0.6A。

作为优选，所述固料间隙的大小C为0.1-1.2B；优选C为0.3-0.8B；更优选C为0.5-0.6B。

作为优选，所述粘连棒为石棒；优选为玄武岩石棒。

作为优选，所述粘连棒的长度D为20-300mm；优选D为35-200mm；更优选D为50-100mm。

根据本申请的第二个实施方案，提供一种用于第一个实施方案的沥青混凝土接触试件剪切试验的夹具

一种用于第一个实施方案的沥青混凝土接触试件剪切试验的夹具，包括：粘连棒套夹机构；所述粘连棒套夹机构的数量为两个；一个粘连棒套夹机构套夹在沥青混凝土接触试件一侧的粘连棒上，另一个粘连棒套夹机构套夹在沥青混凝土接触试件另一侧的粘连棒上；2个粘连棒套夹机构的移动方向与沥青混凝土接触试件的轴线垂直，且2个粘连棒套夹机构所受外力处在同一作用线上，且该作用线穿过待测沥青试样的中心。

作为优选，所述粘连棒套夹机构包括：夹具基板、拉头、套棒部、套孔、止挡板、止挡螺栓；所述拉头设置在夹具基板的一端，套棒部设置在夹具基板的另一端；拉头呈柱状，2个粘连棒套夹机构的套棒部相互贴合，且贴合所成平面与拉头的轴线重合；套孔设置在套棒部上，套孔用于套夹粘连棒；2个粘连棒套夹机构的套孔同轴，且套孔的轴线垂直于2个套棒部贴合所成平面；止挡板的一端设置在夹具基板的外缘上，用于调节粘连棒位置的止挡螺栓设置在止挡板的另一端上，止挡螺栓抵触在粘连棒上远离粘接端部的尾部上。

根据本申请的第三个实施方案，提供一种制作第一个实施方案的沥青混凝土接触试件的方法：

一种制作第一个实施方案的沥青混凝土接触试件的方法，该方法包括以下步骤：

1)固定粘连棒：将2个所述粘连棒的粘接端部相对设置在预制泥芯的两端的配合凹坑处；所述粘连棒之间同轴设置；

2)沥青浇筑：将沥青砂浆通过预制泥芯上方的浇筑口倒入预制泥芯的内腔，沥青砂浆在内腔中凝固，并与粘接端部粘连，形成待测沥青试样。

作为优选，步骤1)中，预制泥芯的制作方法包括以下步骤：

1a)构造预制泥芯制作模具：将2个所述粘连棒的粘接端部水平相对设置在下模部件上，所述粘连棒之间同轴设置，粘连棒沿轴线以下部分嵌入下模部件的凹槽内，其中一个粘连棒的端部沿轴线伸出沥青腔构造棒嵌入另一个粘连棒的端部内；上模部件罩设在粘接端部的上方，上模部件与下模部件形成一个与粘连棒同轴的圆柱状的泥芯模具腔；在泥芯模具腔内压填泥土形成泥芯，粘接端部占据泥土的空间为配合凹坑；

1b)构造预制泥芯的浇筑口：在上模部件上开孔，插入烧口芯，浇口芯405的端部抵触在沥青腔构造棒上；

1c)烧制预制泥芯：将安装好的泥芯制作模具放入烤箱中加热；加热温度为100-500摄氏度；加热时间40-120min。

作为优选，上模部件和下模部件通过设置在他们两侧的扣环连接。

根据本申请的第四个实施方案，提供一种对第一个实施方案的沥青混凝土接触试件剪切试验的方法，该方法包括以下步骤：

1)将第一个实施方案所述沥青混凝土接触试件，装入第二个实施方案的夹具中，通过调整止挡螺栓调整沥青混凝土接触试件在所述夹具中的位置，使沥青混凝土接触试件的中心与夹具的中心重合；

2)将夹具和环境箱装入MTS设备中：先将环境箱设置在MTS设备中，后将夹具放入环境箱中，且夹具通过上/下加长杆与MTS设备的夹头连接，过程中微调MTS设备使得上加长杆和下加长杆轴线重合；

