專利名稱：路橋結(jié)構(gòu)層間剪切儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及瀝青路面結(jié)構(gòu)層間或橋梁、路面防水層間粘結(jié)強(qiáng)度檢測 設(shè)備，特別涉及一種路橋結(jié)構(gòu)層間剪切儀。
背景技術(shù)：
由于瀝青路面或橋面瀝青鋪裝層經(jīng)常受到天氣、溫度、行車、材料以及 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面的原因，瀝青路面或橋面不可避免地會出現(xiàn)了車轍、路 面結(jié)構(gòu)層推移、防水層結(jié)構(gòu)滑動等結(jié)構(gòu)界面性早期破壞，這些病害對行車速 度、乘客舒適性、路面使用壽命以及交通安全等帶來了嚴(yán)重的影響，造成在 建成通車不久就不得不對車轍、推移、層間滑動等病害進(jìn)行處理，造成了不 良的社會影響。
為了便于分析瀝青路面或橋面瀝青鋪裝層層間的粘結(jié)情況、對車轍、路 面結(jié)構(gòu)層推移、防水層結(jié)構(gòu)滑動等結(jié)構(gòu)界面性早期破壞層進(jìn)行有效處理，需 要測量路橋結(jié)構(gòu)層間的抗剪強(qiáng)度。
現(xiàn)有技術(shù)中測試抗剪強(qiáng)度的方法都是利用實(shí)驗(yàn)室內(nèi)非專用的試驗(yàn)設(shè)施
來實(shí)現(xiàn)的，具體方法包括先將水平試驗(yàn)樣品的一端固定在試驗(yàn)臺上，然后 對該試樣未被固定的一端施加一個(gè)可控制和可測量的垂直壓力直至將該試 樣剪切斷開，根據(jù)剪切過程中測量得到的壓力數(shù)值和位移大小來計(jì)算抗剪強(qiáng) 度。在上述方法中，如果需要測試路橋結(jié)構(gòu)面層間的抗剪強(qiáng)度，則必須事先 到現(xiàn)場選取路橋結(jié)構(gòu)面層試樣，然后帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測試；直到目前，還沒 有能夠直接用于現(xiàn)場檢測路橋結(jié)構(gòu)面層間抗剪強(qiáng)度的儀器出現(xiàn)。

實(shí)用新型內(nèi)容
有鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種路橋結(jié)構(gòu)層間剪切儀，其可以直接對瀝青路面結(jié)構(gòu)層間或橋梁、路面防水層間進(jìn)行抗剪強(qiáng)度的檢測設(shè) 備，進(jìn)行現(xiàn)場測試，有利于施工現(xiàn)場使用。
為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案具體是這樣實(shí)現(xiàn)的 一種路橋結(jié)構(gòu)層間剪切儀，包括
下端開口的筒形外筒l;兩端開口的筒形內(nèi)筒2，位于外筒1內(nèi)部； 液壓千斤頂9，包括底座和伸縮桿，水平放置于外筒1和內(nèi)筒2之間，
底座通過螺釘與內(nèi)筒2的外壁相連接，伸縮桿通過螺釘與外筒1的內(nèi)壁相連
接；
液壓泵4，至少包括壓力傳感器和過載保護(hù)裝置，用于驅(qū)動液壓千斤頂 9，通過油路與液壓千斤頂9相連接，壓力傳感器用于測量提供給液壓千斤 頂9的壓力數(shù)值，過載保護(hù)裝置用于當(dāng)液壓泵4提供給液壓千斤頂9的壓力 過載時(shí)停止液壓泵4為液壓千斤頂9提供壓力；
位移傳感器6，包括殼體和指針，用于測量內(nèi)筒2相對于外筒1在液壓 千斤頂9的伸縮桿運(yùn)動方向上的位移大小，殼體固定于內(nèi)筒2的筒壁上方， 指針與外筒1的內(nèi)壁相接觸，放置方向與液壓千斤頂9的伸縮桿運(yùn)動方向平
行；
數(shù)據(jù)存儲裝置8,用于分別接收位移傳感器6輸出的位移大小和液壓泵 4中的壓力傳感器輸出的壓力數(shù)值，并分別將位移大小和壓力數(shù)值轉(zhuǎn)換成數(shù) 字信號保存，通過數(shù)據(jù)線分別與位移傳感器6和液壓泵4中的壓力傳感器相連。
