УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ МОДЕЛЬНЫХ ОБРАЗЦОВ АСФАЛЬТОБЕТОННОЙ СМЕСИ

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к устройствам для испытания дорожно-строительных материалов, а именно, к подготовке образцов для определения физико-механических свойств асфальтобетонной смеси, предназначенной для формирования асфальтобетонных покрытий дорог и может быть использована в автодорожном хозяйстве, строительстве аэродромов, строительной индустрии.
Уровень техники
Известно устройство для испытания дорожно-строительных материалов, содержащее неподвижную нижнюю и подвижную верхнюю опоры, между которыми расположен исследуемый образец, а также привод верхней опоры, датчик силы, соединенный с нижней опорой, блок связи и таймер (см. описание к патенту RU №2263309 С1, М. кл. G01N 33/42, опубликовано 27.10.2005.
Признаки известного устройства, совпадающие с признаками заявленной полезной модели, заключаются в наличии неподвижной нижней и подвижной верхней опор, а также привода верхней опоры.
Известное устройство решает задачу определения характеристик механических свойств дорожно-строительных материалов путем исследования образцов этих материалов; при этом подготовку самих этих образцов известное устройство не предусматривает.
Наиболее близким аналогом (прототипом) является устройство для подготовки асфальтобетонных и бетонных изделий для определения их прочностных и деформационных характеристик, содержащее климатическую камеру, снабженную нагревательным элементом и увлажнителем, в которой находится испытуемый образец, при этом 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 (Патент RU №78944 U1, М. кл. G01N 17/00, G01N 19/00, опубликовано 10.12.2008.).
Признаки известного устройства, совпадающие с признаками заявленной полезной модели, заключаются в наличии устройства для деформаций, содержащего шток, установленный с возможностью колебательного движения по вертикали (вибровозбудитель).
Известное устройство решает задачу определения характеристик механических свойств дорожно-строительных материалов путем исследования образцов; при этом подготовку самих этих образцов, моделирующую условия формирования дорожного покрытия, известное устройство не предусматривает.
Раскрытие полезной модели
Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в расширении арсенала технических средств исследования асфальтобетонных смесей.
Технический результат, опосредствующий решение указанной задачи, заключается в реализации указанного назначения.
Достигается технический результат тем, что устройство для формирования модельных образцов асфальтобетонной смеси содержит вибронагружатель и контейнер, при этом вибронагружатель содержит вертикально ориентированный силовой шток, груз изменяемой массы, установленный на силовом штоке, и узел колебательного силового воздействия на указанный шток в вертикальном направлении с возможностью изменения параметров этих колебаний, а также поршень, связанный с нижним концом силового штока либо путем выполнения поршня как одно целое с этим штоком, либо путем выполнения поршня как отдельной детали, соединяемой со штоком во время работы устройства, а контейнер содержит основание, установленный на основании вертикально ориентированный полый цилиндр для размещения в нем формируемого образца асфальтобетонной смеси, а также средство измерения вертикальной деформации указанного образца в виде устанавливаемого на этом образце измерительного диска с измерительным штоком, при этом вибронагружатель установлен с возможностью вхождения его поршня в цилиндр контейнера.
Новые признаки заявленного технического решения заключаются в наличии контейнера, включающего перечисленные выше элементы, наличии поршня, соединенного со штоком и выполненного с возможностью вхождения в цилиндр контейнера, а также в выполнении средства измерения деформации образца в виде устанавливаемого на этом образце измерительного диска с измерительным штоком.
Краткое описание чертежей
На прилагаемой фигуре схематично показан контейнер и шток вибронагружателя в нижнем положении последнего.
Осуществление полезной модели
Устройство содержит раму 1, на которой смонтированы вибро-нагружатель и контейнер.
