[发明专利]测试路基路面变形的往复移动加载试验系统及其试验方法

说明书

本发明公开了一种测试路基路面变形的往复移动加载试验系统及其试验方法，试验系统包括路基路面系统、驱动装置、移动车轮荷载模拟装置和测量系统；驱动装置包括转动圆盘，沿转动圆盘半径方向设置有卡槽；移动车轮荷载模拟装置包括加载轮，加载轮与路面‑路基结构模型接触，加载轮上方安装有水平设置的顶板，加载轮的轴中部通过加载轴与顶板固定连接，顶板上安装有承载盘，承载盘上放置有砝码，顶板靠近驱动装置的一端设有旋转支撑，旋转支撑通过螺栓与连杆一端铰接，连杆另一端与卡槽上的铰接孔连接。本发明的驱动装置和移动车轮荷载模拟装置构成动力加载系统，更高程度模拟车辆行进的真实状态，提高预测车辆荷载作用下路基路面变形的准确性。

技术领域

本发明属于交通工程技术领域，涉及一种测试路基路面变形的往复移动加载试验系统及其试验方法。

背景技术

随着国民经济的快速发展，公路货、客运量大幅增长，车辆大型化及重载现象层出不穷。重载车辆由于车重大，车速快，数量多，对路基的承载能力以及路面的抗剪强度提出了很大的挑战。在重载交通条件下，路基的不均匀沉降加剧，路面行车道轮迹带产生车辙与裂缝。与此同时，水对路基路面也有很大的危害。地面水对路面产生冲刷，造成水毁现象，水分渗入路基，使路基土体过湿而降低路基强度。地下水轻者能使路基湿软，降低路基强度，重者能引起冻胀、翻浆或边坡滑塌，甚至整个路基沿倾斜基底滑动。重载和水是造成路基路面变形，导致道路在设计使用年限内即无法正常使用的主要原因。道路遭受损伤破坏，不仅维修养护成本高昂，对已有的路面交通也会造成不便。

目前，所存在的测试路基路面变形多采用常规三轴试验和电液伺服加载试验等，在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在以下缺点：

1.上述两种方法均未考虑水对路基路面性能的影响，不同的地下水位和不同的降雨情况都会影响路基路面的整体受力情况以及土体强度，进而影响路基路面变形结果。

2.常规三轴试验须将路面路基层制成圆柱体试样，边界条件受到限制，且厚度无法按照实际工程情况还原。

3.常规三轴试验未考虑车辆的往复移动加载作用，以及车辆的加速减速过程对路基路面带来的影响。

4.电液伺服加载试验采用微机控制，用有规律的简谐波模拟交通荷载的振动波形，忽视了随着车辆反复加载，路面有所破损，车辆与路面产生耦合作用的情况。

5.上述两种方法均未考虑车辆所载物体的物体加速度对车辆受力情况的影响。

因此，为满足研究重载交通荷载作用下和水作用下路基与路面长期性能需要，提出一种测试路基路面变形的往复移动加载试验系统是十分必要的。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种测试路基路面变形的往复移动加载试验系统，驱动装置和移动车轮荷载模拟装置构成动力加载系统，通过模拟试验获得不同情况下路基路面的整体变形情况，综合研究往复移动荷载作用下路基路面变形的规律，更高程度的模拟车辆行进真实状态，提高预测车辆荷载作用下路基路面变形的准确性，解决了现有技术中存在的问题。

本发明的另一目的是，提供一种测试路基路面变形的往复移动加载试验方法。

本发明所采用的技术方案是，一种测试路基路面变形的往复移动加载试验系统，包括路基路面系统、驱动装置、移动车轮荷载模拟装置和测量系统；

所述路基路面系统包括透明玻璃箱，透明玻璃箱内铺设路面-路基结构模型，路面-路基结构模型内安设有测量系统；

所述驱动装置包括转动圆盘，沿转动圆盘的半径方向设置有卡槽，卡槽上设有多个铰接孔，转动圆盘通过电机驱动绕圆心转动；