[发明专利]室内小尺寸环形沥青路面结构车辙试验装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种环形沥青混合料车辙试验装置。

背景技术

高等级公路的早期破坏问题，特别是车辙问题，日益受到人们广泛关注。为了解决这一难题，提高路面使用寿命和服务水平，开展沥青路面材料的高温稳定性评价工作尤为必要。

目前，能够用于评价沥青路面材料的抗车辙性能，并且与路面实际加载方式具有相似性的试验装置有：室外足尺寸加速加载设备和室内直线式车辙仪。其中，室外足尺寸加速加载试验设备由于能够较真实地模拟出实际路面的车辆作用，使其成为了路面长期性能评价的理想手段。截止到目前，我国已建成使用的加速加载设备有交通部公路科学研究院的直道加速加载试验装置、长沙理工大学的直线式加速加载试验系统、哈尔滨工业大学室内直线式加速加载试验系统、辽宁交通科学研究院的直线式加速加载系统HVS、东南大学双臂环形加速加载装置以及交通部重庆公路科学研究所的环形加速加载装置。但由于这些设备的试验周期长、试验条件仅部分可控、试验投资昂贵等缺点，使得其较少用于沥青路面抗车辙性能的评价中，而室内直线式车辙仪由于具有试验周期短、设备简单等优点成为目前进行沥青路面材料抗车辙性能评价的首选。目前使用较多的有车辙仪、浸水车辙仪、路面分析仪以及汉堡车辙仪。而上述室内设备存在如下问题：一、试件尺寸较小(车辙试件通常为0.3m长、0.3m宽和0.05m高的方体，汉堡车辙试件为直径0.1m或0.15m的圆柱体)，该方法仅能够评价单一沥青混合料的高温性能，不能够用于研究整个沥青面层结构的高温性能，也不能用于研究整个沥青面层的力学行为。二、与实际车轮荷载的相似性差。室内车辙仪加载速度低，不能模拟出高速车辆作用；同时采用钢轮、橡胶轮或软管作为加载装置与实际车辆轮胎的加载条件相差较大。

发明内容

本发明的目的是结合室外足尺寸加速加载装置(较好的模拟实际车辆荷载作用，能够研究沥青面层结构力学行为)和室内直线式车辙仪(温度、湿度条件可控)的优势，提供一种室内小尺寸环形沥青路面结构车辙试验装置，以解决现有路面加速加载设备存在尺寸较大、制造和使用周期长、费用昂贵、操作复杂以及室内小尺寸试验加载条件局限性的问题。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：本发明的试验装置由试验环槽体、动力装置、荷载施加装置、深度调节装置和测量装置组成；所述试验环槽体由内套筒、外套筒和环形底板组成，所述动力装置由电动机和旋转接头组成，所述荷载施加装置包括两个试验车和两个连接框架，所述测量装置由两个位移计组成；所述外套筒套装在内套筒上，所述环形底板设置在外套筒与内套筒之间的环腔内，环形底板与内套筒和外套筒的底端面固接，由环形底板、内套筒和外套筒之间围成的区域构成环槽，所述内套筒的内径为25cm-35cm，外套筒的外径为95cm-105cm，内套筒和外套筒的壁厚均为2cm-4cm，所述环槽的深度为55cm-65cm，所述电动机设置在内套筒的内腔中，电动机的输出轴与旋转接头传动连接，所述旋转接头的两端沿纵向各加工有一个导向滑槽，每个导向滑槽内装有一个深度调节装置，所述深度调节装置与导向滑槽的内壁滚动连接，所述两个试验车均设置在环槽内，每个连接框架的一端与相对应的试验车固接，每个连接框架的另一端与深度调节装置固接，所述两个位移计设置在环槽内。

本发明具有以下有益效果：(1)能够模拟沥青路面结构在实际荷载作用下产生车辙的全过程，与其它室内小型试验设备相比，环形加载试验结果更能反映实际沥青混合料路面结构的抗车辙性能；(2)可以通过采用与现场相同的路基路面结构、材料和施工工艺等，在室内利用较短的时间完成道路设计期限内的交通量，将设计寿命内的交通量压缩到较短时间内完成；(3)可以进行路基路面结构与材料参数室内外关系的建立研究以及评价试验方法和评价标准的可行性；(4)可以研究新型路面材料与结构的长期路面性能或横向比较可控制条件下不同结构和材料的性能；(5)可以在环形加载设备上增加一些控制温度、降雨、辐射的设备，模拟野外真实环境中的降雨过程和气温变化，实现对路基路面结构与材料的高温、低温和水稳定性研究；(6)环形加载设备中可以改变加载设备轮压、轴载重量或轴载类型(单轴、双轴或其他形式)在超重载情况下的路面结构与材料研究。此外，本发明具有尺寸小、结构简单、所需配套仪器少、使用周期短、使用成本低和操作简单的优点，适用于对各种沥青混凝土路面进行加载试验。

附图说明