3)控制MTS设备对夹具产生作用力，记录沥青混凝土接触试件的剪切试验数据。

根据本申请的第三个实施方案，提供一种用于第一个实施方案的沥青混凝土接触试件剪切试验的夹具

一种用于第一个实施方案的沥青混凝土接触试件剪切试验的夹具，包括：粘连棒套夹机构；所述粘连棒套夹机构的数量为两个；一个粘连棒套夹机构套夹在沥青混凝土接触试件一侧的粘连棒上，另一个粘连棒套夹机构套夹在沥青混凝土接触试件另一侧的粘连棒上；2个粘连棒套夹机构的移动方向与沥青混凝土接触试件的轴线垂直，且2个粘连棒套夹机构所受外力处在同一作用线上，且该作用线穿过待测沥青试样的中心。

作为优选，所述粘连棒套夹机构包括：夹具基板、拉头、套棒部、套孔、止挡板、止挡螺栓；所述拉头设置在夹具基板的一端，套棒部设置在夹具基板的另一端；拉头呈柱状，2个粘连棒套夹机构的套棒部相互贴合，且贴合所成平面与拉头的轴线重合；套孔设置在套棒部上，套孔用于套夹粘连棒；2个粘连棒套夹机构的套孔同轴，且套孔的轴线垂直于2个套棒部贴合所成平面；止挡板的一端设置在夹具基板的外缘上，用于调节粘连棒位置的止挡螺栓设置在止挡板的另一端上，止挡螺栓抵触在粘连棒上远离粘接端部的尾部上。

在本申请的第一个实施方案中，通过在2个粘连棒之间的固料间隙设置待测沥青试样得到的沥青混凝土接触试件，能够简单方便的对待测沥青试样进行力学实验。当需要对沥青进行拉伸试验时，对2个粘连棒施加向外的作用力，待测沥青试样拉伸，实现沥青的拉伸试验；当需要对沥青进行压缩试验时，对2个粘连棒施加向内的作用力，待测沥青试样压缩，实现沥青的压缩试验；当需要对沥青进行扭转试验时，对2个粘连棒施加转向相反的作用力，待测沥青试样发生转体，实现沥青的扭转试验；当需要对沥青进行剪切试验时，对2个粘连棒施加相反、垂直于待测沥青试样轴线，且作用线穿过待测沥青试件中心的作用力，待测沥青试样发生剪切形变，实现沥青的剪切试验。而在现有技术中，常用到的沥青混凝土接触试件的粘连物为方块状，或其他形状，难以就同一试件完成多种试验要求。而，采用本申请提供的技术方案，由于与待测沥青试样粘连的粘连棒是棒状或柱状结构，其能够方便外部机械对其的夹持，从而使得一种沥青混凝土接触试件，能够满足多种试验的要求。本申请提供的第一个实施方案能够控制沥青与粘连物的比值，可以模拟沥青混凝土的油石比，能够准确模拟出沥青与粘连物之间的接触力学特性，从而为沥青混凝土的力学性能研究打下可靠的基础。

在本申请的第一个实施方案中，所用的粘连棒的粘连端部为球面，使得沥青与粘连物的粘连面为弧面。在现有技术中，沥青试验的接触面均为平面，而在实际工程应用中，沥青与小石块混合使用，在微观结构上，沥青与小石块接触。虽然石块的表面不平整也不圆滑，但总的来说是凸面结构，而整个石块的表面平均下来即为球面。在现有技术中采用平面与带测沥青试样接触得到的试样，无法真实还原沥青在与小石块混合使用的情况下的受力情况。而本申请的技术方案中，粘结端部为球面，能够更好地模拟实际情况下，沥青与小石块的粘连受力情况。从而使得本方案提供的沥青混凝土接触试件能够测试出更为贴近实际情况的沥青胶结性能结果，为之后沥青混凝土集料胶结模型的应用打下坚实的研究基础。

在本申请的第一个实施方案中，粘连棒为圆柱状体，能够方便试验过程中对粘连棒的夹持。

需要说明的是，粘连棒的外形还可以具有其他形式，如粘连棒为棱柱状，在该实施例中，能够方便外部机构对在粘连棒施加扭力。从而能够扩大待测沥青试样的扭转可测范围。

在本申请的第一个实施方案中，粘连棒的直径范围10-100mm，能够很好的涵盖工程应用中，与沥青粘连的粘连物的尺寸。

在本申请的第一个实施方案中，待测沥青试样呈圆柱状体，使得带测沥青试样与粘连物的粘结的受力情况单一，不会因自身的形状，造成在受力过程中受力不平衡问题发生，影响试验结果。

