專利名稱：瀝青混合料路面磨耗模擬器及其測試方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于道路工程，涉及一種路面測試儀，特別是一種瀝青混合料路面磨耗模擬器。
背景技術(shù)：
在目前的道路設計規(guī)范中，只有水泥混凝土路面有耐磨性試驗方法，而目前道路主 要的鋪面形式瀝青混凝土路面的規(guī)范中尚無有關規(guī)定。只有己建成路面的摩擦系數(shù)測定 的試驗方法。
關于水泥混凝土的耐磨性試驗，目前國內(nèi)外都有了比較成熟的方法，在美國的ATSM C 77-89a中主要包括三種方法轉(zhuǎn)盤式、琢毛滾輪式和滾珠式。我國建材料科學研究 院參照美國ATSM C 944-95的原理。采用旋轉(zhuǎn)磨耗法研制出了水泥混凝土的新型磨耗試 驗機和水泥混凝土路面耐磨性試驗方法(T 0510-2005)。
水泥混凝土的耐磨性試驗將試件放至耐磨試驗機的水平轉(zhuǎn)盤上，用夾具將其輕輕 緊固。在200N負荷下磨30轉(zhuǎn)，然后取下試件刷凈表面粉塵稱重，記下相應質(zhì)量，然后 在200N負荷下磨60轉(zhuǎn)，然后取下試件刷凈表面粉塵稱重，并記錄剩余質(zhì)量。其是用花 輪刀來磨水泥混凝土試塊，計算每一試件的磨損量來表征水泥混凝土的耐磨性，其直接 用于瀝青混凝土上明顯不合適。
目'前，關于瀝青混凝土道路的摩擦性能方面的相關儀器主要有擺式摩擦系數(shù)測定儀、 動態(tài)摩擦系數(shù)(DF)測定儀、制動力系數(shù)(BFC)測試儀和橫向力系數(shù)測試儀。但是這幾 種測試儀只能測量路面的摩擦力性能，不能測試路面的耐磨性能；而在實際的工程實踐 中，瀝青路面所用材料的耐磨性能的測試是亟待解決的問題。由于沒有一定的試驗設備 對材料的抗磨耗性能進行測試，導致目前磨耗層的材料取向單一，造成了公路所在地的 某些滿足要求的石料不能應用以及大量的資源浪費等。橫向力系數(shù)測試儀，其通過一個20。偏角的測試輪測定路面的動態(tài)摩擦系數(shù)值，可以 反映縱、橫兩個方向的摩擦力性能。路況快速檢測系統(tǒng)能以任意速度對路面進行長距 離連續(xù)測試，每次攜帶的噴灑水量可供測試約50km.

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對目前規(guī)范中沒有關于瀝青混凝土路面耐磨耗試驗的相關規(guī) 定，提供一種瀝青混合料路面磨耗模擬器及其測試方法，可以對瀝青混合料的抗輪胎磨 耗能力進行全面評價，延伸了評價的內(nèi)容，實現(xiàn)的試驗過程的自動控制。
為達到以上目的，本發(fā)明所采用的解決方案是利用加速加載的方法，對車轍板進 行輪胎的磨耗，實際測量磨耗后車轍板的摩擦系數(shù)，從而得出瀝青混合料的抗輪胎磨耗 能力。
一種瀝青混合料路面磨耗模擬器，其包括支架、電動機、輪胎、控制器，支架兩端 裝配有輪胎，電動機設置于支架正下方，控制器與電動機相連控制其運轉(zhuǎn)。
其還包括重力施加系統(tǒng)，其設置于支架上；最佳的，所述重力施加系統(tǒng)對稱設置于 電動機兩側(cè)。
所述重力施加系統(tǒng)包括承重裝置及置于承重裝置上的重力裝置，重力裝置以選用砝 碼為佳。
其還包括噴水系統(tǒng)，其設置于輪胎外側(cè)，由控制器控制噴水。
所述噴水系統(tǒng)包括噴頭、噴頭引用水源及噴頭固定裝置，噴頭與控制器相連并由控 制器控制其工作。
一種瀝青混合料路面磨耗模擬器的測試方法，其包括以下步驟
1) 瀝青混合料制成車轍板，置于輪胎下方及輪胎轉(zhuǎn)動所經(jīng)之地；
2) 控制器控制電動機運轉(zhuǎn)，模擬器支架隨電動機轉(zhuǎn)動而帶動輪胎在車轍板上轉(zhuǎn)動；
3) 輪胎完成所設定摩擦次數(shù)后，模擬器停止工作；
4) 取出車轍板，通過擺式摩擦系數(shù)測定儀測定車轍板上輪胎作用位置的瀝青混合料的摩擦系數(shù)。
所述控制器根據(jù)需要調(diào)整電動機的轉(zhuǎn)速模擬車速。
其還包括在所述步驟2)前，通過重力施加系統(tǒng)在模擬器支架上施加所需壓力模擬 實際車載。
其還包括在所述步驟2)前，通過噴水系統(tǒng)對車轍板噴射水模擬下雨。
由于采用了上述方案，本發(fā)明具有以下特點本發(fā)明實現(xiàn)了對瀝青混合料路面的耐 磨性測試，且結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，測試靈活。


