本發(fā)明涉及道路交通路面測試
技術領域：
，特別地，一種用于測試公路路面冰-路附著強度的試驗裝置及評價方法。
背景技術：
：隨著公路交通的不斷發(fā)展，人們對公路運輸安全性和運營效率的要求越來越高。而惡劣氣候條件對行車的動力性和安全性極為不利，路面的摩擦系數因降雪結冰而急劇降低。尤其是在我國寒冷地區(qū)，冬季漫長氣溫較低且降雪量較大，道路交通受冰凍影響顯著，事故發(fā)生率大幅度增加。2009年11月9日至13日，河北、山西、河南、甘肅等6省遭遇暴雪，致使多條高速公路和國省道干線發(fā)生嚴重的結冰現象，其中京張高速公路，政府部門雖然及時地組織了清除道路冰雪的工作，但是堵車里程長達100公里，期間交通事故頻發(fā)，數萬輛車滯留在路上。因此，對于路面防冰、除冰的深入研究是一個熱點方向。在極端雨雪冰凍條件下，路面一旦結冰，通常的做法是除冰鹽、機械或人工除冰的綜合應用，但通常情況下效果并不理想，其根本原因是由于“冰-路”附著強度較大，而且冰渣極易嵌入路表間隙，不易被清除，導致路面摩擦系數下降，影響車輛行駛的安全性，若引發(fā)交通事故，則易導致公路全線癱瘓，造成大量的人力、物力損失，甚至人員傷亡。因此，對于“冰-路”附著強度的測試和評價是至關重要的，而當前市場上尚缺乏該種試驗裝置及其相應的評價方法，因此，急需對其進行有針對性的研發(fā)。技術實現要素：本發(fā)明的目的在于提供一種用于測試公路路面冰-路附著強度的試驗裝置及評價方法，可以很好地對路面結冰附著強度進行測試。為實現上述目的，本發(fā)明提供了一種用于測試公路路面冰-路附著強度的試驗裝置及評價方法，包括基座、夾座、帶有升降機構的立柱、懸臂桿、落錘和電磁鐵裝置，其中所述帶有升降機構的立柱垂直固結于所述基座上，所述懸臂桿垂直安裝于所述帶有升降機構的立柱頂端，所述懸臂桿端部設有電磁鐵，通過所述電磁鐵可將不同質量的落錘掛起并釋放。優(yōu)選的，所述基座右部面積約占總面積的三分之二，上有四個預留螺孔，通過螺孔中的螺栓可將夾座固定在基座上；優(yōu)選的，所述夾座由左固定夾塊、右固定夾塊、活動夾塊、以及螺桿構成；其中左、右固定夾塊均為“L”型的鑄鐵塊，通過螺栓固定于基座上；活動夾塊右側圓形槽通過螺栓與螺桿相連接，通過調節(jié)螺桿可以固定試件；左固定夾塊與活動夾塊上均設有25°弧形凹槽，可同時用于測定圓柱形試件與立方體試件；優(yōu)選的，所述懸臂桿一端垂直安裝在所述帶有升降機構的立柱頂端，另一端設有滑槽，通過滑槽可調節(jié)電磁鐵的位置，進而調節(jié)落錘釋放位置；優(yōu)選的，所述落錘為圓形砝碼組，由螺紋豎桿連接，所述砝碼為圓餅狀環(huán)形帶孔不銹合金鋼，孔內設有與螺紋豎桿相匹配的螺紋，其內徑為5～10mm，外徑65～80mm，厚15～25mm，重1000g，共4～6個；優(yōu)選的，所述螺紋豎桿高90～150mm，設有螺紋，通過在螺紋豎桿上增減砝碼可以增減落錘自重，螺紋豎桿頂部為圓餅狀，其半徑15～30mm，高5～13mm；優(yōu)選的，所述電磁鐵裝置是用薄金屬殼包裹的通電線圈，所述電磁鐵裝置上設置有與所述懸臂桿滑槽匹配的凹凸部分，接通電源線后，通過打開電源開關可將落錘懸掛，關閉電源開關落錘可自由下落；本發(fā)明還提供了一種用于測試公路路面冰-路附著強度的評價方法，包括以下步驟：A、取出試件清除其表面污垢，浸入水中24h至飽和狀態(tài)；B、取出試件用濕布擦干表面，稱量其質量R1；C、用特氟龍膠帶將試件的試驗表面圍起形成高5～20mm的水槽，注意膠帶與試件側面要貼緊，不能有間隙，必要時可用止水帶封縫；D、將試件放入冷凍室，在2小時內將冷凍室的溫度緩慢降至-5℃以下，相對濕度保持恒定(60±5％)；E、每隔10分鐘向試件表面水槽內噴灑10～40ml、溫度為1～5℃的水，噴灑5次，注意每次噴灑要均勻，且不能有水下滲；F、在溫度為-5℃以下環(huán)境中進行試驗。