在本申请的第一个实施方案中，所述待测沥青试样为待测沥青砂浆。沥青砂浆就是水泥沥青砂浆，是一种由水泥、乳化沥青、细骨料、水和多种外加剂等原材料组成，经水泥水化硬化与沥青破乳胶结共同作用而形成的一种新型有机无机复合材料。

在本申请的第一个实施方案中，所述待测沥青试样圆柱状体的直径B为0.1-1.2A。即沥青与粘连断面的接触面积可以进行调整，从而模拟出不同沥青的不同油石比。当B/A的比值变大时，即油石比增大；当当B/A的比值变小时，即油石比减小。该试件的B的大小不同反应不同的油石比，可以检测不同油石比情况下，沥青混凝土的接触受力情况。

在本申请的第一个实施方案中，所述固料间隙的大小C为0.1-1.2B。固料间隙的大小，反应的是与粘连棒粘连的待测沥青试样的体积，体现的是在实际工程应用中，沥青内小石块的稀疏程度。当C的值越小，沥青内小石块越密集；当C的值越大，沥青内小石块越稀疏。同样。

需要说明的是，在实际应用过程中，沥青中的两个小石块的距离增大时，可能会导致两种情况的发生，一种是沥青由于小石块脱离，第二种是沥青本身的断裂。通过设置不同的固料间隙，即可试验不同油石比情况下，沥青的本身的力学性能，沥青与粘连物连接的力学性能。

在本申请的第一个实施方案中，粘连棒为玄武岩石棒，因为，玄武岩是沥青混合料中集料材质。

在本申请的第一个实施方案中，所述粘连棒的长度D为20-300mm。不同的粘连棒的长度能够满足不同试验机构的要求。

在本申请的第二个实施方案中，通过2个粘连棒套夹机构套夹住粘连棒，向2个粘连棒分别施加相反的，且垂直于粘连棒轴线的方向，且作用线穿过待测沥青试样中心的作用力。使得待测沥青试样受到剪切力的作用。该夹具专门为本方案提供的沥青混凝土接触试件实施剪切试验研发的夹具，其能够更好的与本方案提供的沥青混凝土接触试件相匹配，方便通过止挡螺栓调节沥青混凝土接触试件在夹具中的位置，以使得作用力正好穿过待测沥青试样的中心。

在本申请的第三个实施方案中，通过在2个粘连棒之间设置预制泥芯，预制泥芯中的内腔与粘连棒的粘连端面连通，向内腔中浇筑沥青，即可使得流体沥青在粘连端部之间凝固成型。通过调整2个粘连棒的距离，即可调整沥青混凝土接触试件中的C值；通过调整预制泥芯内腔的直径，即可调整待测沥青试样的直径B值。从而得到满足第一个实施方案中对沥青混凝土接触试件的各项要求。

在本申请的第三个实施方案中，预制泥芯就要预先按需制作。在制作过程中，上模部件与下模部件的内壁上覆盖一层锡箔纸。烧制后预制泥芯的脱离。

需要说明的是，预制泥芯采用的是高岭土作为土模制作材料，高岭土具有可塑性。

本发明具有如下优点和特点。

(1)确保土样的可塑性，采用高岭土作为预制泥芯制作材料，利用模具制作预制泥芯是需要在模具内表面加设一层铝箔，以确保预制泥芯成型后易于取下，不产生破碎。

(2)在接触破损后，清理余下的沥青砂浆，主要是通过三氯乙烯溶解沥青，并用清水洗净石棒表面残留物，石棒在试验结束后可循环利用。

(3)在制作接触模型试样时，能够保证成型的接触为预计尺寸，形状，油石比等，避免了由于沥青混合料由于高温无法成型，样品性能数据离散的问题。

(4)在制备过程中需在填入沥青砂浆后进行人工击实，并适当用刀片修整，保证通过模具制备的接触模型试件外观平整，无脱落剥离。

具体制泥芯流程为：

(1)摆放上下模部件，将上下模部件内表面紧贴锡纸，以保证预制泥芯制作完成后顺利取出，将其置于一侧扣环中，扣环内侧有凹槽，其大小正好匹配上下模部件，此处设计可保证扣环与上下模部件扣紧，制泥芯时不产生移动，后扣上另一侧扣环。

