一種水泥混凝土路面加速磨耗試驗裝置制造方法
【專利摘要】一種水泥混凝土路面加速磨耗試驗裝置，包括密閉工作箱，所述密閉工作箱內(nèi)設(shè)置支撐臺，支撐臺上部設(shè)置用于對支撐臺上的水泥混凝土試件進行測試的測試部件，所述的測試部件包括可調(diào)荷載板、固定在密閉工作箱上的動力裝置和用于模擬路面輪胎作用的硬質(zhì)鋼輪。本實用新型裝置操作簡便，經(jīng)濟實用。本實用新型的測試原理簡單，彌補了人工方法測試的不足，本實用新型中荷載以及磨耗速度均為可調(diào)，便于模擬不同的道路交通條件并且表征指標簡單易懂。本實用新型針對混凝土磨耗性能的測試，用于評價混凝土抗磨耗性能。
【專利說明】一種水泥混凝土路面加速磨耗試驗裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于道路工程混凝土抗磨耗性能領(lǐng)域，特別涉及一種混凝土路面加速磨耗試驗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]水泥混凝土路面在行車荷載和車輪輪胎的作用下，反復受到磨損和沖擊的雙重作用。其作用過程首先是混凝土表面砂漿層被磨耗，混凝土中的粗骨料逐漸暴露并失去砂漿的保護，這一過程表現(xiàn)的主要形式為磨耗；當混凝土中的上層粗骨料大部分暴露后，路面的耐磨性比新路面的狀態(tài)有所增強，表面紋理深度下降速度減慢，原來對砂漿的磨耗過程也逐漸向?qū)Υ止橇系哪ス膺^程發(fā)生轉(zhuǎn)變，這一過程表現(xiàn)的主要形式為磨光。在摩擦學中，將這兩種現(xiàn)象統(tǒng)稱為混凝土路面的“磨損”。
[0003]混凝土路面的磨耗性的影響因素主要有內(nèi)因和外因兩部分?；炷恋哪湍バ缘膬?nèi)因取決于硬化水泥漿和骨料的硬度和強度以及它們之間的黏結(jié)力。而外因主要是凍融循環(huán)、溫度濕度、磨耗方式等因素。凍融破壞是寒區(qū)路面結(jié)構(gòu)破壞的主要形式，而這也無疑加劇了對表層的磨耗層的破壞程度。寒冷地區(qū)凍融循環(huán)是成為路面剝蝕破壞的主要原因，但混凝土表面的磨耗卻無處不在地導致上述破壞的加速和惡化。工程中常見的路面磨損有磨粒磨損、疲勞磨損、腐蝕磨損等。其中尤以磨粒磨損對工程造成的損失最大，磨粒磨損可進一步分為二體磨損和三體磨損，由相關(guān)文獻可知在磨損過程中主要是三體磨損起作用，它有疲勞磨損產(chǎn)生的脫落物及砂石等異物進入到橡膠輪胎與水泥路面兩體之間，變成為二者的磨料，由于輪胎花紋與地面間的嵌擠使磨料被瞬間卡在兩體之間，而不能自由滾動，另一方面磨料為使自己以最低的能量狀態(tài)存在又要在兩磨面之間發(fā)生滾動，此時磨料對路面結(jié)構(gòu)形成切削磨損，而溫度濕度也同樣影響混凝土路面的磨耗情況。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的問題，提供一種水泥混凝土路面加速磨耗試驗裝置。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下的技術(shù)方案:
[0006]本實用新型包括密閉工作箱，所述密閉工作箱內(nèi)設(shè)置支撐臺，支撐臺上部設(shè)置用于對支撐臺上的水泥混凝土試件進行測試的測試部件，所述的測試部件包括可調(diào)荷載板、固定在密閉工作箱上的動力裝置和用于模擬路面輪胎作用的硬質(zhì)鋼輪。
[0007]所述硬質(zhì)鋼輪上設(shè)置連接件，連接件的頂部設(shè)置支撐裝置，支撐裝置上放有可調(diào)荷載板。
[0008]所述連接件上設(shè)置用于撒布沙粒的撒布器。
