一種道路抗沖刷性能試驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及道路工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種道路性能試驗(yàn)裝置，具體涉及一種道路抗沖刷性能試驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]水泥路面與瀝青路面直接暴露于自然環(huán)境中，在降雨天或路表面有積水時(shí)，高速行駛的車(chē)輛經(jīng)過(guò)被水覆蓋的路面時(shí)會(huì)產(chǎn)生較高壓力的動(dòng)水，動(dòng)水對(duì)瀝青路面反復(fù)沖刷使面層瀝青混合料的集料剝落，造成瀝青混合料的嚴(yán)重水損害，影響面層路用性能；動(dòng)水對(duì)水泥路面的沖刷會(huì)造成水泥混凝土的溶蝕及細(xì)集料的脫落，影響混凝土的強(qiáng)度及使用性能。此夕卜，路表的自由水通過(guò)孔隙、裂縫、接縫進(jìn)入面層與基層的交界處，該處的積水在車(chē)輛荷載作用下同樣會(huì)產(chǎn)生較大的動(dòng)水壓力和抽象力，對(duì)半剛性基層重復(fù)作用引起基層的沖刷掏空，造成面層與基層的脫空，導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)受力的改變。大量工程實(shí)際表明，基層沖刷往往會(huì)造成路面的積泥、沉陷、開(kāi)裂、錯(cuò)臺(tái)等病害，嚴(yán)重影響路面的壽命及使用。
[0003]國(guó)內(nèi)外常見(jiàn)的評(píng)價(jià)道路材料沖刷性能的設(shè)備主要有旋轉(zhuǎn)刷、振動(dòng)臺(tái)，這類(lèi)試驗(yàn)設(shè)備沒(méi)有水的參與，與工程實(shí)際情況相差較大；道路材料沖刷機(jī)在沖刷過(guò)程中有雖然有水的參與，但這類(lèi)設(shè)備不能控制動(dòng)水壓力的大小及頻率；噴射高壓沖刷、旋轉(zhuǎn)水流沖刷等試驗(yàn)設(shè)備能夠控制動(dòng)水壓力大小，但不能模擬自由水的栗吸作用，并不能很好的模擬道路材料的實(shí)際沖刷情況；借助MTS的基層材料沖刷設(shè)備能夠很好的控制動(dòng)水壓力的大小及頻率，能夠很好的模擬動(dòng)水對(duì)基層的沖刷作用，但這類(lèi)設(shè)備體積大、成本高、操作復(fù)雜，不適合推廣使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于，提供一種可控沖刷強(qiáng)度及頻率的道路材料抗沖刷性能試驗(yàn)裝置，更加真實(shí)地模擬實(shí)際工作環(huán)境中的沖刷情況，確保試驗(yàn)結(jié)果的有效性。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0006]—種道路抗沖刷性能試驗(yàn)裝置，包括沖刷桶，沖刷桶中放置有試件，并在沖刷桶中填充有水，水面超出試件頂面；試件的上方設(shè)置有可沿靠近或遠(yuǎn)離試件頂面方向運(yùn)動(dòng)的沖刷板，沖刷板往復(fù)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)水流運(yùn)動(dòng)，水流運(yùn)動(dòng)對(duì)試件表面造成沖刷。
[0007]進(jìn)一步地，所述的沖刷板由一個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制運(yùn)動(dòng)，該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括一個(gè)固定架，固定架的內(nèi)部具有一個(gè)封閉的內(nèi)腔，內(nèi)腔的外部環(huán)繞內(nèi)腔設(shè)置有環(huán)形的容納腔，容納腔中設(shè)置有繞組支架，繞組支架上纏繞有繞組，容納腔的外部通過(guò)軛鐵密封；所述的內(nèi)腔中活動(dòng)式設(shè)置有一個(gè)銜鐵，銜鐵底部通過(guò)穿出內(nèi)腔的導(dǎo)桿與所述的沖刷板連接；在內(nèi)腔中的頂部設(shè)置有彈簧。
[0008]進(jìn)一步地，所述的沖刷板上設(shè)置有用于和導(dǎo)桿對(duì)接的推桿，沖刷板的周向?yàn)閳A形結(jié)構(gòu)，縱向截面呈等腰梯形；等腰梯形的腰與上底之間的夾角為3°?5°。
