專利名稱：路面基層抗沖刷性能測試設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及道路工程路面基層抗沖刷性能測試領域。特別涉及提出一種半剛性基
層抗沖刷性能測試設備。
背景技術：
路面的水損害是至今為止尚未解決的難題，特別是半剛性基層路面的誰損害相當 普遍。產(chǎn)生水破壞的原因很多，一個很重要的原因就是由于路表水由孔隙，接、裂縫處進入 面層與半剛性基層交界面，滯留在交界面中的自由水在大量車輛荷載(特別是載重貨車高 速行駛)作用時，都會產(chǎn)生相當大的動水壓力和抽吸力，這兩種力的瞬時先后重復作用達 到一定的次數(shù)后會導致面層與基層脫空，這將導致路面結(jié)構(gòu)受力狀況惡化，進而破壞路面 結(jié)構(gòu)。由于路面水是無孔不入的完全防止路面水的侵入是不可能的，因此討論材料特別是 半剛性基層的抗沖刷性能就有著其重要意義。 為研究和評價材料的抗沖刷性能，世界各國道路研究工程者為研制開發(fā)材料沖刷
的試驗儀器做了許多有益的工作，其中最具代表性的是法國和澳大利亞的工作者。 在法國，研究人員利用旋轉(zhuǎn)刷或振動臺來做基層材料的室內(nèi)沖刷性能試驗。旋轉(zhuǎn)
刷試驗是依靠旋轉(zhuǎn)著的鋼絲刷對試件的表面進行磨刷作用，并通過不同試件被鋼絲刷刷下
的材料顆粒重量的多少來衡量它們抗沖刷能力的強弱。這種試驗方法或許在一定程度上對
基層的沖刷過程中類似于機械磨損現(xiàn)象進行了模擬，但在整個試驗中沒有涉及到水?；鶎?br> 材料在道路面層下受到水流的沖刷作用過程中，不但有類似于機械運動中的磨損現(xiàn)象，而
且更重要的是在行車荷載作用下產(chǎn)生動水壓力的破壞作用和"泵吸作用"，這些因素在旋轉(zhuǎn)
刷試驗中都沒有被模擬。因而，用這種試驗方法來評價半剛性基層材料的抗沖刷能力與實
際狀況相差甚遠。 澳大利亞利用振動臺進行水泥處置材料的沖刷試驗，首先用CBR模筒制備試件， 將試件擊實到100%標準擊實法的最大干密度，脫模養(yǎng)生并浸水，然后放到鋼容器內(nèi)，向鋼 容器中注水至水到50mm然后開動振動臺5min烘干從試件上沖刷下的水泥處置材料，以確 定每分鐘的沖刷率(稱為沖刷性)。它在試驗過程中考慮了水對試件的浸蝕作用及路面面 層在行車荷載的作用下對飽水基層頂面的"泵吸作用"。但是，這種試驗裝置的主要缺陷在 于它不能為不同的試件提供相同的試驗條件。從表面上來看，在試驗過程中振動臺的頻率 是一定的，振動臺上鋼桶中的試件與振動臺的頻率應該保持一致。但是，事實上試件所受到 的作用力的大小與頻率均在很大范圍內(nèi)變化，幾乎是無規(guī)律的。 在我國，長安大學沙愛民研制沖刷試驗設備填補了我國路面材料沖刷性能試驗的 空白，它主要是利用瞬時加載，封閉體積內(nèi)水的快速壓縮產(chǎn)生荷載應力和動水壓力；利用瞬 時卸載時，封閉體積內(nèi)水的快速膨脹造成內(nèi)外壓力差形成動水抽吸作用，通過周期性的瞬 時加載和卸載，反復作用，在短期內(nèi)模擬得到路面長期內(nèi)承受荷載作用后的變形情況，經(jīng)過 一定的作用次數(shù)后，測出試件的沖刷變形量，由變形量來評定該類基層的抗沖刷能力。但其 設備復雜，不易在實際工程中推廣使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種路面基層抗沖刷性能測試設備，包括支架，支架底部 設置底盤，旋轉(zhuǎn)支座和擋水板安置于底盤上，擋水板放置在底盤上，套在旋轉(zhuǎn)支座和試件外 用于阻擋試驗時濺出的水花，電機安置于底盤下、傳動軸穿過底盤連接旋轉(zhuǎn)支座與電機，支 架頂部設置有噴頭。 進水管連接到水壓力機，水壓力機引出的出水管連接至噴頭。 該設備測試原理簡單、操作簡便、測試準確、快速，可以實現(xiàn)快捷、客觀、準確、高效 率檢測與評價路面抗沖刷性能。測試設備的檢測及儀器的制造費用相對較低，儀器所有元 件均為國產(chǎn)，使用、維修方便，并且該測試設備可靠性好，有利于該設備的推廣應用。
本發(fā)明技術突出的優(yōu)點在于 (1)新的試驗裝置應能準確模擬實際路面板對水的作用而產(chǎn)生的沖刷，主要考慮 動水壓力的影響，使之與實際沖刷現(xiàn)象聯(lián)系更加緊密； (2)新的試驗機應該能精確控制試驗的沖刷頻率和沖刷作用力，保證試驗的同一 性。同時，根據(jù)試驗要求可以對這兩個試驗參數(shù)進行調(diào)節(jié)，能滿足不同試驗要求；
