本实用新型涉及公路工程领域，尤其涉及一种沥青混合料抗剪强度数据采集装置。
背景技术：
抗剪强度是沥青混合料路用性能的重要指标。现在存在很多研究沥青混合料抗剪强度的试验方法，如三轴剪切试验，该试验根据莫尔强度理论，利用应力圆作出极限应力圆的包络线，以求得抗剪强度指标内摩擦角（ψ）和粘聚力（c），以此来计算沥青混合料的抗剪强度。但此过程较为复杂，指标多且较难测，温度及其他外界影响因素多，对试验结果影响较大，且三轴试验仪器昂贵，难以普及。
技术实现要素：
本实用新型主要解决现有测试仪器成本高、难以普及且无法对试件进行保温保湿的问题，提供了一种试验操作简便、测试结果准确可靠，能够满足沥青混合料在测试时的温湿度需求的沥青混合料抗剪强度数据采集装置。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是，一种沥青混合料抗剪强度数据采集装置，其特征是：包括试验间、养护间和废弃试件堆放间，所述试验间中设有液压加载机构、荷载变形测试机构、自动送试件机构、用于保持试验间和养护间温湿度恒定的温湿度控制机构及用于将废弃试间清扫到废弃试件堆放间的自动清扫机构。
试验间用于对试件进行测试，养护间用于对试件进行养护，废弃试件堆放间用于放置测试后废弃的试件，在测试时自动送试件机构将试件放置到液压加载机构下方，液压加载机构下压，在下压过程中荷载变形测试机构绘制压力-变形曲线，在测试完成后自动清扫机构将经过测试的试件扫入废弃试件堆放间中，温湿度控制机构用于维持试验间和养护间保持特定的温湿度，提高测试结果的准确性。
作为上述方案的一种优选方案，所述液压加载机构包括反力架、液压加载器和压头，所述反力架设置在试验间顶部，液压加载器固定在反力架上，所述压头与液压加载器的液压伸缩杆螺纹连接。液压加载器、压头和试件同轴设置，采用单轴贯入试验，试件内部产生的剪应力分布与实际路面在车轮荷载作用下产生的剪应力分布相似，甚至是重合，仿真度高。
作为上述方案的一种优选方案，所述荷载变形测试机构包括压力传感器、位移传感器和用于绘制压力-位移曲线的计算机，所述计算机分别与压力传感器和位移传感器相连，所述压力传感器设置在液压加载器与反力架之间，所述位移传感器设置在液压伸缩杆上。在液压加载器工作时，通过压力传感器和位移传感器能够获取到试件的荷载及形变。
作为上述方案的一种优选方案，所述自动送试件机构包括旋转托架和用于带动旋转托架旋转的第一电机，所述旋转托架上设有若干试件夹紧臂，在试件夹紧臂末端设有用于夹住试件的夹子。第一电机带动旋转托架转动，使试件夹紧臂将试件运输到压头下方，然后夹子自动松开，放下试件，当试件测试完成并被清理后，第一电机继续运行将下一个试件放置在压头下方。
作为上述方案的一种优选方案，所述温湿度控制机构包括温度传感器、湿度传感器、温度控制伺服系统、湿度控制伺服系统、加热器、加湿器和保温棉，所述温度传感器和加热器均与温度控制伺服系统相连，所述湿度传感器和加湿器均匀湿度控制伺服系统相连，所述保温棉包裹在沥青混合料抗剪强度数据采集装置外侧。
作为上述方案的一种优选方案，所述自动清扫机构包括刷子、可闭合空洞、滑轨和用于带动刷子转动的第二电机，所述滑轨一端设于可闭合空洞中，滑轨另一端设于废弃试件堆放间。在试件完成测试后，第二电机运行，带动刷子转动，刷子将测试后的试件扫入到可闭合空洞中，使试件沿着滑轨掉入到废弃试件堆放间中，实现废弃试件的清理，与自动送试件机构配合实现试件的半自动连续测试。
作为上述方案的一种优选方案，所述养护间内设有若干用于防止试件的可拆卸隔板。
作为上述方案的一种优选方案，还包括万向轮，万向轮设置在沥青混合料抗剪强度数据采集装置下方。
本实用新型的优点是：使用液压加载系统施加贯入荷载，且试验过程中试件始终处于设定温度，测量过程贴合实际，更精确可靠；设有自动送试件机构和自动清扫机构，试验时无需打开试件间的门就可清理试验平台，清理后又可自动安放新的测试试件，确保试验温度的可靠性，且操作简单方便。