Вибронагружатель содержит вертикально ориентированный силовой шток 2, груз изменяемой массы, установленный на штоке 2 (груз не показан), а также узел колебательного силового воздействия на шток 2 в вертикальном направлении с возможностью изменения параметров этих колебаний (узел не показан). При этом данный узел может быть выполнен в виде электродвигателя с системой регулирования скорости вращения его вала, на котором эксцентрично установлены сменные грузы (дебалансы). Вибронагружатель также содержит поршень 3, связанный с нижним концом штока 2 так, что либо поршень 3 выполнен как одно целое со штоком 2, либо поршень 3 представляет собой отдельную деталь, входящую в силовое взаимодействие со штоком 2 только во время работы устройства.
Контейнер содержит основание 4, установленный на основании корпус 5, установленный на основании 4 и расположенный в корпусе 5 полый цилиндр 6, в котором в процессе работы устройства размещен формируемый модельный образец асфальтобетонной смеси 7 и в который в процессе работы устройства входит поршень 3 для силового вибрационного воздействия на образец 7. Между корпусом 5 и цилиндром 6 имеется пространство 8, обеспечивающее наличие воздушного теплоизолирующего слоя. При необходимости в этом пространстве может быть расположен регулируемый нагреватель для обеспечения заданной температуры образца 7. Контейнер также содержит средство измерения вертикальной деформации образца 7, выполненное в виде устанавливаемого на образце 7 измерительного диска 9 с измерительным штоком 10. При этом указанное средство измерения связано с узел 11 преобразования линейного (вертикального) перемещения штока 10 в электрический сигнал, передаваемый далее на регистрирующий прибор (не показан). Измерительный диск 9 в процессе работы устройства расположен непосредственно на образце 7 (под поршнем 3), а измерительный шток 10 выполнен трубчатым и расположен под измерительным диском 9, соединен с этим диском по его центру, проходит сквозь образец 7 и нижним концом связан с упомянутым узлом 11. При этом в штоке 10 расположена термопара для контроля температуры образца 7 (термопара не показана). Контейнер также снабжен сменным донным диском 12 для расположения на нем образца 7 и изменения высоты этого образца.
Работа устройства заключается в следующем.
В исходном состоянии силовой шток 2 с поршнем 3 находятся в верхнем положении, т.е. поршень 3 не входит в цилиндр 6. В этом состоянии на дно цилиндра 6 укладывают донный диск 12, после чего цилиндр 6 заполняют исследуемой асфальтобетонной смесью (образец 7). Затем на образец 7 устанавливают измерительный диск 9 с измерительным штоком 10 и опускают вибронагружатель, т.е. тем самым опускают силовой шток 2 с поршнем 3 так, что последний приходит в непосредственное соприкосновение с измерительным диском 9. На штоке 2 устанавливают груз необходимой массы, задают параметры колебательного силового воздействия на шток 2 и включают электродвигатель с дебалансами. В результате статического и динамического силового воздействия на образец 7 происходит уплотнение асфальтобетонной смеси этого образца. Во время этого уплотнения регистрируют линейную (вертикальную) деформацию образца 7. Процесс уплотнения заканчивают тогда, когда фактически заканчивается процесс интенсивного деформирования образца 7, после которого данный образец становится модельным, так как получен при помощи технологии вибрационного силового нагружения, аналогичной вибрационной технологии формирования дорожного полотна. После этого вибронагружатель поднимают, т.е. поднимают силовой шток 2 с поршнем 3, а образец 7 извлекают из цилиндра 6 для дальнейшего исследования его прочностных и деформационных характеристик. Таким способом для одного и того же состава асфальтобетонной смеси изготавливают множество модельных образцов, полученных при разных условиях вибрационного силового воздействия. По результатам дальнейших исследований полученных таким способом модельных образцов отбирают релевантный модельный образец, прочностные и деформационные характеристики которого являются оптимальными для конкретного дорожного полотна. Далее расчетным путем осуществляют перенос параметров вибрационного силового воздействия, осуществляемого при формировании этого релевантного образца, на процесс формирования конкретного дорожного полотна.