[發明專利]道路界面特性測試裝置及方法

在審

• 申請號: 201810686390.0
• 申請日: 2018-06-28
• 公開（公告）號: CN109142155A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 葉陽升;蔡德鉤;包黎明;楊國濤;韓自力;張千里;陳鋒;樓梁偉;閆宏業;姚建平;董亮;李泰灃;石越峰;劉景宇;張新岡
• 申請（專利權）人: 中國鐵道科學研究院集團有限公司鐵道建筑研究所;中國鐵道科學研究院集團有限公司;中國鐵路總公司;北京鐵科特種工程技術開發公司
• 主分類號: G01N13/00
• 分類號: G01N13/00
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司 11280
• 代理人: 王勇;王博

本發明涉及一種道路界面特性測試裝置，用于測試路面各結構層之間的界面特性，所述路面的結構層至少包括設置在所述路面表面的第一結構層和設置在所述第一結構層之下的第二結構層，其特征在于，所述測試裝置包括，法向力加載單元，設置在所述第一結構層之上，并針對所述第一結構層施加與所述路面垂直的法向力；切向力加載單元，設置在靠近所述第一結構層和/或所述法向力加載單元的一側，并針對所述第一結構層和/或所述法向力加載單元施加與所述路面平行的切向力；采集單元，用于檢測所述法向力加載單元和所述切向力加載單元的施力，以及所述法向力加載單元和/或所述第一結構層發生的應變；以及計算單元，用于根據所述采集單元的采集數據分析獲得表示所述第一結構層與所述第二結構層的界面特性的界面特性參數。

技術領域

本發明涉及道路界面測試技術領域，特別涉及一種道路界面特性測試裝置及方法。

背景技術

隨著近年來交通工具的提速發展，對各種道路路面的平順性和耐久性要求也越來越高。道路的路面一般是由筑路材料鋪筑在道路路基上，直接承受荷載的層狀構造物，無論是用于高速鐵路的無砟軌道路面，還是用于一般道路的公路路面，都應有足夠的強度和良好的穩定性，以達到平整、密實和抗滑的要求。

通常情況下，在進行路面的鋪設之前，需要對構成路面各結構層之間的界面特性進行測試，例如各結構層之間的摩擦系數等，以便根據測試結果優化結構層的鋪設方案。現有技術中對于路面各結構層之間的界面特性測試大多是以科學實驗為目的進行的小規模室內測試，其目的大多是在理論上測試方案的可實時性，由于這種測試方式與實際的應用環境分離開來，不論是準確度還是實用性都相對較差。

因此，需要一種準確度高，實用性好的道路界面特性測試裝置及方法。

發明內容

本發明提供一種道路界面特性測試裝置，用于測試路面各結構層之間的界面特性，所述路面的結構層至少包括設置在所述路面表面的第一結構層和設置在所述第一結構層之下的第二結構層，所述測試裝置包括，

法向力加載單元，設置在所述第一結構層之上，并針對所述第一結構層施加與所述路面垂直的法向力；

切向力加載單元，設置在靠近所述第一結構層和/或所述法向力加載單元的一側，并針對所述第一結構層和/或所述法向力加載單元施加與所述路面平行的切向力；

采集單元，用于檢測所述法向力加載單元和所述切向力加載單元的施力，以及所述法向力加載單元和/或所述第一結構層發生的應變；以及

計算單元，用于根據所述采集單元的采集數據分析獲得表示所述第一結構層與所述第二結構層的界面特性的界面特性參數。

優選的，所述采集單元包括對應于所述法向力加載單元和所述切向力加載單元的測力計，以及設置在所述法向力加載單元上和/或所述第一結構層上的位移計。

優選的，所述計算單元獲得的界面特性參數是根據所述測力計檢測出的切向力和所述位移計檢測出的位移得到的位移-力關系曲線計算得出。

優選的，所述位移-力關系曲線的公式是：

s＝k·e^q·F

其中，s為所述位移計檢測出的位移大小，F為所述切向力大小，k和q是第一界面特性參數和第二界面特性參數，e為自然常數，其中通過測量得到的多組s和F擬合獲得k和q。

優選的，針對無砟軌道的路面結構層，所述法向力加載單元包括至少一個推板。

優選的，所述計算單元獲得的界面特性參數是根據所述測力計檢測出的法向力和切向力，并結合抗剪強度公式計算得出的界面粘聚力和內摩擦角，所述抗剪強度公式是：