[发明专利]半刚性材料旋转水流式抗冲刷试验装置及其试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半刚性材料旋转水流式抗冲刷试验装置及其试验方法。

背景技术

目前，中国道路的水损坏问题十分突出，造成大量的工程浪费并严重影响行车安全。无 机结合料稳定材料是中国道路的主要路面基层材料之一，其抗冲刷性能是影响路面水损坏 的关键因素。为评价无机结合料稳定基层材料的抗冲刷性能，《公路工程无机结合料稳定材 料试验规程》(JTG E51-2009)提供了该类材料的抗冲刷性能试验方法，该试验规程规定抗 冲刷性能试验装置采用MTS试验机或其他可以施加振动荷载的试验设备。MTS试验机为美 国原装进口设备，必须由专业人员进行操作，且价格昂贵，一般科研机构无力购买。其他 可以施加振动荷载的试验设备虽然价格适中，使用方便，但试验因施加振动荷载导致试件 边角块状碎落，从而形成过大试验误差问题。因此亟需提供一种价格适中、操作简便、准 确可靠的道路工程无机结合料稳定材料抗冲刷试验装置及其试验方法。

发明内容

本发明的目的是为弥补道路工程无机结合料稳定材料抗冲刷试验器材种类短缺的不 足，提供一种半刚性材料旋转水流式抗冲刷试验装置及其试验方法。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种半刚性材料旋转水流式抗冲刷试验装置，包括一桶体，所述桶体中悬挂有试件， 桶体内底部设有旋转拨片，旋转拨片的固定轴穿过桶体底部与桶体外部的动力机构相连。

桶体外观为圆柱形的金属桶，圆形桶便于水流的旋转，减小水流旋转阻力，而且会让 整个装置在工作过程中更加稳定，不易晃动。桶体上端开口，以便放入和取出试件与水， 使试验的操作简单方便，桶体底端密封，这样可以保证试验过程中不会有水或冲刷物流出， 确保了试验的准确性。桶体内壁上有水位线，水位线距桶上部边缘150mm。

一种半刚性材料旋转水流式抗冲刷试验装置，包括一桶体，所述桶体顶部固定安装一 桶盖，桶盖中部固定有一个竖直向下进入桶体中部的杆体，杆体末端悬挂有试件，桶体内 底部设有旋转拨片，旋转拨片的固定轴穿过桶体底部与桶体外部的动力机构相连。

桶体上部外侧边缘与桶盖边缘内部有相匹配的螺纹，顺时针旋转桶盖可以拧紧使桶盖 固定于桶体上端，拧紧之后可以将桶体上部密封，因为进行试验时，水流会高速旋转，可 能会溅起水花，密封之后就可以防止水流和冲刷物的溅出，保证了试验的准确性。逆时针 旋转可以松开并取下桶盖，桶盖中部的杆体与桶盖连为一体，且足够牢固，杆为金属材质， 这样可以使整个装置以及试件在试验过程中不会发生剧烈晃动，保证了试验的准确性。

一种半刚性材料旋转水流式抗冲刷试验装置，包括一桶体，所述桶体顶部固定安装一 桶盖，桶盖中部固定有一个竖直向下进入桶体中部的杆体，杆体末端悬挂有一固定槽，固 定槽中设置试件，桶体内底部设有旋转拨片，旋转拨片的固定轴穿过桶体底部与桶体外部 的动力机构相连。

桶体上部外侧边缘与桶盖边缘内部有相匹配的螺纹，顺时针旋转桶盖可以拧紧使桶盖 固定于桶体上端，拧紧之后可以将桶体上部密封，因为进行试验时，水流会高速旋转，可 能会溅起水花，密封之后就可以防止水流和冲刷物的溅出，保证了试验的准确性。逆时针 旋转可以松开并取下桶盖，桶盖中部的杆体与桶盖连为一体，且足够牢固，杆为金属材质， 这样可以使整个装置以及试件在试验过程中不会发生剧烈晃动，保证了试验的准确性。

所述试验装置还包括一底座，底座与桶体采用分离式设计，底座中央下部固定有顺时 针单向旋转电机，为确保试验过程中的稳定性，底座的四个角用螺栓固定在地上，底座上 部边缘有螺纹，与桶底外部边缘螺纹相匹配，顺时针旋转可以将桶固定于底座上，保证整 个装置在试验过程中的稳定性。

所述桶体底部密封。

所述旋转拨片为四幅式，中心处固定于桶体底部中心位置。旋转拨片中心轴延伸到桶 底外部，可以与电机通过顺时针旋转进行连接牢固，通过电机带动其转动，四幅式可以提 供足够的水流动力。

所述固定装置包括上、下垫板以及连接上、下垫板的螺栓，上、下垫板之间设置试件， 并通过螺栓连接上、下垫板固定。固定装置上下垫板均为金属材质，足够结实牢固，大体 为圆形，对称两边有突出部分，用来均匀放置四根螺栓，螺栓长度略长于试件高度，顺时 针旋转螺栓可以使上下垫板靠近，逆时针旋转可以使垫板远离，这样方便固定和取出试件。