[实用新型]一种沥青混合料动水压力环境养生系统

说明书

一种沥青混合料动水压力环境养生系统，属于道路工程材料性能测试技术领域。本实用新型引入车轮部件作用于沥青混合料试件顶部，以电动机作为动力源并通过曲轴连杆机构向动水压力环境养生装置提供动力。通过变频器调控电动机转速和正反牙丝杆调节活塞间距来实现对动水压力环境养生装置的加载频率、行程参数进行控制，通过控制阀门开关顺序实现不同形式的动水压力环境养生模式。将控温水浴置于整套系统底层，动水压力环境养生装置采用桶身密封门形式来实现对沥青混合料试件的更换操作。本实用新型实现了综合考虑水、温度、荷载多因素耦合作用的动水压力环境养生过程，试验环境与实际工况接近，试验结果真实准确，具有多功能性和多适用性。

技术领域

本实用新型属于道路工程材料性能测试技术领域，具体涉及一种综合考虑水、温度、荷载等多因素耦合作用的沥青混合料动水压力环境养生系统及相应试验方法。

背景技术

沥青路面在雨天受行驶车辆轮胎的反复挤压和抽吸，产生的正负交替循环动水压力作用会造成沥青膜从集料表面剥落，最终发展为松散、坑槽等典型沥青路面水损害问题。目前，我国规范要求采用浸水马歇尔和冻融劈裂等静水养生形式试验来评价沥青混合料水稳定性，学者们已逐渐意识到该试验方法与实际沥青路面受动水压力作用造成水损害过程存在较大差异，并开发出一系列试验装置来模拟实际沥青路面受轮胎所产生动水压力作用过程。

现有用于模拟动水压力对沥青混合料作用过程的试验装置主要分为活塞式和气压式两大类。对于气压式动水压力环境养生装置，是采用空压机和真空泵交替工作来实现正负压循环，但加压、泄压、抽负压等过程的持续时间较长，导致加载频率通常很小，这与快速行驶车辆作用于沥青路面的高频过程相差较大。对于活塞式动水压力环境养生装置，是通过外部加载设备带动活塞按照特定频率、行程运动来实现正负压交替作用，能够实现10Hz以上的较高频率加载。因此，活塞式动水压力环境养生装置相较于气压式能够更真实模拟实际沥青路面受车辆轮胎产生的动水压力作用过程，同时还能通过活塞加载频率、行程的改变来模拟车辆超速、超载所造成的影响。

对于活塞式动水压力环境养生装置，现有发明多是将其作为一种夹具并采用电液伺服材料试验系统(MTS或UTM)作为动力源来提供驱动力，但这些价格昂贵的进口加载设备也限制了动水压力环境养生装置的推广应用。此外，现有活塞式装置在试验过程中，需要将整体装置拆卸才能实现沥青混合料试件更换等基本操作，不仅需要多人配合操作，而且控温水浴等设备也会占用较大的试验场地。

因此，为更方便、更真实地模拟沥青路面受到车辆轮胎所引起的动水压力作用，急需开发一种综合考虑水、温度、荷载等多因素耦合作用的独立活塞式沥青混合料动水压力环境养生系统。

发明内容

本实用新型的目的是为了更方便、更真实地模拟沥青路面受到车辆轮胎所引起的动水压力作用，在解决现有气压式动水压力环境养生装置加载频率过小，活塞式动水压力环境养生装置无法真正引入直接荷载作用、所需动力源设备通常价格高昂以及沥青混合料试件更换操作复杂等技术问题的基础上，提供一种综合考虑水、温度、荷载等多因素耦合作用的独立活塞式沥青混合料动水压力环境养生系统和方法。

为达到上述目的，采用技术方案如下。

一种沥青混合料动水压力环境养生系统，由电动机、动水压力环境养生装置和控温水浴装置三部分组成，包括系统框架、曲轴、转动轴、连杆活塞组、正反牙丝杆、活塞、密封圈、气阀、车轮部件、上阀门、密封门、三通水阀、总阀门、下阀门、水泵、进水管、上水压表、垫高套筒、弹簧、下水压表、控温水浴装置、水浴进水口、支撑架、水浴出水口、电加热丝等。电动机固定于系统框架上层，对应转动轴固定于系统框架的侧壁上部；沥青混合料动水压力环境养生装置通过螺栓固定于系统框架中层，活塞上下移动可带动其内车轮部件在沥青混合料试件顶部来回碾压，从而实现荷载的真正引入；控温水浴装置放置于系统框架底层，内部设有电热丝，通过水泵实现对动水压力环境养生装置提供有温水，同时还可对沥青混合料试件提前浸泡养生并起到稳固整套系统框架重心的作用，节省试验场地。