[发明专利]一种路面基层材料抗冲刷性能试验装置及试验方法

摘要

本发明公开一种路面基层材料抗冲刷性能试验装置及试验方法,在振动台上面设置一个双层圆柱形透明塑料圆桶，在冲刷桶四周设置四个可调节给水压力管道为冲刷桶内水压进行加压供给水流压力，圆桶内壁环向和竖向设置可调方向喷水嘴，喷水嘴端部设置定位装置，对定位系统进行试验时间—旋转方向编程，通过电脑程序控制模拟雨滴对材料冲刷作用。通过设置气动活塞上下移动保证压杆上下移动，压杆对弹簧进行压缩冲击，压缩冲击力直接作用压板及橡胶板模拟汽车轮载对材料瞬时冲击作用，通过调节气动活塞运动幅度模拟车辆轮载对路面材料冲击力大小。评价抗冲刷性能指标包括冲刷物占总质量百分比及冲刷后试件强度与原试件强度百分比，本发明值得推广。

主权项

一种路面基层材料抗冲刷性能试验装置，包括一套振动台(1)，其特征在于：振动台频率范围为0‑10kHz之间，通过调节频率来调整振动台振动幅度，改变水流方向对试件进行预冲刷，将试件表面未粘结或松散颗粒冲刷掉；在振动台上面设置一个冲刷桶(2)，在冲刷桶(2)底面上固结有底座，在底座上面设置了一套下固定器(3)，下固定器(3)形状为圆台形，圆台形下边缘距离冲刷桶为2cm，圆台形外坡度为1:3,下固定器顶面设置一个凹槽，凹槽内径比试件直径大2mm，在凹槽内放置下防摩擦土工布(4)，在土工布上面放置试件(5)，试件顶面采用压板(6)给予稳定，在压板与试件接触安装了一个大孔橡胶板(7)，橡胶板尺寸与试件尺寸相匹配，大孔径橡胶板用于模拟车辆轮胎对路面作用效果，在压板上部设置一套弹簧(8)用于施加瞬时荷载；冲刷桶(2)为双层圆柱形透明塑料圆桶，在双层圆柱形透明塑料圆桶外表面设置水位刻度尺，内径40cm，外径为50cm，高度为30cm，圆桶底与圆桶壁为一个整体，圆桶顶盖上面设置外螺旋螺纹，圆桶内壁设置有相匹配的内螺旋螺纹，其中顺时针可以拧紧桶盖，逆时针可以拆卸桶盖，在桶盖顶端中心位置设置一个圆孔，孔径大小与压杆直径相匹配；在双层圆柱形透明塑料圆桶内壁环向每间隔22.5°、竖向每间隔3cm设置一个电脑可调方向喷水嘴(9)，即在圆筒环向设置16个喷水嘴(9)，竖向设置13个喷水嘴(9)，共计208个喷水嘴(9)，通过电脑程序进行控制不同喷水嘴喷水方向，喷水嘴可以旋转对试件进行喷水，模拟在复杂条件下雨滴从不同方向对材料冲刷作用；在每个喷水嘴端部设置一个定位装置(10)，通过无线与电脑控制系统(11)连接，通过对208个喷水嘴端部试验中轨迹进行编程，编辑208个试验通道，主要编辑时间—喷头方向关系曲线，模拟在风荷载作用下，水流从不同方向、不同角度对试件冲刷作用；在密封双圆柱形冲刷桶中间四周均匀布置四个可调节给水压力管道(12)，满足双层圆柱形透明塑料圆桶内部水压要求，水压控制通过加压泵为冲刷桶内水进行加压，然后水通过喷水嘴(9)喷向试件表面模拟水压对材料冲刷作用；瞬时加载装置包括压板(6)、压杆(13)、弹簧(8)、橡胶板(7)、气动活塞(14)、平衡杆(15)，在压板(6)上面设置橡胶板(7)，橡胶板面呈现大孔槽形式，模拟汽车轮胎的结构形式，压板(6)上端连接压杆(13)，在压板(6)与桶盖之间设置弹簧(8)，压杆直接穿过桶盖与平衡杆(15)铰接，在支撑杆中间位置设置一个气动活塞(14)，通过气动活塞上下移动能够保证压杆上下移动，对弹簧进行压缩冲击，压缩冲击力直接作用给压板及橡胶板，模拟汽车轮载对材料瞬时作用，通过调节气动活塞(14)运动幅度模拟车辆轮载对路面材料瞬时冲击力。