[0009]所述連接件為鋼柱，硬質(zhì)鋼輪中心設(shè)置有軸，鋼柱和硬質(zhì)鋼輪中心的軸連接。
[0010]所述動力裝置通過動力轉(zhuǎn)換裝置和硬質(zhì)鋼輪相連接。
[0011]所述動力裝置為電動機,動力轉(zhuǎn)換裝置為往復傳動機構(gòu)。[0012]所述水泥混凝土路面加速磨耗試驗裝置還包括設(shè)置在水泥混凝土試件的一側(cè)的用于給水泥混凝土試件供水的供水裝置和設(shè)置于水泥混凝土試件底部的廢水收集箱。
[0013]所述密閉工作箱上設(shè)置用于控制密閉工作箱內(nèi)溫濕度的控制臺。
[0014]所述密閉工作箱上內(nèi)設(shè)置用于記錄硬質(zhì)鋼輪對水泥混凝土試件作用次數(shù)的紅外發(fā)射計數(shù)器。
[0015]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型具有以下有益效果:
[0016]本實用新型通過在密閉工作箱內(nèi)設(shè)置動力裝置，動力裝置給硬質(zhì)鋼輪提供動力；硬質(zhì)鋼輪以一定的速度和荷載作用于設(shè)置在支撐臺上的水泥混凝土試件上，硬質(zhì)鋼輪模擬路面輪胎的作用，完成了對水泥混凝土試件的磨耗試驗，本實用新型裝置操作簡便，經(jīng)濟實用。本實用新型的測試原理簡單，彌補了人工方法測試的不足，本實用新型中荷載以及磨耗速度均為可調(diào)，便于模擬不同的道路交通條件并且表征指標簡單易懂。本實用新型針對混凝土磨耗性能的測試，用于評價混凝土抗磨耗性能。
[0017]進一步的，本實用新型通過設(shè)置控制臺，可以使密閉工作箱內(nèi)維持一定的溫度濕度；通過撒布器向水泥混凝土試件上撒布一定數(shù)量一定粒徑的石粒；設(shè)置供水裝置，可以模擬真實路面在雨天的磨耗情況；通過設(shè)置紅外發(fā)射計數(shù)器可以記錄硬質(zhì)鋼輪對水泥混凝土試件的作用次數(shù)。本實用新型真實模擬水泥混凝土路面的磨耗情況，考慮凍融循環(huán)、溫度濕度、磨耗方式以及路面積水等多種因素對混凝土磨耗性能的影響過程，可以完成對水泥混凝土路面的磨耗試驗。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為水泥混凝土路面加速磨耗試驗裝置示意圖；
[0019]其中，I為密閉工作箱，2為控制臺，3為支撐臺，4為水泥混凝土試件，5為廢水收集箱，6為供水裝置，7為硬質(zhì)鋼輪，8為可調(diào)荷載板，9為動力裝置，10為撒布器，11為紅外發(fā)射計數(shù)器，12為動力轉(zhuǎn)換裝置。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對本實用新型的內(nèi)容做進一步詳細說明。
[0021]參照圖1，本實用新型包括密閉工作箱1，所述密閉工作箱I內(nèi)設(shè)置紅外發(fā)射計數(shù)器11和支撐臺3，支撐臺3上放置有水泥混凝土試件4，水泥混凝土試件4的上部設(shè)置測試部件，其中，測試部件包括可調(diào)荷載板8、固定于密閉工作箱I上的動力裝置9，動力裝置9通過動力轉(zhuǎn)換裝置12作用于模擬路面輪胎作用的硬質(zhì)鋼輪7上，動力裝置9并帶動硬質(zhì)鋼輪7在有水泥混凝土試件4上進行滾動，硬質(zhì)鋼輪7外徑小，輪寬大；與硬質(zhì)鋼輪7相連接的連接件頂部設(shè)置支撐裝置，支撐裝置內(nèi)放置可調(diào)荷載板8，通過調(diào)節(jié)可調(diào)荷載板8的數(shù)量調(diào)節(jié)硬質(zhì)鋼輪7對水泥混凝土試件4的荷載，連接件上還設(shè)置用于撒布沙粒的撒布器10，為了模擬水泥混凝土路面的真實的三體磨耗情況，通過撒布器10撒布一定數(shù)量一定粒徑的石粒?？