УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДГОТОВКИ АСФАЛЬТОБЕТОННЫХ И БЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИХ ПРОЧНОСТНЫХ И ДЕФОРМАТИВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

Предлагаемая полезная модель относится к устройствам для испытания дорожно-строительных материалов, а именно к подготовке их для определения прочностных и деформативных характеристик асфальтобетонных и бетонных изделий и для их практической реализации, и может быть использована в автодорожном хозяйстве, строительстве аэродромов, строительной индустрии.
В настоящее время в связи с увеличением нагрузки на автодорожное полотно и интенсивности движения транспорта становится актуальной проблема повышения его долговечности. Для разработки новых материалов и технологий строительства и ремонта дорог необходимо знание прочностных и деформативных параметров составных частей дорожной одежды. В связи с отсутствием теоретических методов их расчета эти параметры определяют экспериментальным путем - методом испытания асфальтобетона. Использование в расчетах неточных параметров асфальтобетона приводит к неверным результатам, вследствие чего устанавливаются ошибочные строительные и межремонтные сроки. Для получения прочностных и деформативных характеристик асфальтобетонных изделий их предварительно подвергают различным внешним воздействиям и затем их разрушают.
Известно устройство для испытания асфальтобетона на сдвигоустойчивость, содержащее ведущий вал, на котором смонтирован испытуемый образец, ролик, установленный на ведомом валу, станину и привод вращения образца (см. RU №2086950, G01N 3/24, опубл. 10.08.1997 г.).
Однако, известное устройство предназначено для испытаний образцов
цилиндрической формы на деформацию сдвига и при определенной положительной температуре и без наличия свободной воды в порах образца, тогда как дорожное покрытие испытывает различные виды деформаций и дополнительные напряжения, обусловленные замерзанием свободной воды, заполняющей поры асфальтобетона. Следовательно, известное устройство испытания образца не создает реальные условия эксплуатации асфальтобетонного дорожного полотна.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели по технической сущности является устройство для испытания устойчивости асфальтобетона, включающее климатическую камеру, снабженную нагревательным элементом и увлажнителем, в которой находится испытуемый образец (см. RU №2025712, G01N 17/00, опубл. 30.12.1994).
Недостатками известного устройства является то, что в климатической камере образцы подвергают положительному температурному воздействию, а дорожные покрытия эксплуатируются также при отрицательных температурах, и при замерзании свободной воды, находящейся в поровом пространстве асфальтобетона, при этом возникают дополнительные напряжения в них, не учитывающиеся в прототипе. Испытание образцов производят путем создания в них деформаций сжатия, тогда как в реальных условиях эксплуатации дороги дорожное покрытие испытывает одновременно деформации сжатия, сдвига и изгиба. И поэтому определяемые после подготовки образцов в климатической камере характеристики являются неточными, далекими от эксплуатационных, что в конечном итоге искажает информацию об эксплуатационном ресурсе асфальтобетонных и бетонных изделий.
Заявленная полезная модель направлена на решение технической задачи, заключающейся в определении прочностных и деформативных характеристик асфальтобетонных и бетонных изделий после их подготовки в условиях, максимально приближенных к эксплуатационным.
Техническим результатом полезной модели является создание в испытуемых образцах различных видов деформаций в реальных климатических условиях в широком диапазоне температур и влажности, получение более достоверных прочностных и деформативных характеристик образцов для получения информаций об эксплуатационном ресурсе асфальтобетонных и бетонных изделий.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для подготовки асфальтобетонных и бетонных изделий для определения их прочностных и деформативных характеристик, содержащем климатическую камеру, снабженную нагревательным элементом и увлажнителем, в которой находится испытуемый образец, согласно полезной модели внутри климатической камеры размещено устройство для деформаций, содержащее шток, установленный с возможностью колебательного движения по вертикали под действием расположенного над его верхней частью эксцентрика и пружины, расположенной между двумя кронштейнами, верхний из которых жестко соединен со штоком и установлен с возможностью движения по вертикальным направляющим, а нижний - закреплен к стенке камеры и имеет отверстие, через которое свободно проходит шток, в нижней части штока прикреплен ролик, снабженный тормозным устройством, под роликом находится испытуемый образец, закрепленный на тележке, расположенной на подшипниках, установленных с возможностью перемещения по направляющим, при этом климатическая камера дополнительно снабжена холодильным устройством.