所述剪切儀還包括板壓簧3，用于在剪切完成后推動內(nèi)筒2使液壓千 斤頂9復(fù)位，位于外筒1和內(nèi)筒2之間與液壓千斤頂相對的一側(cè)，并通過螺 釘連接在內(nèi)筒2的外壁上，簧片抵住外筒l的內(nèi)壁。
所述剪切儀還包括計(jì)算機(jī)7，用于接收數(shù)據(jù)存儲裝置8發(fā)送的數(shù)字信 號，分析該數(shù)字信號得到剪切位移隨時(shí)間變化圖、壓力位移隨時(shí)間變化圖及 剪切位移與壓力圖，最大壓力值，并計(jì)算得到路橋結(jié)構(gòu)面層間抗剪強(qiáng)度值， 通過通用數(shù)據(jù)總線(USB)接口與數(shù)據(jù)存儲裝置8相連接。所述剪切儀還包括底筒10,上端開口的筒形，直徑與內(nèi)筒2的內(nèi)徑 相同，外壁與內(nèi)筒2的內(nèi)壁相接觸，底面與外筒1的下端開口處于同一水平 面上，筒壁高度小于內(nèi)筒2的筒壁高度。
所述數(shù)據(jù)存儲裝置8為具有存儲器和數(shù)據(jù)采集卡的儀器盒或帶有模擬/ 數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換功能的單片機(jī)。
所述液壓泵4為電動液壓泵、手動液壓泵或腳踏液壓泵。 所述筒形的橫截面為圓形、正方形或至少三邊以上的多邊形。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型可以直接對路橋結(jié)構(gòu)面層進(jìn)行現(xiàn)場操作， 有利于道路施工現(xiàn)場使用；此外，本實(shí)用新型采用位移傳感器來測量位移大 小，測試精度高；采用液壓千斤頂驅(qū)動的方式，體積小、方便攜帶。


圖1為本實(shí)用新型剪切儀第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理示意圖； 圖2為本實(shí)用新型剪切儀第二實(shí)施例中底筒的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案、及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下參照附 圖并舉實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明。
圖1為本實(shí)用新型剪切儀第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理示意圖，參見圖1,所 述剪切儀包括
外筒1，下端開口的筒形；
內(nèi)筒2,兩端開口的筒形，內(nèi)筒2的高度低于外筒1，內(nèi)筒2的直徑小 于外筒1的直徑，位于外筒1內(nèi)部，內(nèi)筒2的外壁通過液壓千斤頂9與外筒 1的內(nèi)壁相連；
上述筒形的橫截面可以為圓形、正方形或至少三邊以上的多邊形； 為了方便安裝千斤頂9，內(nèi)筒2與外筒1可以偏心布置； 液壓千斤頂9，水平放置于外筒1和內(nèi)筒2之間，液壓千斤頂9包括底座和伸縮桿，底座通過螺釘與內(nèi)筒2的外壁相連接，伸縮桿通過螺釘與外筒 1的內(nèi)壁相連接，伸縮桿的運(yùn)動方向與內(nèi)筒2的中軸線相垂直； 螺釘數(shù)目可以根據(jù)需要選定；
液壓泵4，至少包括壓力傳感器和過載保護(hù)裝置，用于驅(qū)動液壓千斤頂 9，通過油路與液壓千斤頂9相連接，壓力傳感器用于測量提供給液壓千斤 頂9的壓力數(shù)值，過載保護(hù)裝置用于當(dāng)液壓泵4提供給液壓千斤頂9的壓力 過載時(shí)停止液壓泵4為液壓千斤頂9提供壓力；
這里的液壓泵4可以為電動液壓泵、手動液壓泵或腳踏液壓泵；如果液 壓泵4本身不包含壓力傳感器，可以為液壓泵4另外安裝一個(gè)壓力傳感器， 關(guān)于如何為液壓泵4安裝一個(gè)壓力傳感器屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員的慣用技術(shù) 手段，這里不再贅述；
位移傳感器6，用于測量內(nèi)筒2相對于外筒l在液壓千斤頂9的伸縮桿 運(yùn)動方向上的位移大小，包括殼體和指針，殼體固定于內(nèi)筒2的筒壁上方， 比如利用安裝支架5，指針與外筒1的內(nèi)壁相接觸，且其放置方向與液壓千 斤頂9的伸縮桿運(yùn)動方向平行；