圖1為本發(fā)明瀝青混合料路面磨耗模擬器示意圖。 圖2為本發(fā)明模擬器實際測試的流程圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖所示實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
本發(fā)明瀝青混合料路面磨耗模擬器由支架1、電動機2、砝碼3、噴頭4、輪胎5、
控制器7共同構(gòu)成，如圖1所示，其具體的結(jié)構(gòu)和裝配關系如下
支架1是具有可以承擔300KN拉力和壓力的工字型鋼梁，在支架1的兩端按照現(xiàn)有 的電動車裝配輪胎的方式把輪胎5裝配在支架1上，電動機2裝配在支架1的下方，支 架1由電動機2控制可以按照一定的速度在平面上轉(zhuǎn)動。支架1與電動機2相連接時， 只有水平方向上受力，豎直方向上可以自由滑動。支架1上還配有可以放置砝碼3的裝 置。砝碼3可以固定在支架1的上方以提供輪胎5的壓力，根據(jù)調(diào)節(jié)砝碼3的重量的大 小可以模擬不同載重對瀝青混合料路面的磨耗程度的大小。
所述的電動機2是可以提供支架1轉(zhuǎn)動的動力機械，并且可以根據(jù)支架1轉(zhuǎn)速的不 同而調(diào)節(jié)動力大小。
所述的輪胎5為直徑為30cm左右，寬度為10cm的實際輪胎，外部花紋可以根據(jù)實 際路面上車輛的輪胎花紋而更改，并具有充氣裝置，可以隨時加壓和減壓。
所述的控制器7，通過數(shù)據(jù)線與電動機2、噴頭4相連，由轉(zhuǎn)速控制器、噴頭控制器 組成，通過控制電動機2的轉(zhuǎn)速和噴頭4進水量的大小可實時控制支架1的轉(zhuǎn)速、噴水 的大小。通過此模擬車流量的大小和下雨量的大小對瀝青混合料路面抗磨耗作用的影響。
所述的噴頭4與外部的水源相連，安置在獨立的支架上。可以通過噴頭控制器調(diào)節(jié) 進水量大小來控制噴頭4的噴水量。
本發(fā)明瀝青混合料路面磨耗模擬器的工作流程如下a) 將瀝青混合料做成的四個車轍板6，成正方形緊密放在輪胎5轉(zhuǎn)動可以經(jīng)過 的地方；
b) 利用支架1的轉(zhuǎn)動，將車輪5轉(zhuǎn)動到在車轍板6上。然后根據(jù)要模擬的實 際車載重的大小將固定重量的砝碼3固定在支架1的上方；
c) 打開電動機2和控制器7的電源；
d) 打開噴頭4，通過噴頭控制器調(diào)節(jié)噴水的速率，速率的大小按照實際道路上 的下雨量的大小控制；
e) 啟動電動機2，通過轉(zhuǎn)速控制器，調(diào)節(jié)電動機2，使模擬輪胎5通過支架1 的轉(zhuǎn)動在車轍板6上做一個方向的轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速按照公路上車輛的實際平均 速度制定；
f) 當完成設定的摩擦次數(shù)后，系統(tǒng)自動停止；摩擦次數(shù)按照實際交通量的大 小確定，系統(tǒng)停止后，將車轍板6取出，利用擺式摩擦系數(shù)測定儀測定車 轍板6上輪胎5作用位置的瀝青混合料的摩擦系數(shù)。
本發(fā)明瀝青混合料路面磨耗模擬器的基本工作原理是通過模擬輪胎的滑動摩擦對 車轍板的影響來模擬實際路面上車輛輪胎的滾動摩擦對實際路面的影響。
本發(fā)明具有的優(yōu)點(1)彌補了現(xiàn)有規(guī)范中沒有瀝青混合料耐磨耗性能試驗的空白；
(2)通過小型的環(huán)道試驗，提供了很多可以用于測量瀝青混合料磨耗后摩擦系數(shù)的點， 從而大幅度提高的工作效率；(3)試驗設備具有很大的靈活性，模擬輪胎旋轉(zhuǎn)的速度和 次數(shù)、模擬輪胎對車轍板壓力的大小都可以根據(jù)試驗需要進行自主設定，因此試驗評價 的范圍很廣泛；(4)設備的設計合理，在外支架上設有噴水頭，可以隨時向車轍板上灑 水， 一方面，可以模擬雨天輪胎對路面的磨耗作用；另一方面，可以通過適量的灑水， 使試驗中模擬輪胎的轉(zhuǎn)動更加趨于穩(wěn)定；(5)設備操作方便，只需設定相關參數(shù)，輪胎 就可以自動的在車轍板上轉(zhuǎn)動；(6)本發(fā)明具有很好的可拓展性，通過對輪胎旋轉(zhuǎn)的速 度和次數(shù)、模擬輪胎對車轍板壓力的大小等參數(shù)的修改，可實現(xiàn)不同的試驗流程和試驗 需求，更加靈活地的適應了路面技術(shù)和交通技術(shù)的發(fā)展。
