[發明專利]車轍試件溫度梯度仿真裝置

無效

• 申請號: 200910042874.2
• 申請日: 2009-03-17
• 公開（公告）號: CN101509854A
• 公開（公告）日: 2009-08-19
• 發明（設計）人: 關宏信;張起森;楊海榮;俞婷婷;劉剛義;朱璐;胡甜;廉強
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: G01N3/18
• 分類號: G01N3/18
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所
• 代理人: 鄧建輝

技術領域

本發明涉及一套試驗條件控制設備，特別是涉及一種用于公路工程瀝青混合料車轍試驗時控制試件內部的溫度分布以形成梯度的車轍試件溫度仿真裝置。

背景技術

在我國隨著公路交通量的增加，重載車輛的增多及渠化交通的形成，許多瀝青路面都不同程度產生了車轍，可以說車轍是道路破壞的主要形式之一。車轍試驗是一種模擬實際車輪荷載在路面上行走而形成車轍的工程試驗方法，目的是評價瀝青混合料在規定溫度條件下抵抗塑性流動變形的能力，這其中關鍵就在于車轍試驗條件與路面實際之間的區別有多大。實際路面內溫度沿路面深度的分布是高度非線性的，而目前采用標準車轍儀開展車轍試驗時，由于試驗設備的限制，只能一次試驗施加一個溫度，如60℃，以模擬路面高溫的情況，這時，整個車轍試驗板內所有點的溫度都與恒溫箱內溫度相同即60℃，這顯然與實際路面內溫度場分布不符，其試驗結果與實際路面抗車轍性能的相關性值得懷疑，特別是試件厚度比較大的時候，如對組合試件(兩層甚至三層試件)來說溫度梯度的影響愈加嚴重。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種能夠使試件內部形成沿厚度連續變化的溫度場的車轍試件溫度梯度仿真裝置。

為了解決上述技術問題，本發明提供的車轍試件溫度梯度仿真裝置，包括試模，在所述的試模的側壁設有一層隔溫材料，所述的隔溫材料設置在所述的試模的側壁與試件側壁之間，水槽的內底部設有眾多均勻排列且高度相同的支撐鋼筋，所述的水槽的四周側板高度高于所述的支撐鋼筋高度，所述的水槽的內腔長寬均大于所述的試模的長寬，所述的試模底部放置在所述的水槽內的支撐鋼筋上，所述的水槽一側連接有進水箱，另一側連接有出水箱，所述的進水箱設有溫度測量和控溫裝置。

所述的出水箱和所述的進水箱之間連接有水循環裝置。

采用上述技術方案的車轍試件溫度仿真裝置，由于車轍試件形狀為規則的立方體，本發明通過分別控制試件表面、側壁和底面的溫度來使試件內部形成溫度梯度。

車轍試件表面溫度控制方法：因為車轍試驗時試件必須置于車轍箱內，而車轍儀自身設有溫度控制系統，能夠使車轍箱內保持恒溫，而且溫度還可以任意設置，因此，本發明在試件表面不加處理，這樣就能夠保證表面溫度與車轍箱內溫度同步。

車轍試件側壁溫度控制方法：標準車轍試驗時試件放置在試模內，試模為鋼制的，因為鋼導熱性能好，當試模放置在車轍箱時，試件側壁很快就車轍箱環境溫度相同。本發明在試件側壁用隔熱材料與鋼模隔開，以保證鋼模的溫度不至于傳到試件側壁。

車轍試件底部溫度控制方法：車轍試驗是為了評價瀝青混合料或瀝青路面的高溫穩定性能，一般針對的是夏季高溫的路面實際情況，此時路表溫度高，往下則逐漸降低。為此，本發明采取循環水浴的方法降低試模底板的溫度，試模底板再降低試件底部的溫度。因此，本發明設計了一個水槽，將裝有試件的試模放置在水槽內，一方面可以保證試模底部有循環水流動，這樣就可以降低試模底部溫度并維持在設置的水平，另一方面又可以保證試模底部能夠正常承載。

綜上所述，本發明是一種能夠使試件內部形成沿厚度連續變化的溫度場且結構簡單、成本低廉、制造方便的車轍試件溫度梯度仿真裝置。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2是本發明的水槽三維圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步說明。

如圖1和圖2所示，在試模7的側壁設有一層隔溫材料4，試模7的頂部和底部沒有設置隔溫材料，水槽6的內底部設有眾多均勻排列且高度相同的支撐鋼筋5，水槽6的四周側板高度高于支撐鋼筋5高度，水槽6的內腔長寬均大于試模7的長寬，試模7底部放置在水槽6內的支撐鋼筋5上，水槽6一側連接有進水箱8，另一側連接有出水箱3，進水箱8設有溫度測量和控溫裝置1，出水箱3和進水箱8之間連接有水循環裝置2。

如圖1所示，在試模7的側壁與試件側壁之間加一層隔溫材料4后，將試模7放在水槽6內，水槽6一側進水，另一側出水，進水箱8設溫度測量和控溫裝置1，控制好溫度后的水從進水箱8流入水槽6，從試模7底下流過，再經出水口流入出水箱3，然后通過水循環裝置2將出水箱3的水抽到進水箱8，如此形成了循環水，而且循環水溫度可以按需要進行設置并保持恒定，這樣一定時間后經循環水冷卻的試模7的底板溫度就能夠降低并為此穩定。

如圖2所示，水槽6比試模7長，比試模7寬(試件是立方體，平面尺寸30cmx30cm，厚度可變4-20cm)，并且水槽6的底部焊接了眾多相同高度的支撐鋼筋5，這樣，試模7擱置在水槽6內，試模7底部能夠受到均勻支撐，而且因為支撐鋼筋5設置的密度較大，試模7的底板承載能力也得到了保證，同時，在循環水的浸泡下，試模7的底板溫度也能夠降低并得到控制；另外，水槽6四周側板比支撐鋼筋5高度還高，這樣就能夠保證循環水與試模7的底板充分接觸，提高降溫效率并保證試模7的底板溫度維持均勻。