[发明专利]一种多模式无机结合料稳定材料抗冲刷试验仪

说明书

本发明公开了一种多模式无机结合料稳定材料抗冲刷试验仪，包括有控制系统、仪器壳体、驱动装置、储液腔和压头，压头设置于储液腔上部并与驱动装置连接，在储液腔中还设有用于固定试件的固定支架；在压头上设有封闭囊，封闭囊设有冲刷孔，封闭囊还设有固定装置，通过固定装置使封闭囊将试件完全包裹。本发明针对不同路面结构提供多种荷载作用模式，通过封闭囊包在试件周围，封闭囊在压头的带动下可实现对储液腔中的水进行抽吸和压排，对内部试件产生冲刷和泵吸作用，试验过程与实际材料环境一致性更强。另外，冲刷结束后可通过电热丝及称重台直接对试件进行烘干和称重，不仅简化了操作流程，而且降低了因物料转移产生的误差。

技术领域

本发明涉及材料抗冲刷性能检测技术领域，具体涉及一种用于无机结合料稳定材料抗冲刷的试验装置。

背景技术

无机结合料稳定材料，如水泥稳定碎石等，因其承载能力强、施工方便等特点被广泛应用于道路基层结构中，根据大量工程实例研究结果，部分路面结构产生损坏并非路面基层材料强度不满足荷载要求，而是由于基层材料抗冲刷性能等路用性能不良导致，因此对无机结合料稳定材料进行抗冲刷性能检验尤为重要。

目前常用的抗冲刷试验仪需借助MTS等设备提供冲刷荷载，通过压头反复作用在试件顶部，试验模拟实际路面结构轮载作用，通过压头带动水流运动，以及压头上橡胶垫上的凹槽实现荷载作用下水对无机结合料稳定材料的冲刷作用，然后根据水流冲刷作用及压头作用下试件质量的变化量，对材料的抗冲刷性能进行评价。

但是，传统试验方法与实际基层材料承受的冲刷作用一致性较差，只能模拟面层材料破坏产生裂缝致使基层顶面承受水流冲刷作用的情况，而无法模拟基层贯穿型裂缝下水流冲刷作用对基层材料的影响。当基层产生贯穿型裂缝时，全断面基层材料均会受到水流冲刷作用的影响，冲刷作用对材料性能的影响也更为显著，如图4所示。对于不同路面结构，传递到基层的荷载大小也存在差异，仅通过同种试验荷载对所有铺面结构基层抗冲刷性能进行检测显然不够准确。而且，实际行车荷载作用下基层材料承受的冲刷作用分为冲刷和泵吸两种作用，而传统试验方法仅能通过压头带动液体流动模拟冲刷作用，通过压头顶部橡胶的凹槽模拟泵吸作用，试验的主要质量损失来自于压头荷载作用而非液体的冲刷作用，该方法与基层在实际荷载作用时半封闭的工作环境下强大的泵吸作用严重不符。另外，传统实验方法在冲刷作用结束后，需将试验液体转移至蒸发皿中进行烘干，测定液体中细集料质量从而对冲刷性能进行评价，而少量的细集料极易附着于试验仪器上，且二次转移过程中易产生质量损失，从而进一步影响抗冲刷性能检测的准确性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术存在的缺陷，提供一种通过密封囊充分模拟基层材料在水流作用下的冲刷和泵吸作用过程，使试验效果更符合实际作用状态，使检测结果更为准确的多模式无机结合料稳定材料抗冲刷试验仪。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种多模式无机结合料稳定材料抗冲刷试验仪，包括有控制系统、仪器壳体、驱动装置、储液腔和压头，驱动装置及储液腔设置于壳体中，压头设置于储液腔上部并与驱动装置连接形成可上下运动的结构，在储液腔中还设置有用于固定试件的固定支架，其特征在于：在压头上设置有柔性的封闭囊，封闭囊的侧壁上设置有用于液体进出的冲刷孔，封闭囊还设置有固定装置，通过固定装置的固定使封闭囊将试件完全包裹，通过冲刷孔形成对储液腔中的水进行抽吸和压排，从而对试件进行冲刷及泵吸。

进一步地，在储液腔中设置有称重台，所述固定支架设置在称重台上，通过锁紧固定支架上的固定螺栓将试件固定称重台上。

进一步地，设置在封闭囊上的固定装置为带有封闭螺栓的固定环，固定环设置在封闭囊的下部，封闭囊将试件套入后通过锁紧封闭螺栓使固定环紧箍住称重台而将试件包裹在内，从而使封闭囊形成半封闭环境，在压头的带动下使封闭囊对储液腔中的水进行抽吸和压排，水通过冲刷孔进出于封闭囊内对试件进行冲刷作用，模拟出冲刷和泵吸的效果。