一种道路抗冲刷性能试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种道路抗冲刷性能试验装置，包括冲刷桶，冲刷桶中放置有试件，并在冲刷桶中填充有水，水面超出试件顶面；试件的上方设置有可沿靠近或远离试件顶面方向运动的冲刷板，冲刷板往复运动带动水流运动，水流运动对试件表面造成冲刷。本实用新型专利技术通过导入交流，交流电方向周期性变化从而实现导杆上下反复运动，通过导杆带动冲刷板移动，在冲刷桶内产生动水对试件进行冲刷和抽吸循环作用；通过控制台改变交流电的频率及电流大小可以实现对冲刷动水压力的精确控制，能够更真实的模拟实际冲刷过程中不同动水压力及作用频率对基层或面层的冲刷。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及道路工程
，涉及一种道路性能试验装置，具体涉及一种道路抗冲刷性能试验装置。
技术介绍
水泥路面与沥青路面直接暴露于自然环境中，在降雨天或路表面有积水时，高速行驶的车辆经过被水覆盖的路面时会产生较高压力的动水，动水对沥青路面反复冲刷使面层沥青混合料的集料剥落，造成沥青混合料的严重水损害，影响面层路用性能；动水对水泥路面的冲刷会造成水泥混凝土的溶蚀及细集料的脱落，影响混凝土的强度及使用性能。此夕卜，路表的自由水通过孔隙、裂缝、接缝进入面层与基层的交界处，该处的积水在车辆荷载作用下同样会产生较大的动水压力和抽象力，对半刚性基层重复作用引起基层的冲刷掏空，造成面层与基层的脱空，导致路面结构受力的改变。大量工程实际表明，基层冲刷往往会造成路面的积泥、沉陷、开裂、错台等病害，严重影响路面的寿命及使用。国内外常见的评价道路材料冲刷性能的设备主要有旋转刷、振动台，这类试验设备没有水的参与，与工程实际情况相差较大；道路材料冲刷机在冲刷过程中有虽然有水的参与，但这类设备不能控制动水压力的大小及频率；喷射高压冲刷、旋转水流冲刷等试验设备能够控制动水压力大小，但不能模拟自由水的栗吸作用，并不能很好的模拟道路材料的实际冲刷情况；借助MTS的基层材料冲刷设备能够很好的控制动水压力的大小及频率，能够很好的模拟动水对基层的冲刷作用，但这类设备体积大、成本高、操作复杂，不适合推广使用。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的问题，本技术的目的在于，提供一种可控冲刷强度及频率的道路材料抗冲刷性能试验装置，更加真实地模拟实际工作环境中的冲刷情况，确保试验结果的有效性。为了实现上述任务，本技术采用以下技术方案:—种道路抗冲刷性能试验装置，包括冲刷桶，冲刷桶中放置有试件，并在冲刷桶中填充有水，水面超出试件顶面；试件的上方设置有可沿靠近或远离试件顶面方向运动的冲刷板，冲刷板往复运动带动水流运动，水流运动对试件表面造成冲刷。进一步地，所述的冲刷板由一个驱动系统控制运动，该驱动系统包括一个固定架，固定架的内部具有一个封闭的内腔，内腔的外部环绕内腔设置有环形的容纳腔，容纳腔中设置有绕组支架，绕组支架上缠绕有绕组，容纳腔的外部通过轭铁密封；所述的内腔中活动式设置有一个衔铁，衔铁底部通过穿出内腔的导杆与所述的冲刷板连接；在内腔中的顶部设置有弹簧。进一步地，所述的冲刷板上设置有用于和导杆对接的推杆，冲刷板的周向为圆形结构，纵向截面呈等腰梯形；等腰梯形的腰与上底之间的夹角为3°?5°。进一步地，所述的冲刷板的底部设置有导水板，导水板上分布有花纹结构。进一步地，所述的冲刷板的底面设置有球面状栗吸腔，栗吸腔的纵向截面为一段圆弧，该圆弧对应的圆心角的度数α为60°?90°。进一步地，在环绕栗吸腔的边缘上设置有一圈导流面，导流面为斜面，斜面与水平面之间的夹角度数β为15°?30° ;导流面的两端分别与栗吸腔的边缘、导水板的边缘相接。进一步地，所述的冲刷桶中填充的水注满冲刷桶，在冲刷桶的顶部设置有中部带有通孔的橡胶盖。进一步地，所述的冲刷桶设置在一个带有凹腔的底座中，底座具有侧壁，在底座的侧壁上设置有位置可调的托板，所述的固定架通过螺栓固定在托板上，托板上有用于通过导杆的孔。进一步地，所述的道路抗冲刷性能试验装置还包括一个控制系统，控制系统包括控制台，控制台中设置有通过控制器控制的可变电阻器以及变频器，可变电阻器和变频器均与所述的绕组连接；在内腔中的顶部设置有计数传感器，在冲刷桶靠近试件顶面的侧壁上设置有压力变送器，计数传感器、压力变送器均与控制器连接。