烧{(diào)荷載板8給硬質(zhì)鋼輪7提供一定的荷載，動力裝置9給硬質(zhì)鋼輪7提供動力，硬質(zhì)鋼輪7以一定的速度與荷載作用于水泥混凝土試件4上。密閉工作箱I內(nèi)設(shè)置有制冷制熱等裝置，通過控制設(shè)置在密閉工作箱I上的控制臺2，調(diào)節(jié)密閉工作箱I內(nèi)溫濕度，模擬凍融循環(huán)以及溫度濕度等真實路況。[0022]本實用新型中的動力裝置9為電動機，動力轉(zhuǎn)換裝置12為往復傳動機構(gòu)，連接桿為鋼柱；硬質(zhì)鋼輪中通過軸承設(shè)置心軸，心軸分別與往復傳動機構(gòu)的輸出端和鋼柱連接，其中，往復傳動機構(gòu)為曲柄滑塊機。
[0023]所述水泥混凝土試件4的一側(cè)設(shè)置供水裝置6，可以提供一定流速的水流，用以模擬真實路面在雨天的磨耗情況。水泥混凝土試件4的底部設(shè)置廢水收集箱5 ;廢水收集箱5的作用是確保由供水裝置6流進的水流入廢水收集箱5，進而以確保試驗裝置的整潔。
[0024]本實用新型中水泥混凝土試件4為被測部件；密閉工作箱I的作用是通過控制臺2使密閉工作箱I內(nèi)維持一定的溫濕度，并有提供凍融循環(huán)的作用，支撐臺3的作用是維持水泥混凝土試件4以及試驗裝置的穩(wěn)定性。紅外發(fā)射計數(shù)器11的作用是記錄硬質(zhì)鋼輪7作用于水泥混凝土試件4的次數(shù)，在連接硬質(zhì)鋼輪7的鋼柱運動到最左邊時，恰好與計數(shù)器相接觸以此來計時，硬質(zhì)鋼輪7從水泥混凝土試件4的一端滾至另一端作為一次有效作用次數(shù)。
[0025]本實用新型的工作過程為:開啟電動機，電動機通過往復傳動機構(gòu)帶動硬質(zhì)鋼輪7在水泥混凝土試件4上滾動，可調(diào)荷載板通過連接件給硬質(zhì)鋼輪7提供一定的荷載，硬質(zhì)鋼輪7在電動機和可調(diào)荷載板7的作用下，以一定的速度和載荷在水泥混凝土試件4上滾動。
[0026]本實用新型的試驗方法包括以下步驟:
[0027]I)成型好符合尺寸要求的水泥混凝土試件4，并仿照路面進行刻槽抗滑處理，在水泥混凝土試件4表面撒布細粒砂，用硬質(zhì)鋼輪7來回滾動幾次以確保細粒砂充分填充于刻槽內(nèi)并選取參照物記錄水泥混凝土試件4的初始高度。
[0028]2)將水泥混凝土試件4表面細粒砂清理干凈并稱取重量，將水泥混凝土試件4固定于支撐臺3上。
[0029]3)放下硬質(zhì)鋼輪7并緊貼于水泥混凝土試件4表面，按照實際路面情況調(diào)節(jié)可調(diào)荷載板8并裝入符合實際路況的一定粒徑沙粒于撒布器10，調(diào)節(jié)好沙粒流速；
[0030]4)根據(jù)實際路況調(diào)節(jié)供水裝置6的水流速度以及密閉工作箱I內(nèi)溫度濕度或者凍融循環(huán)次數(shù)并開始試驗。
[0031]5)當紅外發(fā)射計數(shù)器11記錄次數(shù)達到試驗要求的次數(shù)停止試驗，試驗結(jié)束后清理干凈試件表面，通過撒布器10在水泥混凝土試件表面撒布細粒砂至試驗開始前所記錄初始高度然后稱取水泥混凝土試件表面的所有細粒砂重量。
[0032]6)試驗開始之前與結(jié)束后的細粒砂的重量之比即為評價磨耗性能的指標，重量之比越大表明磨耗性能越好。
[0033]本實用新型彌補了混凝土磨耗試驗的不足，且測試原理簡單、測定操作簡便，經(jīng)濟實用。本實用新型用于測試水泥混凝土路面的抗磨耗性，評價混凝土路面的磨耗性能，其測定值準確。
[0034]本實用新型具有以下優(yōu)點:
[0035](I)本實用新型提供了一種新的水泥混凝土路面加速磨耗試驗裝置，彌補了人工方法測試的不足，荷載以及磨耗速度均為可調(diào)，便于模擬不同的道路交通條件并且表征指標簡單易懂。
[0036](2)本實用新型試驗裝置操作簡便，經(jīng)濟實用。[0037](3)本實用新型試驗裝置測試原理簡單。
[0038](4)本實用新型試驗裝置只針對混凝土磨耗性能的測試，用于評價混凝土抗磨耗性能。
【權(quán)利要求】
1.一種水泥混凝土路面加速磨耗試驗裝置，其特征在于，包括密閉工作箱(1)，所述密閉工作箱(I)內(nèi)設(shè)置支撐臺(3)，支撐臺(3)上部設(shè)置用于對支撐臺(3)上的水泥混凝土試件(4)進行測試的測試部件，所述的測試部件包括可調(diào)荷載板(8)、固定在密閉工作箱(I)上的動力裝置(9)和用于模擬路面輪胎作用的硬質(zhì)鋼輪(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水泥混凝土路面加速磨耗試驗裝置，其特征在于，所述硬質(zhì)鋼輪(7)上設(shè)置連接件，連接件的頂部設(shè)置支撐裝置，支撐裝置上放有可調(diào)荷載板(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種水泥混凝土路面加速磨耗試驗裝置，其特征在于，所述連接件上設(shè)置用于撒布沙粒的撒布器(10 )。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種水泥混凝土路面加速磨耗試驗裝置，其特征在于，所述連接件為鋼柱，硬質(zhì)鋼輪(7)中心設(shè)置有軸，鋼柱和硬質(zhì)鋼輪中心的軸連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水泥混凝土路面加速磨耗試驗裝置，其特征在于，所述動力裝置(9)通過動力轉(zhuǎn)換裝置(12)和硬質(zhì)鋼輪(7)相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種水泥混凝土路面加速磨耗試驗裝置，其特征在于，所述動力裝置(9)為電動機,動力轉(zhuǎn)換裝置(12)為往復傳動機構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水泥混凝土路面加速磨耗試驗裝置，其特征在于，所述水泥混凝土路面加速磨耗試驗裝置還包括設(shè)置在水泥混凝土試件(4)的一側(cè)的用于給水泥混凝土試件(4)供水的供水裝置(6)和設(shè)置于水泥混凝土試件(4)底部的廢水收集箱(5)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水泥混凝土路面加速磨耗試驗裝置，其特征在于，所述密閉工作箱(I)上設(shè)置用于控制密閉工作箱(I)內(nèi)溫濕度的控制臺(2)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水泥混凝土路面加速磨耗試驗裝置，其特征在于，所述密閉工作箱(I)上內(nèi)設(shè)置用于記錄硬質(zhì)鋼輪(7)對水泥混凝土試件(4)作用次數(shù)的紅外發(fā)射計數(shù)器(11)。
【文檔編號】G01N3/56GK203396663SQ201320521484
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年8月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月23日
【發(fā)明者】鄭木蓮, 王 琦, 王崇濤 申請人:長安大學