上述的對實施例的描述是為便于該技術(shù)領域的普通技術(shù)人員能理解和應用本發(fā)明。 熟悉本領域技術(shù)的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，并把在此說明的一 般原理應用到其他實施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動。因此，本發(fā)明不限于這里的實施 例，本領域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，對于本發(fā)明做出的改進和修改都應該在本發(fā)明 的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種瀝青混合料路面磨耗模擬器，其特征在于其包括支架、電動機、輪胎、控制器，支架兩端裝配有輪胎，電動機設置于支架正下方，控制器與電動機相連控制其運轉(zhuǎn)。
2、 如權(quán)利要求1所述的瀝青混合料路面磨耗模擬器，其特征在于其還包括重力施 加系統(tǒng)，其設置于支架上。
3、 如權(quán)利要求2所述的瀝青混合料路面磨耗模擬器，其特征在于所述重力施加系 統(tǒng)對稱設置于電動機兩側(cè)。
4、 如權(quán)利要求2所述的瀝青混合料路面磨耗模擬器，其特征在于所述重力施加系 統(tǒng)包括承重裝置及置于承重裝置上的重力裝置，重力裝置以選用砝碼為佳。
5、 如權(quán)利要求1所述的瀝青混合料路面磨耗模擬器，其特征在于其還包括噴水系 統(tǒng)，其設置于輪胎外側(cè)，由控制器控制噴水。
6、 如權(quán)利要求5所述的瀝青混合料路面磨耗模擬器，其特征在于所述噴水系統(tǒng)包 括噴頭、噴頭引用水源及噴頭固定裝置，噴頭與控制器相連并由控制器控制其工作。
7、 如權(quán)利要求1所述的瀝青混合料路面磨耗模擬器的測試方法，其特征在于其包 括以下步驟1) 瀝青混合料制成車轍板，置于輪胎下方及輪胎轉(zhuǎn)動所經(jīng)之地；2) 控制器控制電動機運轉(zhuǎn)，模擬器支架隨電動機轉(zhuǎn)動而帶動輪胎在車轍板上轉(zhuǎn)動；3) 輪胎完成所設定摩擦次數(shù)后，模擬器停止工作；4) 取出車轍板，通過擺式摩擦系數(shù)測定儀測定車轍板上輪胎作用位置的瀝青混合料 的摩擦系數(shù)。
8、 如權(quán)利要求7所述的瀝青混合料路面磨耗模擬器的測試方法，其特征在于所述 控制器根據(jù)需要調(diào)整電動機的轉(zhuǎn)速模擬車速。
9、 如權(quán)利要求7或8所述的瀝青混合料路面磨耗模擬器的測試方法，其特征在于 其還包括在所述步驟2)前，通過重力施加系統(tǒng)在模擬器支架上施加所需壓力模擬實際車載。
10、 如權(quán)利要求7或8所述的瀝青混合料路面磨耗模擬器的測試方法，其特征在于其還包括在所述步驟2)前，通過噴水系統(tǒng)對車轍板噴射水模擬下雨。
全文摘要
一種瀝青混合料路面磨耗模擬器，其包括支架、電動機、輪胎、控制器，支架兩端裝配有輪胎，電動機設置于支架正下方，控制器與電動機相連控制其運轉(zhuǎn)，其還可以在支架上設置重力施加系統(tǒng)模擬車載重量，以及在輪胎外側(cè)設置噴水系統(tǒng)模擬下雨。瀝青混合料路面磨耗模擬器的測試方法，其將瀝青混合料制成車轍板，置于輪胎下方及輪胎轉(zhuǎn)動所經(jīng)之地；可以選擇的對支架施加壓力或者對車轍板噴水，由控制器控制電動機運轉(zhuǎn)，模擬器支架隨電動機轉(zhuǎn)動而帶動輪胎在車轍板上轉(zhuǎn)動；再通過擺式摩擦系數(shù)測定儀測定車轍板上輪胎作用位置的瀝青混合料的摩擦系數(shù)。本發(fā)明實現(xiàn)了對瀝青混合料路面的耐磨性測試，且結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。
文檔編號G01N3/56GK101614642SQ200910054618
公開日2009年12月30日 申請日期2009年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月10日
發(fā)明者馮永艷, 迪 吳, 張宏超, 健 王, 王嘉駿, 路賀煒, 郭儀南 申請人:同濟大學