(2)放置球芯。从扣环一侧放入凹陷粘连棒，再往装置内填充较多粘土并压紧，制备采用高岭土，具有较高的可塑性，不易碎裂。然后放置凸出粘连棒。其中2个粘连棒通过沥青腔构造棒起对中，是保证胶结时所填充沥青区域是以石棒中心点轴向对称。凸出粘连棒的沥青腔构造棒与凹陷粘连棒的凹槽是匹配设计，凸出部分长度减去凹槽深度为设计的固料间隙。

凹陷粘连棒和凸出粘连棒在球面与圆柱面交接处设置有球芯外环，球芯外环与上下模部件内径同等大小厚度。由于上下模部件长度为粘连棒球面的完整嵌入时长度，此两处设计可保证粘连棒从两侧嵌入模具时完整嵌入，做参考作用。

(3)然后从上模部件预留口位置放入浇口芯。其中浇口芯可使得泥芯上部开孔处至两球芯的连接部分形成一个贯通管道，后从该处管道灌注沥青。

(4)将以上已安放好的模具放入110℃的烤箱中加热约1h，取出模具，先旋转取出浇口芯，后旋转两个粘连棒，使粘土与粘连棒的粘连端部脱离接触，然后将球芯取出，即可形成稍后制样时放置石棒与两者胶结位置空间空隙，解除上下模，并小心剥离泥芯及其表面锡纸，得到预制泥芯。

沥青混凝土接触试件的制作方法：

(1)提前将沥青砂浆置于140℃烤箱中加热，待用。

(2)将预先制备好的的泥芯放入装置中的凹槽中，浇注口向上；

(3)将粘连棒置于半圆弧的长通凹槽中，并使粘连端部与泥芯内球吻合；

(4)装好压鞍于底座上，稍微拧紧压鞍中部的长螺栓，使粘连棒不自由移动即可；

(5)从泥芯上方预留浇筑口处浇注高温液态沥青，在室温下待冷却；

(6)取下浇注好沥青的沥青混凝土接触试件，小心剥去预制泥芯或置水中冲去预制泥芯，晾干。

(7)沥青混凝土接触试件的待测沥青试样若不平整，可将沥青混凝土接触试件再次置于装置中，安上压鞍，不紧定沥青混凝土接触试件，装上手轮和刀片。转动手轮，推进刀片，对沥青的浇口和尺寸进行修正，达到试验测试前的状态。以上完成了试件的制备，后可将沥青混凝土接触试件加装至MTS试验机上进行拉伸、压缩、扭转试验。

在本申请的第四个实施方案中，MTS接触模型剪切试验具体的步骤包括：

(1)将MTS试验机的夹头更换为圆孔夹头，并利用上下各四个弹簧固定圆孔夹头。

(2)按设计图组装加长杆并稍微扭松螺帽，以便稍后插入剪切夹具。

(3)将组装好的下加长杆杆柄插入下圆孔夹头，调整杆柄，使加长杆保持垂直后，扭转下液压开关，固定下加长杆。

(4)先将试件放入剪切夹具中，通过螺纹栓将止挡片固定在剪切夹具上，再将试件插入剪切夹具中，保证试件接触位于剪切模具竖轴上，若未对中，可通过止挡片上的螺纹栓调整试件的水平位置，确定对中后，拧紧螺纹栓。

(5)先放置环境箱，保证下加长杆的顶端位于环境箱中心下方三分之一位置，以提供放入剪切夹具及试件的空间，并且保证环境箱与MTS上夹头的距离足够，以便安装上加长杆。

(6)通过微调按钮调整MTS试验机上下夹头位置，调整完成后，将上加长杆杆柄插入MTS上圆孔夹头，调整杆柄，使加长杆保持垂直，并与下加长杆轴线重合，如果无法重合，则重新调整上下加长杆，待调整完成后，扭转上液压开关，固定上加长杆。