位移傳感器6的殼體中具有彈簧結(jié)構(gòu)，使得指針與外筒1的內(nèi)壁在任何 情況下都不脫離，這樣能保證準(zhǔn)確測量內(nèi)筒2的位移大小。
數(shù)據(jù)存儲裝置8，用于分別接收位移傳感器6輸出的位移大小和液壓泵 4中的壓力傳感器輸出的壓力數(shù)值，并分別將位移大小和壓力數(shù)值轉(zhuǎn)換成數(shù) 字信號保存，數(shù)據(jù)存儲裝置通過數(shù)據(jù)線分別與位移傳感器6和液壓泵4中的 壓力傳感器相連，并且具有RS232和通用串行總線(USB)等多種可以與計(jì) 算機(jī)通信的接口。
這里的數(shù)據(jù)存儲裝置8可以為具有存儲器和數(shù)據(jù)采集卡的儀器盒或帶 有模擬/數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換功能的單片機(jī)。關(guān)于上述儀器盒和單片機(jī)如何采集 和存儲數(shù)據(jù)屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員的慣用技術(shù)手段，這里不再贅述。
為了能在現(xiàn)場進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和圖表顯示，本實(shí)用新型剪切儀還包括 計(jì)算機(jī)7，用于接收數(shù)據(jù)存儲裝置8發(fā)送的數(shù)字信號，分析該數(shù)字信號并在顯示屏上顯示剪切位移隨時(shí)間變化圖、壓力位移隨時(shí)間變化圖及剪切位 移與壓力圖，最大壓力值，并計(jì)算得到路橋結(jié)構(gòu)面層間抗剪強(qiáng)度值，計(jì)算機(jī)
7可以通過比如，USB接口，與數(shù)據(jù)存儲裝置8相連接。關(guān)于計(jì)算機(jī)如何處 理接收到的數(shù)字信號是本領(lǐng)域技術(shù)人員的慣用技術(shù)手段，這里不再贅述。
為了測試結(jié)束后，液壓千斤頂9能夠自動復(fù)位，本實(shí)用新型剪切儀還包 括板壓簧3，用于在剪切完成后推動內(nèi)筒2使液壓千斤頂9復(fù)位，位于外 筒1和內(nèi)筒2之間與液壓千斤頂9相對的一側(cè)，并通過螺釘連接在內(nèi)筒2的 外壁上，正常狀態(tài)下(即剪切儀不工作的狀態(tài)下)簧片抵住外筒1的內(nèi)壁。
圖2為本實(shí)用新型剪切儀第二實(shí)施例中底筒的結(jié)構(gòu)示意圖，參見圖2， 為了能夠在路橋現(xiàn)場缺少取心機(jī)的情況下進(jìn)行路橋結(jié)構(gòu)面層間抗剪強(qiáng)度的 測試，本實(shí)用新型還包括底筒10,上端開口的筒形，直徑與內(nèi)筒2的內(nèi) 徑相同，外壁與內(nèi)筒2的內(nèi)壁相接觸，比如利用過度配合，底面與外筒1下 端開口處于同一水平面上，筒壁高度小于內(nèi)筒2的筒壁高度，可以為零值；
為了簡便起見，在路橋現(xiàn)場缺少取心機(jī)的情況下，可以將兩端開口的內(nèi) 筒2直接替換成上端開口的內(nèi)筒2,底面與外筒1下端開口處于同一水平面 上，同樣可以完成第二實(shí)施例中對路橋結(jié)構(gòu)面層間抗剪強(qiáng)度的測試。
上述筒形的橫截面可以為圓形、正方形或至少三邊以上的多邊形。
本實(shí)用新型剪切儀第 一 實(shí)施例的工作原理如下
例如，當(dāng)外筒1為外徑200毫米的圓筒形，內(nèi)筒2為內(nèi)徑100毫米的圓 筒形時(shí)，首先，用取心機(jī)在被檢測路橋表面上鉆出外徑200毫米和內(nèi)徑100 毫米的兩個(gè)圓，挖出兩圓之間的環(huán)狀部分，內(nèi)徑100毫米部分即為試樣，試 樣的高度大于液壓千斤頂9的伸縮桿到路橋結(jié)構(gòu)基層表面的距離；將剪切儀 放置在試樣上，使得內(nèi)筒2的內(nèi)壁包裹住100毫米的試樣，外筒l的外壁接 觸外徑200毫米孔的內(nèi)壁，外筒1的下端開口接觸路橋結(jié)構(gòu)基層表面。