附图说明
图1为实施例中沥青混合料抗剪强度数据采集装置的一种立体结构示意图。
图2为实施例中沥青混合料抗剪强度数据采集装置的一种剖视结构示意图。
图3为实施例中试验间的一种俯视结构示意图。
1-试验间2-养护间3-废弃试件堆放间4-反力架5-液压加载器6-压头7-压力传感器8-旋转托架9-第一电机10-试件加紧臂12-温度传感器13-湿度传感器14-加热器15-加湿器16-保温棉17-刷子18-可闭合空洞19-滑轨20-第二电机21-可拆卸隔板22-万向轮23-试验间门24-养护间门25-废弃试件堆放间门26-试件27-废弃试件。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的说明。
实施例：
本实施例一种沥青混合料抗剪强度数据采集装置，如图1、图2、图3所示，包括试验间1、养护间2、废弃试件堆放间3和万向轮22，试验间位于装置上部，养护间位于装置下部右侧，废弃试件堆放间设于装置下部左侧，万向轮设置在装置下方。试验间1、养护间2和废弃试件堆放间3各自设有试验间门23、养护间门24和废弃试件堆放间门26。试验间中设有液压加载机构、荷载变形测试机构、自动送试件机构、用于保持试验间和养护间温湿度恒定的温湿度控制机构及用于将废弃试间清扫到废弃试件堆放间的自动清扫机构，液压加载机构、荷载变形测试机构、自动送试件机构、温湿度控制机构及自动清扫机构均由计算机控制。养护间中设有可拆卸隔板21，可拆卸隔板将养护间多个隔层，每个隔层可以放置试件26，以便对试件进行养护。废弃试件堆放间用来放置测试后的废弃试件27。
液压加载机构用于控制贯入荷载大小及贯入速率，由反力架4、液压加载器5、压头6组成。液压加载器固定在反力架上，压头带有螺纹，与液压加载器通过螺纹连接。液压加载机构通过液压加载器的进、出油量带动压头实现对试件的贯入作用，压头直径远小于试件直径，在压头下压过程中，试件与压头接触点周围的材料将形成对压头下圆柱体的侧向约束，侧向约束的大小与沥青的性能和混合料的性能密切相关。在此过程中，竖向的荷载是主动的，侧向产生的约束力是被动的，竖向荷载不同并且侧向约束也不同，这个受力过程能够充分模拟实际路面的受力。
荷载变形测试机构用于测试试件应力应变值并绘制其曲线，主要由压力传感器7、位移传感器和计算机组成，压力传感器设置在液压加载器与反力架之间，所述位移传感器设置在液压伸缩杆上，计算机分别与压力传感器和位移传感器相连。液压加载器工作时，液压伸缩杆慢慢伸出，此时计算机能够通过位移传感器和压力传感器实时读取到相应的荷载及位移并绘制荷载-位移曲线。同时，计算机可以根据荷载变形测试机构所反应的实际加载情况，调整贯入荷载的大小与速率。
自动送试件机构包括旋转托架8和用于带动旋转托架旋转的第一电机9，旋转托架上设有若干呈圆形分布的试件夹紧臂10，在试件夹紧臂末端设有用于夹住试件的夹子。该机构通过第一电机带动旋转托架进行旋转，旋转时可指定某个试件进行试验，当试件到达试验点时，夹子就会自动松开，此时试件就会安放到指定试验点。等待该试件试验结束，旋转托架就会把新指定的试件再次安放到指定试验点，以此类推，旋转托架上的试件便可一一进行试验，实现自动送试件的目的。
自动清扫机构主要用于清扫试验平台，避免因做完试验需要开启试验间的门清理试件，造成试验温度的变动，从而影响试验结果。该机构由第二电机20、刷子17、可闭合空洞18、滑轨19组成，滑轨一端设于可闭合空洞中，滑轨另一端设于废弃试件堆放间。通过第二电机带动刷子进行旋转，旋转时可将试件刷到可闭合的空洞中，试件就可沿着滑轨落入废弃试件堆放间，该过程不仅清理了试验平台，而且废弃试件也可在不开启试验间门的同时得以快速处置。在一个试件试验结束后，清理系统就会控制电机带动刷子打扫试验平台，待试验平台打扫完毕，旋转托架就又会带着另一个试件进行试验，试验结束后清理系统再次工作，以此类推，直至试验结束。