(7)通过MTS微调按钮，调整上夹头位置，将剪切夹具竖轴插入上加长杆中。

(8)利用工具拧紧上下螺帽，过程中保证上下加长杆轴线重合，保证剪切夹具竖轴与加长杆轴线重合。

(9)通过计算机输入试验参数，由MTS试验机的夹头轴向位移，使试件接触位置产生剪切力。

(10)试验中由计算机记录剪切试验数据，试件接触位置断裂后，试验结束，保存试验数据，并依照从上到下的顺序，依次卸除试验夹具。

根据本申请的第五个实施方案，提供一种延长传力夹具：

一种延长传力夹具，包括：杆身，设置在杆身的一端上用于装夹粘连棒端部的夹紧机构；使用时，杆身穿过温度箱上壁或下壁的小孔，与MTS机构连接，从而传递受力。

需要说明的是，该延长传力夹具，还可用于装夹本申请提供的第三个实施方案的剪切试验夹具的拉头。为粘连棒套夹机构施加外力，已实现对待测沥青试样的剪切。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本申请提供的技术方案，能够准确模拟出沥青与粘连物之间的接触力学特性，从而为沥青混凝土的力学性能研究打下可靠的基础。

附图说明

图1为本申请的沥青混凝土接触试件的立体示意图；

图2为本申请的沥青混凝土接触试件的平面示意图；

图3为本申请的粘连棒的结构示意图；

图4为本申请的预制泥芯与模具的结构示意图；

图5为本申请的预制泥芯立体结构示意图；

图6为本申请的预制泥芯时模具组装完成的结构示意图；

图7为本申请的预制泥芯时模具内部剖视图；

图8为本申请的沥青混凝土接触试件做剪切试验时装入夹具的结构示意图；

图9为本申请的沥青混凝土接触试件装入夹具后的主视图；

图10为本申请的粘连棒套夹机构立体示意图；

图11为本申请的粘连棒套夹机构主视图；

图12为本申请的浇筑沥青模具组装示意图。

附图标记：

1：待测沥青试样；2：粘连棒；201：粘接端部；202：固料间隙；3：预制泥芯；301：配合凹坑；302：浇筑口；401：下模部件；402：上模部件；403：泥芯模具腔；404：沥青腔构造棒；405：烧口芯；406：扣环；5：粘连棒套夹机构；501：夹具基板；502：拉头；503：套棒部；504：套孔；505：止挡板；506：止挡螺栓。

具体实施方式

根据本申请的第一个实施方案，提供一种沥青混凝土接触试件：

一种沥青混凝土接触试件，该试件包括：待测沥青试样1、粘连棒2；粘连棒2的数量为2个；2个所述粘连棒2同轴相对设置；待测沥青试样1设置在2个所述粘连棒2相邻粘接端部201的固料间隙202上。

作为优选，所述粘接端部201为球面。

作为优选，所述粘连棒2为圆柱状体。

作为优选，所述粘连棒2的直径A为10-100mm，优选A为15-50mm；更优选A为20-30mm。

作为优选，所述待测沥青试样1呈圆柱状体粘连在粘接端部201上。

作为优选，所述待测沥青试样1为待测沥青砂浆。

作为优选，所述待测沥青试样1圆柱状体的直径B为0.1-1.2A；优选B为0.3-0.8A；更优选B为0.5-0.6A。

作为优选，所述固料间隙202的大小C为0.1-1.2B；优选C为0.3-0.8B；更优选C为0.5-0.6B。

作为优选，所述粘连棒2为石棒；优选为玄武岩石棒。

作为优选，所述粘连棒2的长度D为20-300mm；优选D为35-200mm；更优选D为50-100mm。

根据本申请的第三个实施方案，提供一种用于第一个实施方案的沥青混凝土接触试件剪切试验的夹具

一种用于第一个实施方案的沥青混凝土接触试件剪切试验的夹具，包括：粘连棒套夹机构5；所述粘连棒套夹机构5的数量为两个；一个粘连棒套夹机构5套夹在沥青混凝土接触试件一侧的粘连棒2上，另一个粘连棒套夹机构5套夹在沥青混凝土接触试件另一侧的粘连棒2上；2个粘连棒套夹机构5的移动方向与沥青混凝土接触试件的轴线垂直，且2个粘连棒套夹机构5所受外力处在同一作用线上，且该作用线穿过待测沥青试样1的中心。

