[实用新型]一种模拟疲劳荷载与动水冲刷作用下的试验仪

说明书

技术领域

本实用新型属于路面材料测试技术领域，具体涉及到一种模拟疲劳荷载与动水冲刷作用下的试验仪。

背景技术

在工程实际中，路面的破坏不是单一因素引起的，由于路面是直接暴露在自然环境中的结构物，路面不仅会受到荷载的碾压作用，还会受到各种环境的综合作用，在降雨或表面积水的路面上，汽车高速行驶在被水膜覆盖的路面上，轮胎与路面之间会形成动水压力，又由于路面存在裂缝的原因，水或多或少会进入路面的内部，当轮胎通过时，由于动水压力的作用进而对路面结构内部材料产生冲刷，这种在动水压力作用下的不断冲刷下，路面就会由于动水压力的冲刷而发生破坏。此外，在冰雪天气下，很多地区常会使用除冰盐来融冰，冰雪溶化后路面上存在的融冰盐溶液会对路面产生溶蚀作用，从而加速了路面的破坏。

目前，国内外常见的评价路面材料冲刷性能的设备主要有旋转刷、振动台，旋转刷为旋转钢丝刷，试验过程中旋转刷对试件表面进行干磨刷，通过不同试件被钢丝刷刷下的材料颗粒的重量来衡量材料抗冲刷能力的强弱，这种用旋转刷测试路面材料抗冲刷的方法的缺点是不能有效模拟水的作用；用振动台试验装置在试验过程中考虑了水对试件的侵蚀作用及路面面层在行车荷载的作用下对饱水基层顶面的“泵吸作用”。但这种方法的缺点是不能有效把握冲刷作用力和冲刷次数，且冲刷面不能唯一确定，试验误差较大。《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(JTG E51-2009)中提出材料抗冲刷试验方法，由于该试验设备价格昂贵导致不能广泛应用。因此，应开发一种价格适中、操作简单、可控并能够模拟路面材料在疲劳荷载和动水压力耦合作用下的试验仪器。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种模拟疲劳荷载与动水冲刷作用下的试验仪，该仪器通过车轮不断在试件上来回碾压，产生疲劳荷载作用，通过水泵产生动水压力，能够较好地模拟路面材料在疲劳荷载与动水冲刷耦合作用下的工作状态。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种模拟疲劳荷载与动水冲刷作用下的试验仪，包括平台，平台上设置有用于放置试样的动水试验箱，试样上设置有用于对试样进行来回碾压的车轮；车轮上方设置有用于对车轮进行加压的加压系统；车轮前后设置有用于对试样进行动水冲刷的喷头。

本实用新型进一步的改进在于，所述平台上还竖直设置有机架，机架顶部设置有横梁，横梁

本实用新型进一步的改进在于，所述加压系统包括设置在横梁上并能够沿横梁滑动的两个滑块，两个滑块的顶部设置有顶板，顶板底面设置有液压油缸，液压油缸的压头底端连接有水平放置的平板，车轮设置在平板下方的支架上。

本实用新型进一步的改进在于，车轮连接有转动系统，所述转动系统包括驱动器，所述驱动器与车轮相连，车轮的轮轴上安装有从动轮盘；驱动器通过驱动轴带动驱动轮盘转动，驱动轮盘和从动轮盘之间设置有皮带。

本实用新型进一步的改进在于，所述平台下方设置有控制面板，并且控制面板上设置有计数器、指示灯、下降按钮、上升按钮、水泵开关按钮、驱动器开关按钮、电源指示灯以及电源按钮；其中，计数器与驱动器相连，上升按钮和下降按钮均与加压系统相连，驱动器开关按钮与驱动器相连。

本实用新型进一步的改进在于，所述平台底面设置有若干用于支撑平台的底架，底架之间设置有底板，底板上设置有水泵和蓄水箱，蓄水箱的出口经水泵与喷头相连。

本实用新型进一步的改进在于，所述底板上还设置有液压油泵，液压油泵通过进油导管与液压油缸连接。

本实用新型进一步的改进在于，所述水泵经入水导管与喷头连接，在入水导管距离喷头20cm处设置有水压变送器，水压变送器与设置在控制面板上的水压显示器相连。

本实用新型进一步的改进在于，所述动水试验箱底部设置有出水口，出水口处设置有出水阀门；出水口通过出水导管与蓄水箱相连。

本实用新型进一步的改进在于，所述车轮轮轴中心处设置有压力传感器，压力传感器连接有压力显示器。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

(1)本实用新型通过驱动车轮以一定的频率在试件上来回碾压，产生疲劳荷载作用，通过喷头喷射产生动水压力，能够较好地模拟路面材料在车轮疲劳荷载与动水冲刷耦合作用下的工作状态。

(2)本实用新型通过加压系统对车轮加压，并可根据试验需要对加压系统进行调整，使其符合试验所需的压力，并且能够对压力进行精确控制，该加压系统能够较为真实地模拟路面在积水路面上行驶时产生的动水压力作用。