取出結冰試件并拆除膠帶，將試件置于基座臺的固定夾座上，調節(jié)活動夾塊右端螺桿固定試件；G、調節(jié)升降裝置到一定高度，在螺紋豎桿上串加對應的砝碼數量w；H、將螺紋豎桿頂端對準電磁鐵，打開電源開關，將落錘掛起；I、滑動電磁鐵裝置，調節(jié)落錘釋放的位置；J、關閉電源開關，落錘自由下落，落在試件上部冰面上；K、落錘下落完畢后，將試件從夾座取出，用毛刷刷凈其表面破碎冰并稱量其質量R2；L、這里定義：其中：Q—冰的附著系數；R1—吸水飽和后試件質量(g)；R2—試驗后試件與殘留冰質量(g)；Vw—噴灑水的總體積(ml)；ρ—水的密度(g/ml)；M、3次測算取平均值，計算結果精確至0.001。本發(fā)明具有以下有益效果：1、通過改變落錘上砝碼的數量能夠調節(jié)落錘的重量，以便對不同冰凍程度的試件進行試驗；2、本裝置夾座能固定圓柱體瀝青混凝土、立方體水泥混凝土、長方體混凝土板等多種形狀試件，為不同形狀的試件提供了試驗可能；3、本裝置具有滑槽的懸臂，能夠靈活調節(jié)落錘的釋放位置，使試驗操作更方便；4、本裝置通過電磁鐵控制落錘的釋放，不僅操作方便，還能保證落錘重心沿豎直方向下落。除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點。下面將參照圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明。附圖說明構成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中：圖1為本發(fā)明的立體結構示意圖；圖2為本發(fā)明的整體主視示意圖；圖3為本發(fā)明中砝碼結構示意圖；圖4為本發(fā)明中電磁鐵與懸臂連接處結構示意圖；圖5為本發(fā)明中升降部件結構示意圖；圖6為本發(fā)明中夾座俯視示意圖；圖7為本發(fā)明中電磁鐵電路示意圖；圖8為本發(fā)明中活動夾塊右視及主視示意圖。其中：1、基座，2、調平螺旋，3、電源開關帶，4、電源線，5、有升降機構的立柱，6、升降機構，7、懸臂桿，8、電磁鐵，9、落錘，10、左固定夾塊，11、活動夾塊，12、螺桿，13、右固定夾塊。具體實施方式下面將結合附圖對本發(fā)明的實施例作進一步的詳細說明，但是本發(fā)明可以根據權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。本發(fā)明是針對測試公路路面冰-路附著強度而開發(fā)的一種新型測試裝置。主要包括的部件詳參圖1～8。其使用方法包括如下：A、取出試件清除其表面污垢，浸入水中24h至飽和狀態(tài)；B、取出試件用濕布擦干表面，稱量其質量R1；C、用特氟龍膠帶將試件的試驗表面圍起形成高5～20mm的水槽，注意膠帶與試件側面要貼緊，不能有間隙，必要時可用止水帶封縫；D、將試件放入冷凍室，在2小時內將冷凍室的溫度緩慢降至-5℃以下，相對濕度保持恒定(60±5％)；E、每隔10分鐘向試件表面水槽內噴灑10～40ml、溫度為1～5℃的水，噴灑5次，注意每次噴灑要均勻，且不能有水下滲；F、在溫度為-5℃以下環(huán)境中進行試驗。取出結冰試件并拆除膠帶，將試件置于基座臺的固定夾座上，調節(jié)活動夾塊右端螺桿固定試件；G、調節(jié)升降裝置到一定高度，在螺紋豎桿上串加對應的砝碼數量w；H、將螺紋豎桿頂端對準電磁鐵，打開電源開關，將落錘掛起；I、滑動電磁鐵裝置，調節(jié)落錘釋放的位置；J、關閉電源開關，落錘自由下落，落在試件上部冰面上；K、落錘下落完畢后，將試件從夾座取出，用毛刷刷凈其表面破碎冰并稱量其質量R2；L、這里定義：其中：Q—冰的附著系數；R1—吸水飽和后試件質量(g)；R2—試驗后試件與殘留冰質量(g)；Vw—噴灑水的總體積(ml)；ρ—水的密度(g/ml)；M、3次測算取平均值，計算結果精確至0.001。