作为优选，所述粘连棒套夹机构5包括：夹具基板501、拉头502、套棒部503、套孔504、止挡板505、止挡螺栓506；所述拉头502设置在夹具基板501的一端，套棒部503设置在夹具基板501的另一端；拉头502呈柱状，2个粘连棒套夹机构5的套棒部503相互贴合，且贴合所成平面与拉头502的轴线重合；套孔504设置在套棒部503上，套孔504用于套夹粘连棒2；2个粘连棒套夹机构5的套孔504同轴，且套孔504的轴线垂直于2个套棒部503贴合所成平面；止挡板505的一端设置在夹具基板501的外缘上，用于调节粘连棒2位置的止挡螺栓506设置在止挡板505的另一端上，止挡螺栓506抵触在粘连棒2上远离粘接端部201的尾部上。

根据本申请的第三个实施方案，提供一种制作第一个实施方案的沥青混凝土接触试件的方法：

一种制作第一个实施方案的沥青混凝土接触试件的方法，该方法包括以下步骤：

1)固定粘连棒2：将2个所述粘连棒2的粘接端部201相对设置在预制泥芯3的两端的配合凹坑301处；所述粘连棒2之间同轴设置；

2)沥青浇筑：将沥青砂浆通过预制泥芯3上方的浇筑口302倒入预制泥芯3的内腔，沥青砂浆在内腔中凝固，并与粘接端部201粘连，形成待测沥青试样1。

作为优选，步骤1)中，预制泥芯3的制作方法包括以下步骤：

1a)构造预制泥芯3制作模具：将2个所述粘连棒2的粘接端部201水平相对设置在下模部件401上，所述粘连棒2之间同轴设置，粘连棒2沿轴线以下部分嵌入下模部件401的凹槽内，其中一个粘连棒2的端部沿轴线伸出沥青腔构造棒404嵌入另一个粘连棒2的端部内；上模部件402罩设在粘接端部201的上方，上模部件402与下模部件401形成一个与粘连棒2同轴的圆柱状的泥芯模具腔403；在泥芯模具腔403内压填泥土形成泥芯，粘接端部201占据泥土的空间为配合凹坑301；

1b)构造预制泥芯3的浇筑口302：在上模部件402上开孔，插入烧口芯405，浇口芯405的端部抵触在沥青腔构造棒404上；

1c)烧制预制泥芯：将安装好的泥芯制作模具放入烤箱中加热；加热温度为100-500摄氏度；加热时间40-120min。

作为优选，上模部件和下模部件通过设置在他们两侧的扣环406连接。

根据本申请的第四个实施方案，提供一种对第一个实施方案的沥青混凝土接触试件剪切试验的方法，该方法包括以下步骤：

1)将第一个实施方案所述沥青混凝土接触试件，装入第二个实施方案的夹具中，通过调整止挡螺栓506调整沥青混凝土接触试件在所述夹具中的位置，使沥青混凝土接触试件的中心与夹具的中心重合；

2)将夹具和环境箱装入MTS设备中：先将环境箱设置在MTS设备中，后将夹具放入环境箱中，且夹具通过上/下加长杆与MTS设备的夹头连接，过程中微调MTS设备使得上加长杆和下加长杆轴线重合；

3)控制MTS设备对夹具产生作用力，记录沥青混凝土接触试件的剪切试验数据。

实施例1

一种沥青混凝土接触试件，该试件包括：待测沥青试样1、粘连棒2；粘连棒2的数量为2个；2个所述粘连棒2同轴相对设置；待测沥青试样1设置在2个所述粘连棒2相邻粘接端部201的固料间隙202上。

