瀝青混合料振動旋轉壓實儀的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及機械領域，尤其涉及一種瀝青混合料振動旋轉壓實儀。
【背景技術】
[0002] 當前，瀝青路面已成為高等級公路和城市道路的主要路面形式，而且有條件的地 區在次等級道路上也首選瀝青路面形式，主要原因在于瀝青路面的施工工期短、美觀、車輛 行駛舒適、沒有接縫和維修方便。根據《公路瀝青路面施工技術規范》(JTG F40-2004)的要 求，瀝青路面攤鋪后應及時進行壓實，包括初壓、復壓和終壓三個過程，復壓是形成瀝青路 面結構性能和耐久性能的關鍵環節，需要保證瀝青面層具有足夠的密實度，這不僅需要合 理的碾壓方式和足夠的壓實功，也取決于合理的瀝青混合料級配組成和瀝青用量。室內試 驗主要包括瀝青混合料配合比設計和生產過程中的瀝青混合料路用性能驗證，這需要和施 工現場的路面壓實模式相吻合，這樣室內試驗結果才能更好地指導現場施工。目前，施工現 場普遍采用振動鋼路壓路機進行瀝青路面的初壓和前期復壓，激振作用使得高溫狀態下的 瀝青混合料的骨料體系迅速協調、嵌擠和填充；而隨后進行的輪胎壓路機碾壓屬于后期復 壓過程，碾壓輪的柔性結合30噸以上的壓力對瀝青混合料形成搓揉作用，進一步排擠面層 中的空隙。
[0003] 瀝青混合料標準試件成型是瀝青混合料路用性能測試的第一步，也是關鍵步驟之 一。現行瀝青混合料試驗規程規定了馬歇爾擊實法、輪碾成型法和搓揉壓實成型法，而搓揉 壓實主要有旋轉壓實法和旋轉剪切成型法。馬歇爾擊實法依靠重錘擊實試模中的混合料， 易破碎混合料中的粗集料，與施工現場所用的振動鋼輪壓路機和輪胎壓路機的作用機理相 去甚遠，擊實法明顯落后于施工實際。規程規定的搓揉壓實法能模擬輪胎壓路機的壓實過 程，但未考慮振動壓路機的激振作用。而目前諸多設備開發和實驗研宄工作只基于搓揉或 振動的單一作用方式，但是瀝青路面施工過程中兼有振動鋼輪壓路機的激振壓實和輪胎壓 路機的搓揉壓實過程，實際上鋼輪壓路機的振動壓實已使瀝青混合料進入密實度得以提高 的復壓階段。因此，綜合考慮激振與搓揉作用，盡可能擬合現場瀝青路面壓實過程，開發相 關室內試驗設備，實驗結果才能更好地指導現場施工。
[0004] 目前國內外均開展了振動壓實成型瀝青混合料設備及工藝的研發工作，并證明了 振動成型方法更適用于大粒徑碎石瀝青混合料和骨架密實型混合料。但將搓揉和振動的作 用模式進行整合而開發的儀器設備、及相應的瀝青混合料成型工藝仍鮮見報道。 【實用新型內容】
[0005] 本實用新型的目的在于解決上述現有技術存在的缺陷，提供一種整合了激振和搓 揉作用，模擬施工現場的鋼輪壓路機和輪胎壓路機對瀝青混合料的壓實過程，設計出機構 簡單、維護方便、造價低、壓實作用模式直接明了的瀝青混合料成型設備。
[0006] 一種瀝青混合料振動旋轉壓實儀，包括：用于盛放瀝青混合料的筒模，筒模內設置 有用于分別從上下兩個面擠壓筒模內瀝青混合料的上壓頭和下壓頭；所述上壓頭通過壓桿 連接有驅動上壓頭上下運動的上驅動裝置，壓桿上還設置有帶動上壓頭振動的激振裝置； 所述筒模下方安裝有驅動筒模做圓周傾斜旋轉運動的旋轉揉搓裝置。
[0007] 進一步地，如上所述的瀝青混合料振動旋轉壓實儀，所述上驅動裝置包括：氣缸， 氣缸與壓桿的一端連接，其另一端與上壓頭固定連接。
[0008] 進一步地，如上所述的瀝青混合料振動旋轉壓實儀，所述激振裝置包括：上橫梁， 所述上橫梁套接在壓桿上，在壓桿上固定有用于阻止上橫梁繼續下滑的擋塊，在上橫梁上 固定有振動電機，所述振動電機以壓桿為對稱軸分布固定在上橫梁的兩側，在上橫梁的兩 端分別設置有導向輪，兩個導向輪分別沿著縱向軌道可上下滑動。
[0009] 進一步地，如上所述的瀝青混合料振動旋轉壓實儀，所述旋轉揉搓裝置包括：固定 在筒模下方的旋壓底盤，所述旋壓底盤的下方設置有能夠頂推旋壓底盤的邊緣做沿圓周向 周期性起伏的旋轉頂推裝置。
[0010] 進一步地，如上所述的瀝青混合料振動旋轉壓實儀，所述旋轉頂推裝置包括：中橫 梁、旋壓底盤、球形端頭拉桿、滾輪、旋轉橫梁、彈簧；
