一种沥青混合料抗剪切强度现场检测设备技术领域
本发明涉及路面测量技术领域，特别涉及一种沥青混合料抗剪切
强度现场检测设备。
背景技术
随着国民经济的快速增长，我国的高等级公路建设发展迅速，迄
今为止，建成通车的高速公路总里程逾20000km，其中大部分为沥青
路面。但是，随着高速公路里程与日俱增，由于交通量和车辆荷载的
激增，超载车辆以及平均车速的提高，沥青路面的破坏出现了新的趋
势，给国家和社会造成了巨大的经济损失。
沥青混合料是一种典型的黏弹性材料，它的强度和劲度模量随着
温度的升高而降低。沥青路面出现的车辙、推移、拥包等病害，是在
温度和交通荷载共同作用下，沥青混合料的抗剪切能力不足所致。我
国高速公路的交通中，多轴次、重轴载、高轮压特征明显，普遍存在
超载现象，由此造成非均布荷载将在混凝土面内产生较大剪应力。在
此之前，沥青混合料在设计过程中并未考虑材料的抗剪切指标，这可
能是路面出现大面积损坏的根本原因。
目前，针对沥青混合料路面的剪切强度测量，一般采用单轴贯入
室内试验方法，即取得一个样品，然后通过压头加压进行测量，但是
这种测量方式中的样品受压时，处于无侧向约束的条件下，与路面实
际受力过程不同，测量不准确。
因此，如何提供一种沥青混合料抗剪切强度现场检测设备，以提
高测量准确性，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种沥青混合料抗剪切强度现场检测设备，
以提高测量准确性。
为解决上述技术问题，本发明提供如下方案：
一种沥青混合料抗剪切强度现场检测设备，包括反力架、压力装
置、压力传感器、位移传感器、压头、基准平面台和数据采集装置，
其中，所述压力装置与所述反力架连接，所述压力传感器同时与所述
压力装置和所述压头连接，所述位移传感器固定在所述压头上且与所
述基准平面台接触，所述数据采集装置收集所述压力传感器的压力信
号和所述位移传感器的位移信号。
优选的，上述压力装置为液压装置，所述压力装置包括液压缸，
所述液压缸垂直设置在所述反力架的底面上。
优选的，上述压力装置为手动控制。
优选的，上述位移传感器通过夹持装置固定在所述压头上。
优选的，上述压头的尺寸为Φ42mm×50mm或者Φ28.5mm×
50mm。
优选的，上述压头的材质为Q235不锈钢。
优选的，上述压头的洛氏硬度为10～30。
优选的，上述压头的下表面平整，其上表面通过螺纹与所述压力
传感器连接。
优选的，上述基准平面台与路面接触并固定，所述压头自所述基
准平面台的中心穿过。
上述本发明所提供的沥青混合料抗剪切强度现场检测设备，包括
反力架、压力装置、压力传感器、位移传感器、压头、基准平面台和
数据采集装置，其中，所述压力装置与所述反力架连接，所述压力传
感器同时与所述压力装置和所述压头连接，所述位移传感器固定在所
述压头上且与所述基准平面台接触，所述数据采集装置收集所述压力
传感器的压力信号和所述位移传感器的位移信号。使用时，通过将本
发明所提供的沥青混合料抗剪切强度现场检测设备固定在现场测量车
上，由现场测量车提供荷载，然后通过反力架和压力装置提供压力，
调整压头位置，使压头与测量点对正，然后通过压力传感器向压头施
加压力，压头压入路面并产生位移，位移传感器以基准面平台为基准
进行位移测量，同时数据采集装置收集所述压力传感器的压力信号和
所述位移传感器的位移信号并进行处理，绘制压力-变形图，当应力值
降为应力极值点的百分之九十时，测量停止，取破坏极值点强度作为
沥青混合料路面的抗剪切强度。本发明所提供的沥青混合料抗剪切强
度现场检测设备可以实现现场实地实时测量，在现场对路面剪切破坏，
受力状态为有侧限受力状态，与路面在高温下剪切受力的状态完全一
致，因此能够更真实、准确的反应路面的受力状态，测量结果价值更
高，提高了测量准确性。
附图说明
图1为本发明实施例所提供的沥青混合料抗剪切强度现场检测设
备的结构示意图。
上图1中：
反力架1、压力装置2、压力传感器3、位移传感器4、压头5、