实施例2

重复实施例1，只是所述粘接端部201为球面。所述粘连棒2为圆柱状体。所述粘连棒2的直径A为20mm。

实施例3

重复实施例2，只是所述待测沥青试样1呈圆柱状体粘连在粘接端部201上。所述待测沥青试样1为待测沥青砂浆。所述待测沥青试样1圆柱状体的直径B为0.5A。

实施例4

重复实施例3，只是所述固料间隙202的大小C为0.5B。

实施例5

重复实施例4，只是所述粘连棒2为玄武岩石棒。所述粘连棒2的长度D为50mm。

实施例6

一种用于沥青混凝土接触试件剪切试验的夹具，包括：粘连棒套夹机构5；所述粘连棒套夹机构5的数量为两个；一个粘连棒套夹机构5套夹在沥青混凝土接触试件一侧的粘连棒2上，另一个粘连棒套夹机构5套夹在沥青混凝土接触试件另一侧的粘连棒2上；2个粘连棒套夹机构5的移动方向与沥青混凝土接触试件的轴线垂直，且2个粘连棒套夹机构5所受外力处在同一作用线上，且该作用线穿过待测沥青试样1的中心。

实施例7

重复实施例6，只是所述粘连棒套夹机构5包括：夹具基板501、拉头502、套棒部503、套孔504、止挡板505、止挡螺栓506；所述拉头502设置在夹具基板501的一端，套棒部503设置在夹具基板501的另一端；拉头502呈柱状，2个粘连棒套夹机构5的套棒部503相互贴合，且贴合所成平面与拉头502的轴线重合；套孔504设置在套棒部503上，套孔504用于套夹粘连棒2；2个粘连棒套夹机构5的套孔504同轴，且套孔504的轴线垂直于2个套棒部503贴合所成平面；止挡板505的一端设置在夹具基板501的外缘上，用于调节粘连棒2位置的止挡螺栓506设置在止挡板505的另一端上，止挡螺栓506抵触在粘连棒2上远离粘接端部201的尾部上。

实施例8

一种制作沥青混凝土接触试件的方法，该方法包括以下步骤：

1)固定粘连棒2：将2个所述粘连棒2的粘接端部201相对设置在预制泥芯3的两端的配合凹坑301处；所述粘连棒2之间同轴设置；

2)沥青浇筑：将沥青砂浆通过预制泥芯3上方的浇筑口302倒入预制泥芯3的内腔，沥青砂浆在内腔中凝固，并与粘接端部201粘连，形成待测沥青试样1。

实施例9

重复实施例8，只是步骤1)中，预制泥芯3的制作方法包括以下步骤：

1a)构造预制泥芯3制作模具：将2个所述粘连棒2的粘接端部201水平相对设置在下模部件401上，所述粘连棒2之间同轴设置，粘连棒2沿轴线以下部分嵌入下模部件401的凹槽内，其中一个粘连棒2的端部沿轴线伸出沥青腔构造棒404嵌入另一个粘连棒2的端部内；上模部件402罩设在粘接端部201的上方，上模部件402与下模部件401形成一个与粘连棒2同轴的圆柱状的泥芯模具腔403；在泥芯模具腔403内压填泥土形成泥芯，粘接端部201占据泥土的空间为配合凹坑301；

1b)构造预制泥芯3的浇筑口302：在上模部件402上开孔，插入烧口芯405，浇口芯405的端部抵触在沥青腔构造棒404上；

1c)烧制预制泥芯：将安装好的泥芯制作模具放入烤箱中加热；加热温度为200摄氏度；加热时间60min。

上模部件和下模部件通过设置在他们两侧的扣环406连接。

实施例10

一种对实施例1的沥青混凝土接触试件剪切试验的方法，该方法包括以下步骤：

1)将第一个实施方案所述沥青混凝土接触试件，装入实施例6的夹具中，通过调整止挡螺栓506调整沥青混凝土接触试件在所述夹具中的位置，使沥青混凝土接触试件的中心与夹具的中心重合；

2)将夹具和环境箱装入MTS设备中：先将环境箱设置在MTS设备中，后将夹具放入环境箱中，且夹具通过上/下加长杆与MTS设备的夹头连接，过程中微调MTS设备使得上加长杆和下加长杆轴线重合；

3)控制MTS设备对夹具产生作用力，记录沥青混凝土接触试件的剪切试验数据。

Claims (13)

