[发明专利]一种水稳材料冲刷试验装置

说明书

本发明公开了一种水稳材料冲刷试验装置，包括位于配重箱底部的击打板，所述击打板的下方设有放置水稳材料的击实筒，所述的击实筒顶部安装有护筒，击实筒置于外筒内，击实筒通过两侧的试样稳定杆与外筒连接，所述的外筒顶部连接有密封盖，所述的击打板表面设有若干孔洞，试验过程中水通过击打板的孔洞流向水稳材料表面，防止频率过快时，周围补水不及时，击打板上还连接有水循环装置。本发明的制样采用水稳振动成型，制备简单，操作方便灵活，采用击实筒养护可最大程度地避免养护过程中对水稳材料的干扰，冲刷试验具有良好的学术研究价值，该装置具有极好的应用推广前景。

技术领域

本发明涉及岩土工程技术与材料科学领域，尤其涉及一种水稳材料冲刷试验装置。

背景技术

水稳材料一般用作道面半刚性基层，具有强度高、扩散应力强且造价低的特点，有一定的板体性、抗拉强度、抗疲劳强度以及良好的水稳定性质，水稳基层广泛应用于水泥路面和沥青路面。据显示，截至2016年底，中国公路里程达到469.63万公里。其中85％以上使用的是以水泥、石灰、粉煤灰等为结合料的半刚性基层。而水泥稳定类材料在基层、底基层应用最为广泛。

中国气候以热带、亚热带季风气候为主，降水量充足。有数据表明，中国道路工程水损害现象普遍。同时，超速重载以及温度等载荷作用影响，加剧了道路水损灾害，严重影响了道路使用性能与寿命。半刚性基层路面结构水损病害工程实例勘察与分析揭示，路面基层首先水稳破坏，再扩散到路面面层，最终导致整个路面结构的水损病害破坏，成为最主要破坏形式。水稳基层作为道路承上启下的结构层，一定程度控制道路服役寿命与运营质量。水稳半刚性材料的体积安定性能及收缩应变，导致水稳基层收缩裂缝开裂，且造成沥青路面的反射性裂缝道面结构基损伤。环境营力作用特征与道面结构特点，无法完全避免道面结构基层表面局部滞水、集聚与扩散现象，因此轮载激振荷载以及温度胀缩反复作用，形成了水稳基层局部动水压力循环作用及其材料局部的超静孔压集聚，近年来这一破坏现象被称之为水稳材料的冲刷问题。道路结构内部局部冲刷效应，可导致结构层胶凝材料与骨料，骨料与骨料之间胶结损伤，引起集料离析等病害。

传统水稳材料的研究重点在于强度及其开裂问题，且目前已趋于成熟，但对于水稳材料的冲刷性能评价，目前为止没有统一的试验装置，更没有标准的试验方法与评价标准。因此，水稳半刚性基层材料研究中，半刚性材料基层冲刷损伤机制、试验评价与稳定控制方法等研究，成为延长路面耐久性、改善路面质量与降低道路养护维修成本长期性研究课题。相应的试验研究设备也亟待开发。

发明内容

发明目的：本发明目的是提供一种水稳材料冲刷试验装置，能够适用于水稳材料冲刷性能的室内试验评价，且可为水稳半刚性材料工程应用提供依据。

技术方案：本发明包括位于配重箱底部的击打板，所述击打板的下方设有放置水稳材料的击实筒，所述的击打板表面设有若干孔洞，击打板上连接有水循环装置，所述的击实筒置于外筒内，击实筒通过两侧的试样稳定杆与外筒连接，所述的外筒顶部安装有密封盖。

所述的击实筒顶部安装有护筒，用于保护试样边缘不被压力破坏，形成更贴切实际的冲刷效果的破坏形式。

所述击打板的直径小于护筒内径，防止击打板与护筒之间的摩擦阻力，更为了方便水稳材料上表面的水通过击打板四周与护筒之间的空隙流进流出。

所述密封盖的内径小于击打板的直径，防止水溅出进而造成冲刷材料损失。

所述的外筒内注有水，水位深度能够淹没水稳材料。

所述的水循环装置包括防回流装置、水泵与过滤器，用于将外筒内的水引入击打板。

所述防回流装置的一端与击打板连接，另一端通过水泵与过滤器连接，通过水泵将外筒内的水引入击打板，保证了试验过程中水稳材料表面的水量充足。

所述配重箱的重量能够调节，使得水稳材料表面的冲刷压力为0.2～0.8MPa。