温湿度控制机构用于测试时控制试件温度与湿度。由温度传感器12、湿度传感器13、温度控制伺服系统、湿度控制伺服系统、加热器14、加湿器15和保温棉16组成。温度传感器和湿度传感器置于本装置内部，连通试验间和养护间；温度控制伺服系统与湿度控制伺服系统分别通过温度传感器和湿度传感器获取试验间和养护间内的温湿度，在温湿度不符合要求时，控制加热器和加湿器进行温度和湿度的控制。
在使用沥青混合料抗剪强度数据采集装置进行测试时，首先在旋转托架上放置试件，放置完成后，关闭试验间门，当试验间内温湿度符合要求是开始测试，在测试时，计算机控制第一电机带动旋转托架进行旋转，指定某个试件进行试验，当试件到达试验点时，夹子自动松开，此时试件就会安放到指定试验点，然后计算机控制液压加载器带动压头下压，在下压过程中，压力传感器和位移传感器采集压力数据和位移数据并传输给计算机，计算机绘制相应的压力-位移曲线，在对该个试件的测试完成后，计算机控制第二电机带动刷子进行旋转，刷子旋转时将试件刷到可闭合的空洞中，试件沿着滑轨落入废弃试件堆放间，之后，再次控制第一电机，将下一个试件放置到试验点，开始测试，如此循环直至旋转托架上所有试件均被测试。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
1.一种沥青混合料抗剪强度数据采集装置，其特征是：包括试验间（1）、养护间（2）和废弃试件堆放间（3），所述试验间中设有液压加载机构、荷载变形测试机构、自动送试件机构、用于保持试验间和养护间温湿度恒定的温湿度控制机构及用于将废弃试间清扫到废弃试件堆放间的自动清扫机构。
2.根据权利要求1所述的一种沥青混合料抗剪强度数据采集装置，其特征是：所述液压加载机构包括反力架（4）、液压加载器（5）和压头（6），所述反力架设置在试验间顶部，液压加载器固定在反力架上，所述压头与液压加载器的液压伸缩杆螺纹连接。
3.根据权利要求2所述的一种沥青混合料抗剪强度数据采集装置，其特征是：所述荷载变形测试机构包括压力传感器（7）、位移传感器和用于绘制压力-位移曲线的计算机，所述计算机分别与压力传感器和位移传感器相连，所述压力传感器设置在液压加载器与反力架之间，所述位移传感器设置在液压伸缩杆上。
4.根据权利要求1所述的一种沥青混合料抗剪强度数据采集装置，其特征是：所述自动送试件机构包括旋转托架（8）和用于带动旋转托架旋转的第一电机（9），所述旋转托架上设有若干试件夹紧臂（10），在试件夹紧臂末端设有用于夹住试件的夹子。
5.根据权利要求1所述的一种沥青混合料抗剪强度数据采集装置，其特征是：所述温湿度控制机构包括温度传感器（12）、湿度传感器（13）、温度控制伺服系统、湿度控制伺服系统、加热器（14）、加湿器（15）和保温棉（16），所述温度传感器和加热器均与温度控制伺服系统相连，所述湿度传感器和加湿器均匀湿度控制伺服系统相连，所述保温棉包裹在沥青混合料抗剪强度数据采集装置外侧。
6.根据权利要求1所述的一种沥青混合料抗剪强度数据采集装置，其特征是：所述自动清扫机构包括刷子（17）、可闭合空洞（18）、滑轨（19）和用于带动刷子转动的第二电机（20），所述滑轨一端设于可闭合空洞中，滑轨另一端设于废弃试件堆放间。
7.根据权利要求1所述的一种沥青混合料抗剪强度数据采集装置，其特征是：所述养护间内设有若干用于防止试件的可拆卸隔板（21）。
8.根据权利要求1或2或3或4或5或6或7所述的一种沥青混合料抗剪强度数据采集装置，其特征是：还包括万向轮（22），万向轮设置在沥青混合料抗剪强度数据采集装置下方。
技术总结