1.一种用于沥青混凝土接触试件剪切试验的夹具，其特征在于，沥青混凝土接触试件包括：待测沥青试样（1）、粘连棒（2）；粘连棒（2）的数量为2个；2个所述粘连棒（2）同轴相对设置；待测沥青试样（1）设置在2个所述粘连棒（2）相邻粘接端部（201）的固料间隙（202）上；该夹具包括粘连棒套夹机构（5）；所述粘连棒套夹机构（5）的数量为两个；一个粘连棒套夹机构（5）套夹在沥青混凝土接触试件一侧的粘连棒（2）上，另一个粘连棒套夹机构（5）套夹在沥青混凝土接触试件另一侧的粘连棒（2）上；2个粘连棒套夹机构（5）的移动方向与沥青混凝土接触试件的轴线垂直，且2个粘连棒套夹机构（5）所受外力处在同一作用线上，且该作用线穿过待测沥青试样（1）的中心；

所述粘连棒套夹机构（5）包括：夹具基板（501）、拉头（502）、套棒部（503）、套孔（504）、止挡板（505）、止挡螺栓（506）；所述拉头（502）设置在夹具基板（501）的一端，套棒部（503）设置在夹具基板（501）的另一端；拉头（502）呈柱状，2个粘连棒套夹机构（5）的套棒部（503）相互贴合，且贴合所成平面与拉头（502）的轴线重合；套孔（504）设置在套棒部（503）上，套孔（504）用于套夹粘连棒（2）；2个粘连棒套夹机构（5）的套孔（504）同轴，且套孔（504）的轴线垂直于2个套棒部（503）贴合所成平面；止挡板（505）的一端设置在夹具基板（501）的外缘上，用于调节粘连棒（2）位置的止挡螺栓（506）设置在止挡板（505）的另一端上，止挡螺栓（506）抵触在粘连棒（2）上远离粘接端部（201）的尾部上。

2.根据权利要求1所述的夹具，其特征在于，所述粘接端部（201）为球面；和/或

所述粘连棒（2）为圆柱状体。

3.根据权利要求2所述的夹具，其特征在于，所述粘连棒（2）的直径A为10mm-100mm。

4.根据权利要求2所述的夹具，其特征在于，所述粘连棒（2）的直径A为15mm-50mm。

5.根据权利要求2所述的夹具，其特征在于，所述粘连棒（2）的直径A为20mm-30mm。

6.根据权利要求3所述的夹具，其特征在于，所述待测沥青试样（1）呈圆柱状体粘连在粘接端部（201）上；和/或

所述待测沥青试样（1）为待测沥青砂浆。

7.根据权利要求6所述的夹具，其特征在于，所述待测沥青试样（1）圆柱状体的直径B为0.1A-1.2A；所述固料间隙（202）的大小C为0.1B-1.2B。

8.根据权利要求6所述的夹具，其特征在于，所述待测沥青试样（1）圆柱状体的直径B为0.3A-0.8A；所述固料间隙（202）的大小C为0.3B-0.8B。

9.根据权利要求6所述的夹具，其特征在于，所述待测沥青试样（1）圆柱状体的直径B为0.5A-0.6A；所述固料间隙（202）的大小C为0.5B-0.6B。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的夹具，其特征在于，所述粘连棒（2）为石棒；和/或

所述粘连棒（2）的长度D为20mm-300mm。

11.根据权利要求10所述的夹具，其特征在于，所述粘连棒（2）为玄武岩石棒；和/或

所述粘连棒（2）的长度D为35mm-200mm。

12.根据权利要求10所述的夹具，其特征在于，所述粘连棒（2）的长度D为50mm-100mm。

13.一种使用权利要求1-12中任一项所述用于沥青混凝土接触试件剪切试验的夹具进行沥青混凝土接触试件剪切试验的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)将所述沥青混凝土接触试件，装入所述夹具中，通过调整止挡螺栓（506）调整沥青混凝土接触试件在所述夹具中的位置，使沥青混凝土接触试件的中心与夹具的中心重合；

2)将夹具和环境箱装入MTS设备中：先将环境箱设置在MTS设备中，后将夹具放入环境箱中，且夹具通过上、下加长杆与MTS设备的夹头连接，过程中微调MTS设备使得上加长杆和下加长杆轴线重合；

3)控制MTS设备对夹具产生作用力，记录沥青混凝土接触试件的剪切试验数据。

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