[發(fā)明專利]一種瀝青混合料動水壓力環(huán)境養(yǎng)生系統(tǒng)及試驗方法

在審

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• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN107748134A
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王文濤;汪林兵;郭猛
• 申請（專利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類號: G01N19/00
• 分類號: G01N19/00
• 代理公司: 北京市廣友專利事務(wù)所有限責(zé)任公司11237
• 代理人: 張仲波

1.一種瀝青混合料動水壓力環(huán)境養(yǎng)生系統(tǒng)，其特征在于由電動機(jī)、動水壓力環(huán)境養(yǎng)生裝置和控溫水浴裝置三部分組成，包括系統(tǒng)框架、曲軸、轉(zhuǎn)動軸、連桿活塞組、正反牙絲桿、活塞、密封圈、氣閥、車輪部件、上閥門、密封門、三通水閥、總閥門、下閥門、水泵、進(jìn)水管、上水壓表、墊高套筒、彈簧、下水壓表、控溫水浴裝置、水浴進(jìn)水口、支撐架、水浴出水口、電加熱絲；電動機(jī)固定于系統(tǒng)框架上層，對應(yīng)轉(zhuǎn)動軸固定于系統(tǒng)框架的側(cè)壁上部；瀝青混合料動水壓力環(huán)境養(yǎng)生裝置通過螺栓固定于系統(tǒng)框架中層，活塞上下移動帶動其內(nèi)車輪部件在瀝青混合料試件頂部來回碾壓，從而實現(xiàn)荷載的真正引入；控溫水浴裝置放置于系統(tǒng)框架底層，通過水泵對動水壓力環(huán)境養(yǎng)生裝置提供溫水，控溫水浴裝置內(nèi)部設(shè)有電熱絲。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種瀝青混合料動水壓力環(huán)境養(yǎng)生系統(tǒng)，其特征在于電動機(jī)運轉(zhuǎn)時帶動轉(zhuǎn)動軸旋轉(zhuǎn)，通過曲軸沿豎直方向轉(zhuǎn)動來驅(qū)使連桿活塞組沿豎直方向直線運動，實現(xiàn)將水平方向的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為豎直方向的直線運動，從而為動水壓力環(huán)境養(yǎng)生裝置的活塞上下往復(fù)運動提供動力。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種瀝青混合料動水壓力環(huán)境養(yǎng)生系統(tǒng)，其特征在于所述活塞通過正反牙絲桿與連桿活塞組相連接，通過變頻器對電動機(jī)進(jìn)行無級變速調(diào)控來實現(xiàn)活塞加載頻率調(diào)節(jié)，通過擰緊或放松正反牙絲桿來對活塞的加載行程進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)不同軸載、不同行駛速度車輛對瀝青路面的動水壓力作用過程模擬，并可進(jìn)一步模擬車輛超速、超載現(xiàn)象。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種瀝青混合料動水壓力環(huán)境養(yǎng)生系統(tǒng)，其特征在于所述水泵固定于系統(tǒng)框架的側(cè)壁中下部，能實現(xiàn)將底層控溫水浴中的有溫水由下閥門處進(jìn)水口注入到中層動水壓力環(huán)境養(yǎng)生裝置內(nèi)，由下至上注水的同時將裝置內(nèi)的空氣通過活塞處的氣閥排出，同時，通過控制三通水閥處的總閥門、上閥門和下閥門可實現(xiàn)不同模式的動水壓力環(huán)境養(yǎng)生過程。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種瀝青混合料動水壓力環(huán)境養(yǎng)生系統(tǒng)，其特征在于動水壓力環(huán)境養(yǎng)生裝置中間位置設(shè)置密封門，對其打開、關(guān)閉的操作實現(xiàn)瀝青混合料試件的更換，配合不同墊高套筒和彈簧適用于不同尺寸瀝青混合料試件，從而實現(xiàn)試驗操作的簡化。

6.一種采用如權(quán)利要求1所述瀝青混合料動水壓力環(huán)境養(yǎng)生系統(tǒng)進(jìn)行瀝青混合料試件動水壓力環(huán)境養(yǎng)生試驗的方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)通過密封門依次向動水壓力環(huán)境養(yǎng)生裝置放入彈簧、墊高套筒和提前在水浴中養(yǎng)生至試驗溫度且用乳膠膜包裹四周的瀝青混合料試件，關(guān)閉并固定緊密封門，同時將后續(xù)試驗所需瀝青混合料試件放置于控溫水浴裝置中提前進(jìn)行浸泡養(yǎng)生；

(2)打開水泵電源開關(guān)，將控溫水浴裝置中的試驗溫度水通過進(jìn)水管和三通水閥經(jīng)由下閥門向動水壓力環(huán)境養(yǎng)生裝置自下而上進(jìn)行注水，動水壓力環(huán)境養(yǎng)生裝置內(nèi)的空氣會通過活塞處的氣閥排出，當(dāng)氣閥有水溢出時說明動水壓力環(huán)境養(yǎng)生裝置已初步注滿水，此時關(guān)閉氣閥；

(3)保持水泵繼續(xù)通電工作，打開電動機(jī)并通過變頻器調(diào)控慢速轉(zhuǎn)動，驅(qū)使動水壓力環(huán)境養(yǎng)生裝置的活塞上下緩慢運動，隨后關(guān)閉電動機(jī)，打開氣閥直至有水溢出，依次關(guān)閉氣閥、三通水閥處的總閥門和水泵，完成裝置的二次排氣過程并準(zhǔn)備開始試驗；

(4)通過變頻器對電動機(jī)進(jìn)行無級調(diào)速以及正反牙絲桿對連桿活塞組和動水壓力環(huán)境養(yǎng)生裝置活塞間隔調(diào)控來分別控制動水壓力環(huán)境養(yǎng)生裝置活塞上下往復(fù)運動的加載頻率和行程參數(shù)；通過控制三通水閥處的總閥門、上閥門和下閥門的開關(guān)順序，實現(xiàn)不同模式的動水壓力環(huán)境養(yǎng)生過程；活塞的上下往復(fù)運動帶動車輪部件在瀝青混合料試件頂面來回進(jìn)行碾壓，從而實現(xiàn)水、溫度、荷載多因素耦合的動水壓力作用環(huán)境養(yǎng)生。

7.如權(quán)利要求6所述瀝青混合料試件動水壓力環(huán)境養(yǎng)生試驗的方法，其特征在于步驟(1)的瀝青混合料試件尺寸為直徑101.6mm、高度63.5mm的馬歇爾試件，或直徑100mm、高度100mm的旋轉(zhuǎn)壓實成型試件，或從直徑150mm、高度170mm旋轉(zhuǎn)壓實成型試件鉆芯并切割的直徑100mm、高度150mm芯樣試件，或從車轍試件切割的長度250mm、寬度30mm、高度35mm的棱柱體小梁試件，或從實際瀝青路面鉆取的芯樣試件，其中墊高套筒與待測試件尺寸相匹配選用。