[發(fā)明專利]一種用于模擬瀝青路面車轍形成過程的試驗(yàn)裝置及其試驗(yàn)方法

在審

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• 申請日: 2019-04-11
• 公開（公告）號: CN110044748A
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭學(xué)東;李濟(jì)鱸;李準(zhǔn);郭威;陳伍興;李穎松;林雪純
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: G01N3/42
• 分類號: G01N3/42;G01N1/28
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責(zé)任公司 22201
• 代理人: 姜姍姍

1.一種用于模擬瀝青路面車轍形成過程的試驗(yàn)裝置，其特征在于：包括環(huán)形料盤(1)、環(huán)形水浴槽(12)、包括底座(2)、輪架裝置(3)、配重裝置(4)、動力裝置(5)、傳動軸(6)、懸臂支架(7)、懸臂(10)、橡膠輪(11)和控制器，所述的環(huán)形料盤(21)放置在環(huán)形水浴槽(22)內(nèi)，環(huán)形水浴槽(22)上設(shè)置有加熱裝置(9)，環(huán)形水浴槽(22)固定連接在底座(2)上，動力裝置(5)通過位于環(huán)形料盤的圓心處的傳動軸(6)與懸臂支架(7)連接，懸臂(10)固定在懸臂支架(7)上，橡膠輪(11)安裝在輪架裝置(3)的豎向光軸(33)上，配重裝置(4)抵靠在豎向光軸(33)上，輪架裝置(3)通過套置在豎向光軸(3)上的直線軸承組件(34)與懸臂(10)連接，所述的動力裝置(5)和加熱裝置(9)均與控制器連接，所述的控制器與計算機(jī)連接。

2.如權(quán)利要求1所述的一種用于模擬瀝青路面車轍形成過程的試驗(yàn)裝置，其特征在于：所述的底座(2)包括框架(21)和固定在框架(21)底部的調(diào)平地腳(22)。所述的框架(21)與調(diào)平地腳(22)通過螺栓連接。

3.如權(quán)利要求1所述的一種用于模擬瀝青路面車轍形成過程的試驗(yàn)裝置，其特征在于：所述的環(huán)形料盤(1)底部、側(cè)壁與環(huán)形水浴槽(12)之間的空隙均布有條狀凸起，所述的凸起的高度為(1)cm。

4.如權(quán)利要求1所述的一種用于模擬瀝青路面車轍形成過程的試驗(yàn)裝置，其特征在于：所述的動力裝置(5)包括電機(jī)(51)和與電機(jī)通過法蘭連接的減速機(jī)(52)。所述的電機(jī)(51)為三相異步電機(jī)，與減速機(jī)(52)連接后帶動傳動軸(6)轉(zhuǎn)動，所述的控制器與動力裝置(5)中的電機(jī)(51)的控制端及位移傳感器的輸出端相連接，控制器接入外接電源。

5.如權(quán)利要求1所述的一種用于模擬瀝青路面車轍形成過程的試驗(yàn)裝置，其特征在于：所述的環(huán)形水浴槽(12)的內(nèi)環(huán)面上連接有軸承座(8)，所述的傳動軸(6)穿過軸承座(8)一端與減速機(jī)(52)連接，另一端與懸臂支架(7)連接。軸承座(8)上部和下部分別安裝一個深溝球軸承，使得傳動軸(6)和動力裝置固定于環(huán)形水浴槽(12)上，并且驅(qū)動懸臂支架(7)轉(zhuǎn)動。

6.如權(quán)利要求1所述的一種用于模擬瀝青路面車轍形成過程的試驗(yàn)裝置，其特征在于：所述的懸臂支架(7)包括與傳動軸(6)連接的鋼套(71)，互成角度的兩個加強(qiáng)板(72)，以及焊接于兩個加強(qiáng)板(72)上方的支架連接板(74)和支架連接板四角上固定連接的相互平行的兩對懸臂連接部(73)，所述的兩個懸臂(10)分別通過螺栓連接在兩對懸臂連接部(73)上；傳動軸(6)上端與鋼套(71)之間通過A型平鍵連接，在懸臂支架(7)的支架連接板(74)上平行設(shè)置兩對懸臂連接部(73)。