具體的測試方法可參見以下實施例。實施例1：水泥混凝土路面冰-路附著強度測試1)取立方體水泥混凝土試件150mm×150mm×150mm，稱量其質量R1；2)將表面結冰的試件放置于基座臺的固定夾座上，調節(jié)活動夾塊右端螺桿固定試件；3)調節(jié)升高裝置到一定高度，在螺紋豎桿上旋入2個砝碼；4)將螺紋豎桿頂端對準電磁鐵，打開電源開關，將落錘掛起；5)滑動電磁鐵裝置，調節(jié)落錘釋放的位置；6)關閉電源開關，落錘自由下落，落在試件上部冰面上；7)落錘下落完畢后，將試件從夾座取出，用毛刷刷凈其表面破碎冰并稱量其質量R2。各組數據如下表：序號123Vw(ml)150150150R2-R1(g)29.527.330.7Q0.8030.8180.795計算冰的附著系數：實施例2：水泥混凝土路面冰-路附著強度測試1)取立方體水泥混凝土試件100mm×100mm×100mm，稱量其質量R1；2)將表面結冰的試件放置于基座臺的固定夾座上，調節(jié)活動夾塊右端螺桿固定試件；3)調節(jié)升高裝置到一定高度，在螺紋豎桿上旋入2個砝碼；4)將螺紋豎桿頂端對準電磁鐵，打開電源開關，將落錘掛起；5)滑動電磁鐵裝置，調節(jié)落錘釋放的位置；6)關閉電源開關，落錘自由下落，落在試件上部冰面上；7)落錘下落完畢后，將試件從夾座取出，用毛刷刷凈其表面破碎冰并稱量其質量R2。各組數據如下表：計算冰的附著系數：實施例3：水泥混凝土路面冰-路附著強度測試1)取圓柱體水泥混凝土試件直徑d×高h為150mm×200mm，稱量其質量R1；2)將表面結冰的試件放置于基座臺的固定夾座上，調節(jié)活動夾塊右端螺桿固定試件；3)調節(jié)升高裝置到一定高度，在螺紋豎桿上旋入3個砝碼；4)將螺紋豎桿頂端對準電磁鐵，打開電源開關，將落錘掛起；5)滑動電磁鐵裝置，調節(jié)落錘釋放的位置；6)關閉電源開關，落錘自由下落，落在試件上部冰面上；7)落錘下落完畢后，將試件從夾座取出，用毛刷刷凈其表面破碎冰并稱量其質量R2。各組數據如下表：序號123Vw(ml)100100100R2-R1(g)26.325.625.9Q0.7370.7440.741計算冰的附著系數：實施例4：瀝青混凝土路面冰-路附著強度測試1)取圓柱體瀝青馬歇爾試件直徑d×高h為101.6mm×63.5mm，稱量其質量R1；2)將表面結冰的試件放置于基座臺的固定夾座上，調節(jié)活動夾塊右端螺桿固定試件；3)調節(jié)升高裝置到一定高度，在螺紋豎桿上旋入2個砝碼；4)將螺紋豎桿頂端對準電磁鐵，打開電源開關，將落錘掛起；5)滑動電磁鐵裝置，調節(jié)落錘釋放的位置；6)關閉電源開關，落錘自由下落，落在試件上部冰面上；7)落錘下落完畢后，將試件從夾座取出，用毛刷刷凈其表面破碎冰并稱量其質量R2。各組數據如下表：序號123Vw(ml)808080R2-R1(g)31.330.530.7Q(％)0.6090.6190.616計算冰的附著系數：實施例5：瀝青混凝土路面冰-路附著強度測試1)取長方體瀝青混凝土試件150mm×150mm×50mm，稱量其質量R1；2)將表面結冰的試件放置于基座臺的固定夾座上，調節(jié)活動夾塊右端螺桿固定試件；3)調節(jié)升高裝置到一定高度，在螺紋豎桿上旋入2個砝碼；4)將螺紋豎桿頂端對準電磁鐵，打開電源開關，將落錘掛起；5)滑動電磁鐵裝置，調節(jié)落錘釋放的位置；6)關閉電源開關，落錘自由下落，落在試件上部冰面上；7)落錘下落完畢后，將試件從夾座取出，用毛刷刷凈其表面破碎冰并稱量其質量R2。各組數據如下表：序號123Vw(ml)808080R2-R1(g)30.630.931.5Q(％)0.6180.6140.606計算冰的附著系數：當前第1頁1 2 3