(3)本試驗裝置設計思路簡單明了，裝置簡易運輸方便。既可以在在實驗室做科研 使用，也可以在工地用于檢測。


圖1為公路路面基層抗沖刷性能測試儀結(jié)構(gòu)圖；
圖2為儀器噴頭布置圖。 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的內(nèi)容作進一步詳細說明。
具體實施例方式
本發(fā)明主要包括水壓力部件、測試部件以及支座部件。 參見圖l，抗沖刷測試儀器有水壓力機2為其提過試驗需要的動水壓力，水由進水 管1進入水壓力機2，得到試驗需要的壓力后由出水管3流入測試部件進行沖刷試驗。噴頭 4位于頂盤9上，儀器有兩個噴頭，從噴射出一定壓力的水柱擊打放置在旋轉(zhuǎn)支座5上的試 件。電機7和傳動軸6帶動旋轉(zhuǎn)支座5以一定的速度旋轉(zhuǎn)，從而帶動其上的試件旋轉(zhuǎn)，使得 試件頂面全部受到水柱沖刷，以此保證數(shù)據(jù)的準確性和有效性。試件沖刷一定時間隔后，從 儀器中取出，測量其重量損失得出沖刷量，而后再進行一個時間間隔的沖刷，測量沖刷量。 如此往復直到知道試件重量損失不再有明顯變化。得出一組不同沖刷次數(shù)下的試件沖刷 量，分析其中規(guī)律。 參見圖2，噴頭布置在頂盤上距同心圓心分別R二 1.625cm、4. 875cm處。旋轉(zhuǎn)支座 5帶動試件旋轉(zhuǎn)一周可使得試件頂面全部受到?jīng)_刷作用。 該測試裝置可以真實地反映不同類型結(jié)構(gòu)基層的抗沖刷性能，保證測試結(jié)果的可 靠性，其實際應用效果顯著。 本發(fā)明可評價不同類型基層結(jié)構(gòu)的抗沖刷性能，深入認識基層抗沖刷使用性能的 基本變化規(guī)律，從而為合理的公路設計提供可靠依據(jù)?？梢钥陀^準確的反應不同類型基層
4在不同氣候環(huán)境下，一定時間內(nèi)的沖刷破壞情況，為不同地區(qū)基層設計和施工提供指導。因 此本發(fā)明是一種目前為止比較理想而科學的測試設備。此項技術可以運用于路面抗沖刷性 能測試中，可以方便快捷地實現(xiàn)預期的目標，具有廣泛的應用價值。 為解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案，共分為3個部分水壓力部件、測試部 件以及支座部件。所述水壓力部件包括進水管，水壓力機，出水管。水由進水管進入水壓力 機內(nèi)獲得試驗需要壓強后通過出水管流入測試部件進行沖刷試驗。所述測試部件包括噴 頭、旋轉(zhuǎn)支座、傳動軸、電機以及擋水板。噴頭提供一定動水壓力沖刷其正下方旋轉(zhuǎn)支座上 的試件，電機和傳動軸為旋轉(zhuǎn)支座提供動力，旋轉(zhuǎn)支座帶動試件旋轉(zhuǎn)使試件整個頂面全部 受到?jīng)_刷，擋水板用于阻擋沖刷時水的濺射。所述支座部件包括頂盤、底盤和支撐桿。頂盤 放置噴頭，底盤放置旋轉(zhuǎn)支座、傳動軸以及電機，整個儀器結(jié)構(gòu)由三個支撐桿固定、支撐。
權利要求
一種路面基層抗沖刷性能測試設備，其特征在于，包括支架(11)，支架(11)底部設置底盤(10)，旋轉(zhuǎn)支座(5)和擋水板(8)安置于底盤(10)上，擋水板(8)放置在底盤(10)上，套在旋轉(zhuǎn)支座(5)和試件外用于阻擋試驗時濺出的水花，電機(7)安置于底盤(10)下、傳動軸(6)穿過底盤(10)連接旋轉(zhuǎn)支座(5)與電機(7)，支架(11)頂部設置有噴頭(4)。
2. 根據(jù)權利要求l所述的一種路面基層抗沖刷性能測試設備，其特征在于，進水管(1) 連接到水壓力機(2)，水壓力機(2)引出的出水管(3)連接至噴頭(4)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種路面基層抗沖刷性能測試裝置，其中包括支架，支架底部設置底盤，旋轉(zhuǎn)支座和擋水板安置于底盤上，擋水板放置在底盤上，套在旋轉(zhuǎn)支座和試件外用于阻擋試驗時濺出的水花，電機安置于底盤下、傳動軸穿過底盤連接旋轉(zhuǎn)支座與電機，支架頂部設置有噴頭。本發(fā)明利用該路面基層抗沖刷性能測試裝置對不同類型基層進行沖刷能力測試，分析比較不同類型基層混合料的抗沖刷能力，提供可靠的試驗依據(jù)。
文檔編號G01N5/04GK101793657SQ20101012630
公開日2010年8月4日 申請日期2010年3月18日 優(yōu)先權日2010年3月18日
發(fā)明者王博, 鄭木蓮, 陳拴發(fā) 申請人:長安大學