[發(fā)明專利]一種模擬振動壓實的室內試驗裝置

在審

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• 申請日: 2021-07-30
• 公開（公告）號: CN113567332A
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發(fā)明（設計）人: 姜海龍;李志剛;王樹來;楊曉;李憲貝;安智敏
• 申請（專利權）人: 山東高速集團有限公司
• 主分類號: G01N19/00
• 分類號: G01N19/00
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 張?zhí)煺?/td>

本發(fā)明提供了一種模擬振動壓實的室內試驗裝置。因為現有的表面振動壓實儀無法模擬出實際振動輪的動力學反映，因此本發(fā)明在該裝置的基礎上進行了改進，替換了原有的夯錘結構，使用了圓弧形碾壓輪，同時在碾壓輪中心軸上安裝偏心塊，有旋轉電機通過傳動裝置帶動其旋轉，提供激振力，最后對試筒進行了配套改進，使用方形試筒，通過曲柄連桿機構帶動試筒前進和后退，實現碾壓輪的來回碾壓。本發(fā)明在一定程度上彌補了智能壓實和連續(xù)壓實控制技術在室內模擬振動壓實的試驗裝置上的空白，為開展室內振動壓實的研究提供了便利。

技術領域

本發(fā)明屬于道路工程室內試驗領域，具體涉及一種模擬振動壓實的室內試驗裝置。

背景技術

當前公路土工試驗規(guī)范中，對路基和基層材料的密實試驗方法主要有擊實法和表面振動壓實儀法兩種。擊實法無法模擬振動壓實過程，與現場施工方法有很大區(qū)別，而表面振動壓實儀雖然也采用了振動壓實的方法，但其采用的扁圓柱型壓頭與實際的振動輪在接觸區(qū)域形狀上有很大區(qū)別，對實際工程的還原程度同樣不高。

而今，智能壓實和連續(xù)壓實控制技術的發(fā)展要求能通過振動輪的加速度等動力學響應反映出材料的壓實質量，目前該項技術的試驗研究主要通過現場進行，因為室內缺乏相應的試驗裝置能夠模擬振動輪的動力學響應。為了解決這一問題，本發(fā)明開發(fā)了一種室內模擬振動壓實的試驗裝置。

發(fā)明內容

本發(fā)明目的是提供一種模擬振動壓實的室內試驗裝置，使得能夠在室內通過小型試驗的方式得到與實際振動壓路機相近的動力響應，方便觀察和研究振動響應與材料壓實質量之間的聯系，為智能壓實技術和連續(xù)壓實控制技術的研究和應用提供便利，同時能大大減少試驗成本。

為達到上述目的，本發(fā)明采用了如下技術方案：

一種模擬振動壓實的室內試驗裝置，包括自上而下依次設置的電機、橫架和立柱，所述橫架上配合安裝有豎直設置的螺桿，其特征在于，所述橫架的端部下方安裝有旋轉電機，所述旋轉電機的輸出端上配合安裝有圓弧形碾壓輪，所述圓弧形碾壓輪的中心軸通過傳動裝置與旋轉電機連接，且其中心軸上還設有兩組偏心塊，所述圓弧形碾壓輪上設有初始配重，所述圓弧形碾壓輪的下方設置方形試驗筒，所述方形試驗筒的下方安裝有導軌，所述導軌水平設置，并垂直于圓弧形碾壓輪的中心軸，其中，方形試驗筒可前后滑動的置于導軌上。

在原有表面振動壓實儀的基礎上，對其鋼制夯結構、振動電機以及圓柱形試驗筒等結構進行改進，使其更符合實際振動壓實的工況：放棄使用鋼制夯結構，用與輪碾成型機相似的圓弧形碾壓輪替代，達到與壓路機鋼筒相似的效果；不再使用振動電機單獨提供激振力，而是將偏心塊安裝在弧形碾壓輪的中心軸上，同時改振動電機為只提供旋轉扭矩的旋轉電機，工作時帶動圓弧形碾壓輪中心軸旋轉，屆時由偏心塊的旋轉提供激振力；最后，修改圓柱形試驗筒，使用方形試驗筒替代原來的圓柱形試驗筒，同時在方形試驗筒下方安裝導軌，導軌水平且垂直于碾壓輪中心軸，方形試驗筒可以沿導軌前進或后退。

作為本發(fā)明的進一步改進，弧形碾壓輪的輪寬可采用200mm，半徑可參考輪碾成型機碾壓輪的半徑。

作為本發(fā)明的進一步改進，參照多級調幅壓路機的原理，弧形碾壓輪的中心軸上宜有兩組偏心塊，兩組偏心塊的初始相位差可以多檔位調節(jié)，由此實現激振力的多級調整，推薦使用的激振力按目標壓路機激振力的1%來換算，試驗時選擇與該值最接近的檔位。

作為本發(fā)明的進一步改進，弧形碾壓輪、旋轉電機、初始配重以及其它附屬結構加載在壓實材料上的初始重量推薦為100kg左右，除初始配重外，儀器可配備一組5kg的砝碼，砝碼可固定在碾壓輪中心軸上，振動過程中不允許出現與中心軸的相對位移，試驗時可按照目標壓路機前輪分配質量的1%來擬定儀器靜壓質量，進而選擇砝碼數量。

作為本發(fā)明的進一步改進，旋轉電機的旋轉頻率和功率可以按照具體的傳動裝置和傳動效率來設計，但最終偏心塊旋轉頻率的推薦范圍為27Hz~33Hz。