本专利技术与现有技术相比具有以下技术特点:1.本技术通过导入交流，交流电方向周期性变化从而实现导杆上下反复运动，通过导杆带动冲刷板移动，在冲刷桶内产生动水对试件进行冲刷和抽吸循环作用；通过控制台改变交流电的频率及电流大小可以实现对冲刷动水压力的精确控制，能够更真实的模拟实际冲刷过程中不同动水压力及作用频率对基层或面层的冲刷。2.本技术采用刚性和柔性两种不同的冲刷板，既可以模拟动水对基层材料的冲刷作用，同时可以模拟动水对于面层材料的冲刷、栗吸作用；3.本技术采用电磁驱动方式获得冲刷动力，提高了冲刷效率，具有低磨耗、噪声小的优点。4.本技术结构合理、使用方便，体积小巧、便于搬运，成本较低，易于实现，适合推广使用。【附图说明】图1为本技术的整体结构示意图；图2为柔性的冲刷板的结构示意图；图3为刚性的冲刷板的结构示意图；图4为本技术的工作流程示意图；图中标号代表:1 一底座，2—侧壁，3—托板，4一衔铁，5—轭铁，6—绕组支架，7—绕组，8—缓冲弹黃，9—固定架，10—导杆，11—冲刷板，12—冲刷桶，13—螺检，14—试件，15—压力变送器，16—计数传感器，17—控制台，18—导线，19—推杆，20—花纹，21—导水板，22一导流面，23一栗吸腔。【具体实施方式】道路材料在实际应用过程中面临的水损害主要体现在水流对材料表面的冲刷以及水流运动过程中产生的栗吸作用而使材料表面产生的剥离上。然而现有的试验设备均不能客观、有效地模拟上述过程。本技术的思路是，提供一种通过控制水流运动来模拟冲刷、栗吸等作用的试验装置。如图1所示，一种道路抗冲刷性能试验装置，包括冲刷桶12，冲刷桶12中放置有试件14，并在冲刷桶12中填充有水，水面超出试件14顶面；试件14的上方设置有可沿靠近或远离试件14顶面方向运动的冲刷板11，冲刷板11往复运动带动水流运动，水流运动对试件14表面造成冲刷。本技术的主体结构包括一个装有试件14的冲刷桶12。冲刷桶12中有没过试件14顶面的水，为冲刷提供条件；试件14的侧面与冲刷桶12之间不留间隙或留有较小的间隙，尽可能减小水流对试件14侧面冲刷给试验结果造成的影响。本专利技术中设置了冲刷板11结构，冲刷板11整体没入术中，冲刷板11在水中上下运动时，带动水流运动；当冲刷板11的运动频率很高时，水流运动是剧烈的，这样就能在试件14表面形成多方向、多角度、多类型的冲刷效果，尽可能地接近自然条件下道路材料面临的实际情况。当冲刷板11靠近试件14表面时，冲刷板11对冲刷板11和试件14之间的水流挤压，使二者之间的水流快速逃逸，在试件14表面产生冲刷作用；而当冲刷板11快速朝着远离试件14表面的方向运动时，冲刷板11两侧的水流的流速不足以快速填充冲刷板11和试件14表面之间产生的空间，因此冲刷板11向上移动时，会在冲刷板11底部产生栗吸作用，对试件14表面的材料产生剥离作用。由此本装置能通过一个结构实现多种模拟效果，实验效果更好。为了在试验过程中保证栗吸效果，需要使冲刷板11的运动方向与水平面保持垂直，并且冲刷板11与冲刷桶12之间的间隙不能过大。更优地，冲刷桶12中填充的水注满冲刷桶12，在冲刷桶12的顶部设置有中部带有通孔的橡胶盖，这种设置可减少冲刷过程中水的损失量，保证冲刷板11始终能全部没入水中，减少水的补充量。如图1所示，为了使冲刷效果更佳，更好地模拟冲刷，那么就要保持冲刷板11运动的规律性和高速。因此本方案中设置了一套驱动系统，该驱动系统包括一个固定架9，固定架9的内部具有一个封闭的内腔，内腔的外部环绕内腔设置有环形的容纳腔，容纳腔中设置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种道路抗冲刷性能试验装置，其特征在于，包括冲刷桶(12)，冲刷桶(12)中放置有试件(14)，并在冲刷桶(12)中填充有水，水面超出试件(14)顶面；试件(14)的上方设置有可沿靠近或远离试件(14)顶面方向运动的冲刷板(11)，冲刷板(11)往复运动带动水流运动，水流运动对试件(14)表面造成冲刷。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：申爱琴，何天钦，郭寅川，于澎，郑盼飞，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61