Отличительными признаками заявляемого устройства являются наличие новых конструктивных элементов, а именно введение в климатическую камеру устройства для деформаций, снабжение ее холодильным устройством. Устройство для деформаций обеспечивает создание различных видов деформаций в образце, размещенном в климатической камере, а холодильное устройство вместе с нагревательным элементом и увлажнителем
позволяет создать реальные климатические условия в широком диапазоне температур и влажности.
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично изображено устройство для подготовки асфальтобетонных и бетонных изделий для определения их прочностных и деформативных характеристик, на фиг.2 - условная схема действия колеса на дорожное покрытие, вид спереди, на фиг.3 - условная схема действия колеса на дорожное покрытие, вид сбоку.
Заявляемое устройство (см. фиг.1) содержит климатическую камеру 1, внутри которой размещено устройство для деформаций, содержащее шток 2, в нижней части которого закреплен ролик 3, снабженный тормозным устройством (на фиг. не показан). Шток 2 установлен с возможностью колебательного движения по вертикали под действием расположенного над его верхней частью эксцентрика 4 и пружины 5. Пружина 5 расположена между двумя кронштейнами 6 и 7. Верхний кронштейн 6 жестко соединен со штоком 2 и установлен с возможностью движения по вертикальным направляющим 8, смонтированным на стенке камеры 1. Нижний 7 кронштейн жестко закреплен к стенке камеры 1 и имеет отверстие 9, через которое свободно проходит шток 2. Под роликом 3 расположен испытуемый образец 10, закрепленный на тележке 11, расположенной на подшипниках 12, установленных с возможностью перемещения по направляющим 13. Климатическая камера 1 снабжена нагревательным элементом 14, холодильным устройством 15, увлажнителем 16.
Заявляемое устройство для подготовки асфальтобетонных и бетонных изделий для определения их прочностных и деформативных характеристик работает следующим образом.
Испытуемый образец 10 помещают в климатическую камеру 1 и закрепляют на тележке 11 (фиг.1). Затем с помощью увлажнителя 16, нагревательного элемента 14 или холодильного устройства 15 создают в климатической камере заданную температуру в пределах от (+70)°С до
(-70)°С и влажность. После достижения постоянного значения температуры и влажности включают электрический привод (не указан на фиг.1), приводящий тележку 11, установленную на подшипниках 12, в возвратно-поступательное движение по направляющим 13. Одновременно с этим включают электрический привод (не указан на фиг.1), приводящий эксцентрик 4 во вращательное движение. Под действием эксцентрика 4 шток 2 перемещается вниз и прижимает ролик 3 к движущемуся образцу 10 с заданным усилием. При этом пружина 5 сжимается под действием кронштейна 6 и упирается в неподвижный кронштейн 7. При разжатии пружины 5 шток 2 возвращается в верхнее положение за эксцентриком 4. Таким образом, шток 2 с роликом 3 осуществляет колебательное движение по вертикали. Под действием вращающегося ролика 3 и сил прижатия его к образцу 10 последний испытывает различные виды деформаций: в области А - деформацию на изгиб и в области Б - деформацию на сжатие (см. фиг.2). При включении тормозного устройства ролика 3, имитирующего движение автотранспорта с ускорением, верхние слои образца 10 под действием невращающегося ролика 3 сдвигаются относительно нижних, образец 10 испытывает в области В - деформацию сдвига (см. фиг.3).
Значения температуры и влажности образца, а также усилия прижима ролика к образцу, скорость движения тележки 11, частота вращения эксцентрика 4 определяются из реальных условий движения автотранспорта по дорожному покрытию.
После подготовки испытуемого образца путем проведения деформаций его при определенной температуре и влажности в течение заданного времени определяют его прочностные и деформативные характеристики, по результатам которых выводят соответствующие заключения.