然后， 啟動電動液壓泵4，驅(qū)動液壓千斤頂9推動包裹著試樣的內(nèi)筒2沿液壓千斤 頂9的伸縮桿運(yùn)動方向?qū)υ嚇舆M(jìn)行剪切，同時(shí)位移傳感器6和電動液壓泵4 的壓力傳感器分別測量內(nèi)筒2相對于外筒l在液壓千斤頂9的伸縮桿運(yùn)動方向上的位移大小和提供給液壓千斤頂9的壓力數(shù)值并輸出給帶有存儲器和 數(shù)據(jù)采集卡的儀器盒8保存；液壓千斤頂9產(chǎn)生的推力不斷增加，直至將試 樣底層與路橋結(jié)構(gòu)基層錯開，當(dāng)液壓千斤頂9達(dá)到自身的最大量程，比如 10毫米，時(shí)停止運(yùn)動；當(dāng)電動液壓泵4提供的壓力達(dá)到自保護(hù)設(shè)定值時(shí)， 比如2兆帕，則電動液壓泵4中的過載保護(hù)裝置停止電動液壓泵4給液壓千 斤頂9提供壓力；這時(shí)板壓簧3推動內(nèi)筒2，使千斤頂9復(fù)位。計(jì)算機(jī)7對 從帶有存儲器和數(shù)據(jù)釆集卡的儀器盒8接收的數(shù)字信號進(jìn)行分析并實(shí)時(shí)顯 示剪切位移隨時(shí)間變化圖、壓力位移隨時(shí)間變化圖及剪切位移與壓力變化 圖、最大壓力值，并計(jì)算得到路橋結(jié)構(gòu)面層間抗剪強(qiáng)度值。 本實(shí)用新型剪切儀第二實(shí)施例的工作原理如下
例如，當(dāng)內(nèi)筒2為內(nèi)徑100毫米的圓筒形，底筒10為直徑100毫米的 圓筒形時(shí)，首先，在被檢測路橋表面上選取直徑100毫米的試樣；將剪切儀 放置在試樣上，使得底筒10的底面與試樣的上表面粘接在一起，比如使用 環(huán)氧樹脂，外筒1被固定在該路橋表面上，比如，使用人力、固定機(jī)械或其 他方式。然后，啟動電動液壓泵4，驅(qū)動液壓千斤頂9推動包裹著試樣的內(nèi) 筒2沿液壓千斤頂9的伸縮桿運(yùn)動方向?qū)υ嚇舆M(jìn)行剪切，同時(shí)位移傳感器6 和電動液壓泵4的壓力傳感器分別測量內(nèi)筒2相對于外筒1在液壓千斤頂9 的伸縮桿運(yùn)動方向上的位移大小和提供給液壓千斤頂9的壓力數(shù)值并輸出 給帶有存儲器和數(shù)據(jù)采集卡的儀器盒8保存；液壓千斤頂9產(chǎn)生的推力不斷 增加，直至將試樣底層與路橋結(jié)構(gòu)基層錯開，當(dāng)液壓千斤頂9達(dá)到自身的最 大量程，比如10毫米，時(shí)停止運(yùn)動；當(dāng)電動液壓泵4提供的壓力達(dá)到自保 護(hù)設(shè)定值時(shí)，比如2兆帕，則電動液壓泵4中的過栽保護(hù)裝置停止電動液壓 泵4給液壓千斤頂9提供壓力；這時(shí)板壓簧3推動內(nèi)筒2，使千斤頂9復(fù)位。 計(jì)算機(jī)7對從帶有存儲器和數(shù)據(jù)采集卡的儀器盒8接收的數(shù)字信號進(jìn)行分析 并實(shí)時(shí)顯示剪切位移隨時(shí)間變化圖、壓力位移隨時(shí)間變化圖及剪切位移與壓 力變化圖、最大壓力值，并計(jì)算得到路橋結(jié)構(gòu)面層間抗剪強(qiáng)度值。
以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替 換以及改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1. 一種路橋結(jié)構(gòu)層間剪切儀，其特征在于，包括下端開口的筒形外筒(1)；兩端開口的筒形內(nèi)筒(2)，位于外筒(1)內(nèi)部；液壓千斤頂(9)，包括底座和伸縮桿，水平放置于外筒(1)和內(nèi)筒(2)之間，底座通過螺釘與內(nèi)筒(2)的外壁相連接，伸縮桿通過螺釘與外筒(1)的內(nèi)壁相連接；液壓泵(4)，至少包括壓力傳感器和過載保護(hù)裝置，用于驅(qū)動液壓千斤頂(9)，通過油路與液壓千斤頂(9)相連接，壓力傳感器用于測量提供給液壓千斤頂(9)的壓力數(shù)值，過載保護(hù)裝置用于當(dāng)液壓泵(4)提供給液壓千斤頂(9)的壓力過載時(shí)停止液壓泵(4)為液壓千斤頂(9)提供壓力；位移傳感器(6)，包括殼體和指針，用于測量內(nèi)筒(2)相對于外筒(1)在液壓千斤頂(9)的伸縮桿運(yùn)動方向上的位移大小