[發(fā)明專利]一種半剛性基層材料動水沖刷試驗裝置及試驗方法

在審

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• 申請日: 2018-02-06
• 公開（公告）號: CN108225961A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發(fā)明（設計）人: 閆翔鵬;張先嶺;韋金城;王瑗;余四新;孫強;申全軍;韓文揚;韓燁;賈志超
• 申請（專利權）人: 山東省交通科學研究院
• 主分類號: G01N3/56
• 分類號: G01N3/56;G01N5/04
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 宋震

本發(fā)明屬于路面工程試驗設備技術領域，具體是一種半剛性基層材料動水沖刷試驗裝置及試驗方法，試驗裝置包括底座、沖刷筒、沖刷頭、驅動電機和傳動裝置；沖刷筒和驅動電機固定安裝在底座上，沖刷筒的側部設有海綿，沖刷筒的頂部設有頂蓋，頂蓋上設有排氣孔；傳動裝置包括偏心輪、第一連桿、第二連桿、第三連桿和立柱；沖刷頭位于沖刷筒中，沖刷頭上均布有多個連通孔，連通孔的軸向呈豎直方向。相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明能夠更加準確、全面的模擬半剛性基層受到動水沖刷的情況，提高試驗精度。

技術領域

本發(fā)明屬于路面工程試驗設備技術領域，具體是一種半剛性基層材料動水沖刷試驗裝置及試驗方法。

背景技術

我國氣候以熱帶、亞熱帶季風氣候為主，降水量充足，所以我國道路水損害現(xiàn)象普遍，道路水損害主要表現(xiàn)在，路面具有一定的孔隙和裂縫，自然環(huán)境中產生的水分會通過裂縫滲透到道路內部，車輛行駛在有水的道路上時，會對路面產生正壓力和負壓力，使路面內部產生動水壓力，導致路面受損，嚴重影響道路的使用性能。動水沖刷試驗用于模擬道路動水壓力，通過試驗結果評價道路材料的抗沖刷性能。CN104483257B公開了一種道路水泥混凝土動水沖刷試驗儀，包括沖刷筒、試件箍、活塞以及設在沖刷筒一側的動水循環(huán)通道，試驗時，通過活塞的上下往復移動模擬水流的沖刷，水通過動水循環(huán)通道在沖刷筒內的兩個腔體內循環(huán)。該試驗儀用于對道路水泥混凝土做動水沖刷試驗，但是并不適用于基層。基層位于面層以下，面層直接與輪胎接觸，而基層并不直接與輪胎接觸，基層所受到的動水壓力來自于面層的縫隙滲水產生的層間動水壓力和基層自身發(fā)展形成的縫隙所產生的內部動水壓力，層間動水壓力主要為豎直方向，而內部動水壓力隨著裂隙的發(fā)展而延伸同樣會對裂隙側向產生側向的壓力，如果采用上述試驗儀，存在以下缺點：（1）動水從沖刷筒的一側進入或流出，主要對試件的上表面產生側向的沖刷力，而層間動水壓力主要為豎直方向的壓力，因此上述試驗儀無法模擬基層受到層間動水壓力的情況，對試驗結果造成誤差；（2）無法模擬基層內部動水壓力產生側向壓力的情況。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種半剛性基層材料動水沖刷試驗裝置及試驗方法，能夠更加準確、全面的模擬半剛性基層受到動水沖刷的情況，提高試驗精度。

本發(fā)明所要解決的技術問題采用以下技術方案來實現(xiàn)：一種半剛性基層材料動水沖刷試驗裝置，包括底座、沖刷筒、沖刷頭、驅動電機和傳動裝置；所述沖刷筒和驅動電機固定安裝在底座上，所述沖刷筒的側部設有海綿，沖刷筒的頂部設有頂蓋，所述頂蓋上設有排氣孔；所述傳動裝置包括偏心輪、第一連桿、第二連桿、第三連桿和立柱，所述立柱固定在底座上，所述第二連桿鉸接于立柱上，所述驅動電機與偏心輪連接，所述第一連桿分別與偏心輪和第二連桿鉸接，偏心輪的轉動可通過第一連桿帶動第二連桿往復擺動，所述第三連桿的一端與第二連桿鉸接，第三連桿的另一端通過彈簧與沖刷頭連接；所述沖刷頭位于沖刷筒中，沖刷頭上均布有多個連通孔，所述連通孔的軸向呈豎直方向。

本發(fā)明的技術方案還有：所述連通孔為大徑在下的錐形孔。在行車荷載作用下，路面產生了裂縫，隨著荷載作用次數(shù)的增加裂縫不斷發(fā)展，根據(jù)力學原理，裂縫會在路面面層與基層交界面處擴大，從而使得面層與基層交界處的裂縫末端形成“倒漏斗”狀，從而使得在以后的使用當中產生“掏空”現(xiàn)象，而當面層受到車輪過后的負壓力時，由于上述現(xiàn)象的存在使得面層對基層的真空抽吸作用增強，嚴重影響了基層的使用性能。為了更加真實的模擬基層受力情況，采用本技術方案。當沖刷頭向上運動時，這一設計不僅能夠使得沖刷頭下面真空區(qū)域增加，也會由于上面孔徑變小使得沖刷頭上面形成水膜，從而增強在試驗過程中的抽吸強度，帶動沖刷筒中的水向上運動。而在沖刷頭向下運動時這種設計能夠增加推力，保證在實驗過程中水能夠從沖刷頭中流出，為水流提供一個緩沖區(qū)域，減少水流從沖刷頭側面析出，增加試驗模擬的精確性。

本發(fā)明的技術方案還有：所述沖刷筒的底部設有橡膠圈，用于卡住試件，防止試件在試驗時移動。

本發(fā)明的技術方案還有：所述沖刷筒的底部設有排水閥。