[實用新型]一種輪碾式路面水泥混凝土板動水沖刷試驗裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520628583.2
• 申請日: 2015-08-19
• 公開（公告）號: CN204882282U
• 公開（公告）日: 2015-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 申愛琴;何天欽;郭寅川;張家龍;張明虎
• 申請（專利權(quán)）人: 長安大學(xué)
• 主分類號: G01N3/56
• 分類號: G01N3/56
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

【技術(shù)領(lǐng)域】

本實用新型涉及道路工程中的沖刷試驗領(lǐng)域，具體涉及一種輪碾式路面水泥混凝土板動水沖刷試驗裝置。

【背景技術(shù)】

水泥路面直接暴露于自然環(huán)境中，在降雨天或路表面有積水時，高速行駛的車輛經(jīng)過被水膜覆蓋的路面，汽車輪胎將對路面產(chǎn)生一種水力沖刷現(xiàn)象。同時，由于水泥路面設(shè)置有接縫，雨水通過縫隙侵入路面板底，使水分聚積在面板底面與基層頂面之間時，并形成自由水。在行駛車輛荷載作用下將產(chǎn)生很高的動水壓力，反復(fù)沖刷水泥混凝土。

大量工程實踐表明，很多水泥混凝土路面損壞都是由于有壓水流的沖刷造成的，道路材料抗沖刷性能不足是加速路面破壞的重要因素之一。水泥路面的動水沖刷主要包括兩種：板底沖刷和板頂沖刷。板頂沖刷主要是輪胎正前方的水被擠壓而在水泥混凝土路面表面產(chǎn)生動水壓力，同時輪胎通過后在輪胎后方又產(chǎn)生真空負壓，將路面表面空隙中的水吸出，這種擠入和吸出的反復(fù)循環(huán)形成了路面表面的沖刷作用。當路面水泥混凝土的抗沖刷能力不足或者動水壓力過大時，會使得路面表面出現(xiàn)大量的小坑洞，進而影響水泥混凝土路面的強度和實用性能，嚴重時甚至?xí)斐山煌ò踩珕栴}。板底沖刷主要是由于水泥混凝土路面設(shè)有切割縫，水流在車輛荷載作用下被擠進切割縫聚積在混凝土板的板底，進而形成板底的沖刷。板底沖刷不僅會造成混凝土溶蝕、剝落等損傷，同時動水壓力對混凝土中的裂縫產(chǎn)生劈裂作用，加劇裂縫的擴展造成路面產(chǎn)生斷板等病害，嚴重影響路面的使用性能。

目前，已有的道路材料沖刷試驗裝置主要有旋轉(zhuǎn)刷、振動臺、沖刷試驗裝置、高壓水流或泵吸水流沖刷試驗裝置等，這些裝置都用于基層材料的沖刷試驗，其沖刷機理與路面混凝土的沖刷機理不一致，并不能用于路面混凝土的抗動水沖刷試驗。目前還沒有測試道路水泥混凝土路面抗動水沖刷的試驗裝置，這嚴重制約了在路面水泥混凝土抗動水沖刷方面的研究進展。因此設(shè)計開發(fā)一種能夠同時模擬混凝土路面板底和板頂沖刷的試驗裝置十分有必要。

【實用新型內(nèi)容】

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種輪碾式路面水泥混凝土板動水沖刷試驗裝置，能夠模擬行駛車輛引起的動水壓力對水泥混凝土路面板頂和板底的沖刷作用。

為了達到上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案：

包括水箱，水箱的底部凹凸不平，且在水箱底部上至少能夠固定放置兩塊試件，相鄰的試件之間留有豎直的接縫；水箱內(nèi)設(shè)置有用于壓緊試件上表面的試驗輪，試驗輪上安裝有配重；試驗輪通過用于帶動試驗輪在試件上做直線往返運動的凸輪機構(gòu)連接動力裝置。

進一步地，水箱的底部設(shè)置有橡膠板，橡膠板的上表面設(shè)置有凸起和積水槽。

進一步地，水箱內(nèi)設(shè)置有用于夾緊試件的固定板，固定板與螺柱一端固定相連，螺柱的另一端延伸至水箱外部且安裝螺栓；固定板與試件之間填充有用于密封的環(huán)氧樹脂。

進一步地，水箱的內(nèi)表面設(shè)置保溫層。

進一步地，水箱上設(shè)置有注水閥，且在試件放入后，注水閥的位置高于試件；水箱內(nèi)側(cè)面上設(shè)有水位線。

進一步地，接縫的寬度為3～5mm。

進一步地，動力裝置采用電機，電機的輸出軸上設(shè)置轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器且連接凸輪機構(gòu)。

進一步地，凸輪機構(gòu)包括與動力裝置連接的凸輪，凸輪通過曲柄與滑塊相鉸接，滑塊通過拉桿與試驗輪相連，滑塊與設(shè)置在水箱上的滑道配合相接。

進一步地，試驗輪通過連桿固定連接配重，拉桿連接在連桿上；配重包括若干個配重塊。

進一步地，試驗輪采用帶有輪胎花紋的橡膠試驗輪。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下有益的技術(shù)效果：

本實用新型通過設(shè)置底部凹凸不平的水箱，能夠放置試件，且試件與水箱底部之間能夠聚積大量水；通過設(shè)置接縫，使試件表面的水可以通過接縫流入試件底部；通過設(shè)置試驗輪和配重，便于對試件施加荷載；通過設(shè)置動力裝置和凸輪機構(gòu)，帶動試驗輪在試件上做直線往返運動，使試件表面的水和底部的水形成沖刷及泵吸作用，更真實的模擬路面在車輛荷載重復(fù)作用下動水壓力對混凝土面板板底和板頂?shù)膶嶋H沖刷，研究荷載與動水共同作用對路面混凝土的損傷。本實用新型結(jié)構(gòu)合理，操作簡單，控制靈活。

進一步地，本實用新型通過設(shè)置橡膠板，具有一定彈性，能夠更好地使試件底部的水形成沖刷和泵吸作用，模擬效果更好。

進一步地，本實用新型通過設(shè)置固定板和環(huán)氧樹脂，對試件進行固定，且對試件邊緣進行密封，便于模擬水從接縫中進出的過程。

進一步地，本實用新型通過設(shè)置保溫層，起到很好的保溫作用，保證試驗所需的溫度。