贯入试验用多尺寸压头的制作方法

1.本实用新型属于集料和沥青混合料试验装置，尤其涉及一种贯入试验用多尺寸压头。


背景技术：

2.沥青混合料作为一种典型的粘弹性材料，其力学性质会随温度变化表现出粘弹性变化，在夏季高温环境中，若混合料高温稳定性不足，沥青路面极易在行车荷载的反复作用下出现车辙、拥包等病害，不仅影响道路行车舒适性，还会产生一定的安全隐患。因此，正确有效的评价沥青混合料高温稳定性，对设计高温性能优良的沥青路面有重要作用。
3.现行规范《公路沥青路面设计规范》(jtg d50-2017)中规定，对于沥青结合料类材料，应通过该规范中的单轴贯入试验方法测定其抗剪强度，来评价沥青混合料高温性能。该规范指出，对直径为150mm和100mm的混合料试件，应分别采用直径为42mm和28.5mm的压头进行沥青混合料单轴贯入试验。
4.另一方面，由于现行规范《公路沥青路面设计规范》(jtg d50-2017)中仅规定了沥青混合料级配上下限，而并无具体级配设计方法。为设计出高温性能较佳的骨架密实型级配，有研究者提出粗集料贯入试验来评价粗集料所构成骨架的强度，以该指标来反映粗集料组成的力学特性。在粗集料贯入试验过程中，为避免出现尺寸效应，需要根据容量筒规格和粗集料最大公称粒径来对贯入压头尺寸进行选择，这就要求试验前需配备多种不同尺寸规格压头。
5.综上所述，沥青混合料单轴贯入试验和粗集料贯入试验均要求在试验前配备不同尺寸压头，这就导致在实际试验操作中试验人员需要准备多个不同尺寸压头，不仅增加了生产成本，而且根据试验条件更换压头也降低了试验效率。


技术实现要素：

6.本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、设计合理、使用方便高效的贯入试验用多尺寸压头，以便于贯入试验时根据要求对压头尺寸进行快速变换。
7.为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：
8.一种贯入试验用多尺寸压头，主要由压头外壁和压头部分构成；压头外壁为上端有顶下端开口的大圆筒，大圆筒的顶面设有连接头；压头部分包括实心圆柱体和紧密层叠嵌套在实心圆柱体外并与其同轴的多个环形圆筒，实心圆柱体、环形圆筒及压头外壁内深等长；环形圆筒是上下端均为环形端面的中空厚壁圆柱形构件；实心圆柱体两侧上下各设置一个插销孔，环形圆筒的相应位置也设置有插销孔，压头外壁两侧下部设置有对应插销口。
9.连接头四周有四个插孔。
10.层叠嵌套在实心圆柱体外并与其同轴的多个环形圆筒的筒壁厚度相同、内径从内到外渐大。
11.实心圆柱体和环形圆筒置于压头外壁内，三者的插销孔、插销口通过插销连接。
12.针对目前贯入试验中压头存在的问题，发明人设计并制作了一种贯入试验用多尺寸压头，主要由压头外壁和压头部分构成；压头外壁为上端有顶下端开口的大圆筒；压头部分包括实心圆柱体和紧密层叠嵌套在实心圆柱体外并与其同轴的多个环形圆筒。本实用新型通过在实心圆柱体、环形圆筒和压头外壁上设置对应插销孔/插销口，试验中可变化插销的固定位置，控制环形圆筒与实心圆柱体的收放过程，调整下落的环形圆筒数量以实现压头尺寸的变化。因此，使用本实用新型进行集料、沥青混合料贯入试验时，操作简单，能满足不同试验要求，对提高试验效率、降低试验成本具有积极意义。
附图说明
13.图1是本实用新型贯入试验用多尺寸压头的整体(收缩待用状态)结构示意图。
14.图2是图1中贯入试验用多尺寸压头的俯视示意图。
15.图3是本实用新型贯入试验用多尺寸压头的整体(伸出使用状态)结构示意图。
16.图4是图3中贯入试验用多尺寸压头的侧视示意图。
17.图中：1.连接头，2.插销，3.环形圆筒，4.实心圆柱体，5.插销孔，6.插孔，7.压头外壁，8.插销口。
具体实施方式
18.一、贯入试验用多尺寸压头的基本结构
19.如图所示，本实用新型的贯入试验用多尺寸压头，主要由压头外壁7和压头部分构成，压头外壁为上端有顶下端开口的大圆筒，大圆筒的顶面设有连接头1(压头外壁与连接头为一体化设计)，连接头四周有四个插孔6，可与万能试验机相连接。其中，
20.压头部分包括实心圆柱体4和紧密层叠嵌套在实心圆柱体外并与其同轴的三个环形圆筒3，实心圆柱体、环形圆筒及压头外壁内深等长；环形圆筒是上下端均为环形端面的中空厚壁圆柱形构件；实心圆柱体两侧上下各设置一个插销孔5，环形圆筒的相应位置也设置有插销孔5，压头外壁两侧下部设置有对应插销口8。实心圆柱体和环形圆筒置于压头外壁内，三者的插销孔、插销口通过插销连接从而实现压头外壁与压头部分连接固定。层叠嵌套在实心圆柱体外并与其同轴的三个环形圆筒的筒壁厚度相同、内径从内到外渐大。二、贯入试验用多尺寸压头的使用方法
21.1、拔出插销，先使实心圆柱体依靠本身重力露出，然后根据试验要求选择合适数量的环形圆筒，并同样使其依靠重力下落露出，此次试验选择最内层(第一层)环形圆筒。
22.2、控制实心圆柱体和最内层环形圆筒的露出高度，使实心圆柱体和最内层环形圆筒上方插销孔与压头外壁上的插销口位于同一水平线，然后将插销由插销口插入实心圆柱体和环形圆筒上的插销孔。
23.3、进行集料或沥青混合料贯入试验，试验结束后拔出插销，将所选环形圆筒和实心圆柱体推回原始位置，当环形圆筒和实心圆柱体下方插销孔与压头外壁上的插销口处于同一水平位置后，将插销由插销口插入环形圆筒和实心圆柱体下方的插销孔，完成装置的回收组装过程。
24.类似地，如果需要压头尺寸较大，可同时选择实心圆柱体 第一层环形圆筒 第二
层环形圆筒；或者如果需要压头尺寸更大，可同时选择实心圆柱体 第一层环形圆筒 第二层环形圆筒 第三层环形圆筒，其他操作基本同上。