[0011] 所述中橫梁的兩端固定在反力框架的兩側，在中橫梁的中心開有一個圓孔，以該 圓孔為中心，在中橫梁上沿圓周均勻分布有若干第一拉桿孔，該第一拉桿孔包括一個半圓 形凹槽和設置在半圓形凹槽底部的通孔；
[0012] 所述旋壓底盤包括底板、對中連接鋼筒、頂壓環，所述底板的中心設置有支承桿套 孔；所述對中連接鋼筒可拆卸地固定安裝在底板的中心，頂壓環設置在對中連接鋼筒的頂 部邊緣并對中；在底板的圓周上設置有與所述第一拉桿孔位置對應的第二拉桿孔；
[0013] 所述旋壓底盤的對中連接鋼筒下部穿過中橫梁的圓孔后與底板固定連接；頂壓環 的內側設置有內螺紋，筒模的下部設置有外螺紋，筒模下部外螺紋與頂壓環內螺紋旋緊，從 而實現筒模與旋壓底盤固定連接在一起；
[0014] 套有彈簧的球形端頭拉桿的通過所述第一拉桿孔與第二拉桿孔連接在中橫梁與 旋壓底盤之間；
[0015] 所述支承桿穿過所述旋壓底盤的支承桿套孔后與下壓頭固定連接；所述旋轉橫梁 設置在旋壓底盤的下方，滾輪固定在旋轉橫梁的一端，所述滾輪的輪子頂抵在旋壓底盤邊 緣的底面上，滾輪隨旋轉橫梁的旋轉做圓周運動。
[0016] 進一步地，如上所述的瀝青混合料振動旋轉壓實儀，旋轉橫梁的下方固定有驅動 其旋轉的旋轉機構，旋轉機構通過第一滾針軸承套接于支承桿上，旋轉機構的下部外圍圓 周上設置有齒槽，該齒槽與蝸桿減速機的牙盤咬合，蝸桿減速機通過電機驅動。
[0017] 進一步地，如上所述的瀝青混合料振動旋轉壓實儀，還包括設置在旋轉橫梁下方 的頂升裝置，所述頂升裝置包括：頂升器、套筒、鏈條、慢速電機；
[0018] 所述頂升器設置在旋轉機構下方、且通過第二滾針軸承套接在支承桿上，頂升器 和旋轉機構之間設置有推力球軸承；
[0019] 頂升器的下部設有一個圓形凸臺，該圓形凸臺上設置有外螺紋，套筒上設置有內 螺紋，圓形凸臺的外螺紋嚙合于套筒的內螺紋；
[0020] 套筒固定于下橫梁；
[0021] 在頂升器的上部外圍設置有牙盤，鏈條與頂升器外圍的牙盤嚙合，鏈條由慢速電 機驅動其傳動。
[0022] 進一步地，如上所述的瀝青混合料振動旋轉壓實儀，在壓桿上安裝有第一壓力計 和第三壓力計，該第一壓力計安裝在上橫梁與上壓頭之間，用于測量并控制氣缸施加的恒 定壓力和振動電機施加的激振力；第三壓力計安裝在反力框架上，用于測量壓桿的豎向位 移量。
[0023] 進一步地，如上所述的瀝青混合料振動旋轉壓實儀，在旋壓底盤的兩端分別設置 第一位移計、第二位移計，所述第一位移計、第二位移計在旋壓底盤的同一直徑上，用于測 算筒模產生的傾斜角。
[0024] 進一步地，如上所述的瀝青混合料振動旋轉壓實儀，在滾輪的下方設置有用于計 算瀝青混合料在傾斜過程中所受水平剪切力的第二壓力計；在滾輪的一側設置有用于記錄 滾輪所轉圈數的計數器。
[0025] 本實用新型提供的瀝青混合料振動旋轉壓實儀，通過與壓桿連接的上驅動裝置對 驅動上壓頭對筒模內的瀝青混合料從上面進行擠壓，通過設置在壓桿上激振裝置對筒模內 的瀝青混合料進行激振；通過與支承桿連接的下驅動裝置對筒模內的瀝青混合料從底面進 行擠壓，通過筒模下方安裝的旋轉揉搓裝置對筒模內的瀝青混合料進行揉搓，從而實現了 本儀器以恰當的振幅和頻率對筒模中的瀝青混合料進行激振揉搓壓實，以形成一定密實度 的標準圓柱體試件，成型的標準圓柱體試件可進行密度、孔隙率、穩定度、劈裂強度等物理 力學性能試驗。
【附圖說明】
[0026] 圖1為本實用新型瀝青混合料振動旋轉壓實儀結構示意圖；
[0027] 圖2為圖1中A的局部放大圖；
[0028] 圖3為本實用新型旋壓底盤剖面結構示意圖；
[0029] 圖4為本實用新型旋轉頂推裝置當旋壓底盤傾斜時的狀態圖；
[0030] 圖5為圖3的俯視圖；
[0031] 圖6為從中橫梁向下俯視的部分透視圖；
[0032] 圖7為本實用新型下驅動裝置機構示意圖；
[0033] 圖8為本實用新型中橫梁剖面結構示意圖；
[0034] 圖9為本實用新型上壓頭剖面圖；
[0035] 圖10為本實用新型上壓頭俯視圖。
[0036] 附圖標記：
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