基准面平台6、数据收集装置7。
具体实施方式
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合
附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1，图1为本发明实施例所提供的沥青混合料抗剪切强
度现场检测设备的结构示意图。
本发明实施例所提供的沥青混合料抗剪切强度现场检测设备，包
括反力架1、压力装置2、压力传感器3、位移传感器4、压头5、基
准平面台6和数据采集装置7，其中，压力装置2与反力架1连接，
压力传感器2同时与压力装置2和压头5连接，位移传感器4固定在
压头5上且与基准平面台6接触，数据采集装置7收集压力传感器3
的压力信号和位移传感器4的位移信号。使用时，通过将本发明实施
例所提供的沥青混合料抗剪切强度现场检测设备固定在现场测量车
上，由现场测量车提供荷载，然后通过反力架1和压力装置2提供压
力，调整压头5位置，使压头5与测量点对正，然后通过压力传感器
3向压头5施加压力，压头5压入路面并产生位移，位移传感器4以
基准面平台6为基准进行位移测量，同时数据采集装置7收集压力传
感器3的压力信号和位移传感器4的位移信号并进行处理，绘制压力-
变形图，当应力值降为应力极值点的百分之九十时，测量停止，取破
坏极值点强度作为沥青混合料路面的抗剪切强度。本发明实施例所提
供的沥青混合料抗剪切强度现场检测设备可以实现现场实地实时测
量，在现场对路面剪切破坏，受力状态为有侧限受力状态，与路面在
高温下剪切受力的状态完全一致，因此能够更真实、准确的反应路面
的受力状态，提高了测量准确性。
具体的，在使用时，将设备置于试验路面，并调整压头5位置，
使压头5与测量点对中。粗调反力架1位置，使其与现场测量车后保
险杠距离约为1mm，然后微调反力架1位置，使其与现场测量车保险
杠接触，直至接触压力读数接近0.05KN，接触压力不可超过0.05KN。
启动压力装置2加载，记录压力和位移，当应力值降为应力极值点的
百分之九十时，试验停止。取破坏极值点强度作为混合料的抗剪切强
度。
本发明实施例所提供的沥青混合料抗剪切强度现场检测设备可
与大型检测车配套使用，在现场检测路面抗剪切强度，试验条件与路
面的真实状况一致，试验结果的可以最真实地反映路面的性能，而且
携带方便，不用额外的温控箱、配重等配件即可进行试验，当然，也
可以加设配重配合使用，配重可以由现场测量车提供。
为了进一步优化上述方案，压力装置2为液压装置，压力装置2
包括液压缸，液压缸垂直设置在反力架1的底面上。结构紧凑，并且
可以更好的施加压力，并且可在现场提供6t-10t的试验荷载，路表温
度40℃-60℃时，压头5可贯入路面2cm-3cm，荷载的加载速率
1mm/min，与现有技术中的室内单轴贯入试验要求加载速率相同，可
以形成有效的对比。
为了进一步优化上述方案，压力装置2为手动控制，没有控制延
迟，控制精度高，控制方便。
为了进一步优化上述方案，位移传感器4通过夹持装置固定在压
头5上。方便更换，并且，可以根据实际情况调整位移传感器4的位
置。
为了进一步优化上述方案，压头5的尺寸为Φ42mm×50mm或者
Φ28.5mm×50mm，同时，压头5的材质可以采用Q235不锈钢，其洛
氏硬度可以为10～30，测量效果更好。
为了进一步优化上述方案，压头5的下表面平整，其上表面通过
螺纹与压力传感器3连接，方便压头5的更换，测量效果更好。
为了进一步优化上述方案，基准平面台6与路面接触并固定，压
头5自基准平面台6的中心穿过，提高测量精度。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应
当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理
的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也
落入本发明权利要求的保护范围内。