技术特征：
1.一种贯入试验用多尺寸压头，其特征在于主要由压头外壁和压头部分构成；所述压头外壁为上端有顶下端开口的大圆筒，大圆筒的顶面设有连接头；所述压头部分包括实心圆柱体和紧密层叠嵌套在实心圆柱体外并与其同轴的多个环形圆筒，实心圆柱体、环形圆筒及压头外壁内深等长；所述环形圆筒是上下端均为环形端面的中空厚壁圆柱形构件；所述实心圆柱体两侧上下各设置一个插销孔，环形圆筒的相应位置也设置有插销孔，压头外壁两侧下部设置有对应插销口。2.根据权利要求1所述的贯入试验用多尺寸压头，其特征在于：所述连接头四周有四个插孔。3.根据权利要求1所述的贯入试验用多尺寸压头，其特征在于：所述层叠嵌套在实心圆柱体外并与其同轴的多个环形圆筒的筒壁厚度相同、内径从内到外渐大。4.根据权利要求1所述的贯入试验用多尺寸压头，其特征在于：所述实心圆柱体和环形圆筒置于压头外壁内，三者的插销孔、插销口通过插销连接。

技术总结
本实用新型公开了一种贯入试验用多尺寸压头，主要由压头外壁和压头部分构成；压头外壁为上端有顶下端开口的大圆筒；压头部分包括实心圆柱体和紧密层叠嵌套在实心圆柱体外并与其同轴的多个环形圆筒。本实用新型通过在实心圆柱体、环形圆筒和压头外壁上设置对应插销孔/插销口，试验中可变化插销的固定位置，控制环形圆筒与实心圆柱体的收放过程，调整下落的环形圆筒数量以实现压头尺寸的变化。因此，使用本实用新型进行集料、沥青混合料贯入试验时，操作简单，能满足不同试验要求，对提高试验效率、降低试验成本具有积极意义。降低试验成本具有积极意义。降低试验成本具有积极意义。


技术研发人员：龚文剑 韦畅明 朱皓 陈祎憧 侯剑楠 刘斌清 熊奎元 潘昊宇 张大斌 戴露 邵鹏坤 曾俐豪 钟诚 石希信 苏天德 邹龙厚 陈德源 谢文怡 李侑军
受保护的技术使用者：广西交科集团有限公司
技术研发日：2021.06.10
技术公布日：2022/2/7