7.如權(quán)利要求1所述的一種用于模擬瀝青路面車轍形成過程的試驗(yàn)裝置，其特征在于：所述的輪架裝置(3)包括用于固定橡膠輪的輪架(32)，所述輪架(32)的上部連接兩個相互平行的豎向光軸(33)，所述豎向光軸(33)分別穿過一個直線軸承組件(34)，所述直線軸承組件(34)平行固定于連接板(35)上，所述的連接板(35)的另一面固定連接有用于與懸臂(10)連接的連接座。

8.如權(quán)利要求1所述的一種用于模擬瀝青路面車轍形成過程的試驗(yàn)裝置，其特征在于：所述的配重裝置(4)包括承臺(41)與配重塊(42)，所述承臺(41)一面通過連接座(36)與兩根豎向光軸(33)連接，所述配重塊(42)與承臺(41)通過螺栓連接。

9.如權(quán)利要求1所述的一種用于模擬瀝青路面車轍形成過程的試驗(yàn)裝置，其特征在于：所述的加熱裝置(9)包括加熱棒(91)和溫控器(92)，所述加熱棒(91)插入溫控器上的插孔，然后溫控器(92)接入外接電源。

10.一種基于上述用于模擬瀝青路面車轍形成過程的試驗(yàn)裝置試驗(yàn)方法，其特征在于，具體步驟如下：

一、準(zhǔn)備工作：計算瀝青混合料體積和質(zhì)量；在圓形料盤和圓形外槽之間注水，將溫控器溫度調(diào)節(jié)至成型試驗(yàn)所需溫度，打開加熱棒的試驗(yàn)開關(guān)；待溫度達(dá)到成型試驗(yàn)所需的溫度后，將拌合好的瀝青混合料均勻攤鋪于圓形料盤內(nèi)，并用預(yù)熱好的小型擊實(shí)錘進(jìn)行初步整平；

二、試壓試驗(yàn)：選用安裝有4個橡膠輪的輪架進(jìn)行試壓試驗(yàn)，并且選用減速比為1:100的減速機(jī)來模擬實(shí)際路面壓路機(jī)的壓實(shí)速度，調(diào)節(jié)懸臂時輪架落在瀝青混合料的中間位置，打開控制器上的電源開關(guān)開始試壓，多次重復(fù)，記錄當(dāng)試件厚度達(dá)到傳統(tǒng)車轍板試件厚度5cm時已進(jìn)行的壓實(shí)次數(shù)；

三、成型試驗(yàn)：前期工作重復(fù)步驟一；然后仍選用安裝有4個橡膠輪的輪架和減速比為1:100的減速機(jī)進(jìn)行車轍試驗(yàn)；調(diào)節(jié)懸臂的長度使得輪架分別可以落到瀝青混合料的中心到外側(cè)，然后放下輪架，打開控制器上的電源開關(guān)；按照先兩側(cè)后中心的順序進(jìn)行壓實(shí)，次數(shù)為步驟二中記錄的壓實(shí)次數(shù)，初壓、復(fù)壓、終壓的次數(shù)分布規(guī)律為：初壓等于終壓，復(fù)壓等于初壓和終壓之和；

四、車轍試驗(yàn)：成型試驗(yàn)結(jié)束后瀝青混合料在圓形料盤中固化12h，打開加熱裝置，將溫控器溫度調(diào)節(jié)至60℃，之后保持溫度5h；選用安裝有1個橡膠輪的輪架，換用減速比為1:50的減速機(jī)，調(diào)節(jié)懸臂使得橡膠輪落在試件的中間位置，然后放下輪架，打開控制器上的電源開關(guān)，車轍試驗(yàn)開始；在試驗(yàn)過程中，微調(diào)一側(cè)的兩個調(diào)平地腳，使得橡膠輪在單向行駛的過程中分別經(jīng)歷上坡和下坡兩個過程；并且在試驗(yàn)過程中可通過向?yàn)r青混合料的上方噴灑水霧來改變濕度條件，使得整個試驗(yàn)過程更加符合動載、坡度、濕度等綜合環(huán)境作用的路況條件；試驗(yàn)過程中選取相鄰成90°的四個點(diǎn)，每隔15min記錄通過位移傳感器顯示在顯示器上的車轍深度；

五、數(shù)據(jù)處理：對步驟四中每個時間點(diǎn)記錄的4個數(shù)據(jù)以及平均值進(jìn)行回歸擬合，得到曲線方程及決定系數(shù)并繪制車轍變形量時程曲線。