，殼體固定于內(nèi)筒(2)的筒壁上方，指針與外筒(1)的內(nèi)壁相接觸，放置方向與液壓千斤頂(9)的伸縮桿運(yùn)動方向平行；數(shù)據(jù)存儲裝置(8)，用于分別接收位移傳感器(6)輸出的位移大小和液壓泵(4)中的壓力傳感器輸出的壓力數(shù)值，并分別將位移大小和壓力數(shù)值轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號保存，通過數(shù)據(jù)線分別與位移傳感器(6)和液壓泵(4)中的壓力傳感器相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的剪切儀，其特征在于，所述剪切儀還包括 板壓簧(3)，用于在剪切完成后推動內(nèi)筒(2)使液壓千斤頂(9)復(fù)位， 位于外筒(1)和內(nèi)筒(2)之間與液壓千斤頂相對的一側(cè)，并通過螺釘連接 在內(nèi)筒(2)的外壁上，簧片抵住外筒(1)的內(nèi)壁。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的剪切儀，其特征在于，所述剪切儀還包括 計(jì)算機(jī)(7)，用于接收數(shù)據(jù)存儲裝置(8)發(fā)送的數(shù)字信號，分析該數(shù)字信 號得到剪切位移隨時(shí)間變化圖、壓力位移隨時(shí)間變化圖及剪切位移與壓 力圖，最大壓力值，并計(jì)算得到路橋結(jié)構(gòu)面層間抗剪強(qiáng)度值，通過通用數(shù)據(jù)總線USB接口與數(shù)據(jù)存儲裝置(8)相連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的剪切儀，其特征在于，所述剪切儀還包括 底筒(10)，上端開口的筒形，直徑與內(nèi)筒(2)的內(nèi)徑相同，外壁與內(nèi)筒(2)的內(nèi)壁相接觸，底面與外筒(1 )的下端開口處于同一水平面上，筒壁 高度小于內(nèi)筒(2)的筒壁高度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的剪切儀，其特征在于，所述 數(shù)據(jù)存儲裝置(8)為具有存儲器和數(shù)據(jù)采集卡的儀器盒或帶有模擬/數(shù)字 A/D轉(zhuǎn)換功能的單片機(jī)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的剪切儀，其特征在于，所述 液壓泵(4)為電動液壓泵、手動液壓泵或腳^"液壓泵。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的剪切儀，其特征在于，所述 筒形的橫截面為圓形、正方形或至少三邊以上的多邊形。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種路橋結(jié)構(gòu)層間剪切儀，包括下端開口的筒形外筒；兩端開口的圓筒形內(nèi)筒，位于外筒內(nèi)部；液壓千斤頂，包括底座和伸縮桿，底座通過螺釘與內(nèi)筒的外壁相連，伸縮桿通過螺釘與外筒的內(nèi)壁相連；包含壓力傳感器的液壓泵，用于驅(qū)動液壓千斤頂并測量提供給液壓千斤頂?shù)膲毫?，通過油路與液壓千斤頂相連；位移傳感器，包括殼體和指針，用于測量內(nèi)筒的位移大小，殼體固定于內(nèi)筒的筒壁上方，指針與外筒的內(nèi)壁相接觸，放置方向與液壓千斤頂?shù)纳炜s桿運(yùn)動方向平行；數(shù)據(jù)存儲裝置，用于將接收到的壓力數(shù)值和位移大小轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號保存。本實(shí)用新型可以直接對現(xiàn)場路橋結(jié)構(gòu)面層進(jìn)行操作，有利于道路施工現(xiàn)場使用。
文檔編號G01N19/04GK201298017SQ200820122739
公開日2009年8月26日 申請日期2008年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月25日
發(fā)明者景彥平 申請人:北京中交路星公路技術(shù)有限公司