[发明专利]一种模拟振动压实的室内试验装置

说明书

本发明提供了一种模拟振动压实的室内试验装置。因为现有的表面振动压实仪无法模拟出实际振动轮的动力学反映，因此本发明在该装置的基础上进行了改进，替换了原有的夯锤结构，使用了圆弧形碾压轮，同时在碾压轮中心轴上安装偏心块，有旋转电机通过传动装置带动其旋转，提供激振力，最后对试筒进行了配套改进，使用方形试筒，通过曲柄连杆机构带动试筒前进和后退，实现碾压轮的来回碾压。本发明在一定程度上弥补了智能压实和连续压实控制技术在室内模拟振动压实的试验装置上的空白，为开展室内振动压实的研究提供了便利。

技术领域

本发明属于道路工程室内试验领域，具体涉及一种模拟振动压实的室内试验装置。

背景技术

当前公路土工试验规范中，对路基和基层材料的密实试验方法主要有击实法和表面振动压实仪法两种。击实法无法模拟振动压实过程，与现场施工方法有很大区别，而表面振动压实仪虽然也采用了振动压实的方法，但其采用的扁圆柱型压头与实际的振动轮在接触区域形状上有很大区别，对实际工程的还原程度同样不高。

而今，智能压实和连续压实控制技术的发展要求能通过振动轮的加速度等动力学响应反映出材料的压实质量，目前该项技术的试验研究主要通过现场进行，因为室内缺乏相应的试验装置能够模拟振动轮的动力学响应。为了解决这一问题，本发明开发了一种室内模拟振动压实的试验装置。

发明内容

本发明目的是提供一种模拟振动压实的室内试验装置，使得能够在室内通过小型试验的方式得到与实际振动压路机相近的动力响应，方便观察和研究振动响应与材料压实质量之间的联系，为智能压实技术和连续压实控制技术的研究和应用提供便利，同时能大大减少试验成本。

为达到上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种模拟振动压实的室内试验装置，包括自上而下依次设置的电机、横架和立柱，所述横架上配合安装有竖直设置的螺杆，其特征在于，所述横架的端部下方安装有旋转电机，所述旋转电机的输出端上配合安装有圆弧形碾压轮，所述圆弧形碾压轮的中心轴通过传动装置与旋转电机连接，且其中心轴上还设有两组偏心块，所述圆弧形碾压轮上设有初始配重，所述圆弧形碾压轮的下方设置方形试验筒，所述方形试验筒的下方安装有导轨，所述导轨水平设置，并垂直于圆弧形碾压轮的中心轴，其中，方形试验筒可前后滑动的置于导轨上。

在原有表面振动压实仪的基础上，对其钢制夯结构、振动电机以及圆柱形试验筒等结构进行改进，使其更符合实际振动压实的工况：放弃使用钢制夯结构，用与轮碾成型机相似的圆弧形碾压轮替代，达到与压路机钢筒相似的效果；不再使用振动电机单独提供激振力，而是将偏心块安装在弧形碾压轮的中心轴上，同时改振动电机为只提供旋转扭矩的旋转电机，工作时带动圆弧形碾压轮中心轴旋转，届时由偏心块的旋转提供激振力；最后，修改圆柱形试验筒，使用方形试验筒替代原来的圆柱形试验筒，同时在方形试验筒下方安装导轨，导轨水平且垂直于碾压轮中心轴，方形试验筒可以沿导轨前进或后退。

作为本发明的进一步改进，弧形碾压轮的轮宽可采用200mm，半径可参考轮碾成型机碾压轮的半径。

作为本发明的进一步改进，参照多级调幅压路机的原理，弧形碾压轮的中心轴上宜有两组偏心块，两组偏心块的初始相位差可以多档位调节，由此实现激振力的多级调整，推荐使用的激振力按目标压路机激振力的1%来换算，试验时选择与该值最接近的档位。

作为本发明的进一步改进，弧形碾压轮、旋转电机、初始配重以及其它附属结构加载在压实材料上的初始重量推荐为100kg左右，除初始配重外，仪器可配备一组5kg的砝码，砝码可固定在碾压轮中心轴上，振动过程中不允许出现与中心轴的相对位移，试验时可按照目标压路机前轮分配质量的1%来拟定仪器静压质量，进而选择砝码数量。

作为本发明的进一步改进，旋转电机的旋转频率和功率可以按照具体的传动装置和传动效率来设计，但最终偏心块旋转频率的推荐范围为27Hz~33Hz。