[0009]進(jìn)一步地，所述的沖刷板的底部設(shè)置有導(dǎo)水板，導(dǎo)水板上分布有花紋結(jié)構(gòu)。
[0010]進(jìn)一步地，所述的沖刷板的底面設(shè)置有球面狀栗吸腔，栗吸腔的縱向截面為一段圓弧，該圓弧對(duì)應(yīng)的圓心角的度數(shù)α為60°?90°。
[0011]進(jìn)一步地，在環(huán)繞栗吸腔的邊緣上設(shè)置有一圈導(dǎo)流面，導(dǎo)流面為斜面，斜面與水平面之間的夾角度數(shù)β為15°?30° ;導(dǎo)流面的兩端分別與栗吸腔的邊緣、導(dǎo)水板的邊緣相接。
[0012]進(jìn)一步地，所述的沖刷桶中填充的水注滿沖刷桶，在沖刷桶的頂部設(shè)置有中部帶有通孔的橡膠蓋。
[0013]進(jìn)一步地，所述的沖刷桶設(shè)置在一個(gè)帶有凹腔的底座中，底座具有側(cè)壁，在底座的側(cè)壁上設(shè)置有位置可調(diào)的托板，所述的固定架通過(guò)螺栓固定在托板上，托板上有用于通過(guò)導(dǎo)桿的孔。
[0014]進(jìn)一步地，所述的道路抗沖刷性能試驗(yàn)裝置還包括一個(gè)控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)包括控制臺(tái)，控制臺(tái)中設(shè)置有通過(guò)控制器控制的可變電阻器以及變頻器，可變電阻器和變頻器均與所述的繞組連接；在內(nèi)腔中的頂部設(shè)置有計(jì)數(shù)傳感器，在沖刷桶靠近試件頂面的側(cè)壁上設(shè)置有壓力變送器，計(jì)數(shù)傳感器、壓力變送器均與控制器連接。
[0015]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下技術(shù)特點(diǎn):
[0016]1.本實(shí)用新型通過(guò)導(dǎo)入交流，交流電方向周期性變化從而實(shí)現(xiàn)導(dǎo)桿上下反復(fù)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)導(dǎo)桿帶動(dòng)沖刷板移動(dòng)，在沖刷桶內(nèi)產(chǎn)生動(dòng)水對(duì)試件進(jìn)行沖刷和抽吸循環(huán)作用；通過(guò)控制臺(tái)改變交流電的頻率及電流大小可以實(shí)現(xiàn)對(duì)沖刷動(dòng)水壓力的精確控制，能夠更真實(shí)的模擬實(shí)際沖刷過(guò)程中不同動(dòng)水壓力及作用頻率對(duì)基層或面層的沖刷。
[0017]2.本實(shí)用新型采用剛性和柔性?xún)煞N不同的沖刷板，既可以模擬動(dòng)水對(duì)基層材料的沖刷作用，同時(shí)可以模擬動(dòng)水對(duì)于面層材料的沖刷、栗吸作用；
[0018]3.本實(shí)用新型采用電磁驅(qū)動(dòng)方式獲得沖刷動(dòng)力，提高了沖刷效率，具有低磨耗、噪聲小的優(yōu)點(diǎn)。
[0019]4.本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)合理、使用方便，體積小巧、便于搬運(yùn)，成本較低，易于實(shí)現(xiàn)，適合推廣使用。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為柔性的沖刷板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3為剛性的沖刷板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖4為本實(shí)用新型的工作流程示意圖；
[0024]圖中標(biāo)號(hào)代表:1 一底座，2—側(cè)壁，3—托板，4一銜鐵，5—軛鐵，6—繞組支架，7—繞組，8—緩沖彈黃，9—固定架，10—導(dǎo)桿，11—沖刷板，12—沖刷桶，13—螺檢，14—試件，15—壓力變送器，16—計(jì)數(shù)傳感器，17—控制臺(tái)，18—導(dǎo)線，19—推桿，20—花紋，21—導(dǎo)水板，22一導(dǎo)流面，23一栗吸腔。
【具體實(shí)施方式】
[0025]道路材料在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中面臨的水損害主要體現(xiàn)在水流對(duì)材料表面的沖刷以及水流運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的栗吸作用而使材料表面產(chǎn)生的剝離上。然而現(xiàn)有的試驗(yàn)設(shè)備均不能客觀、有效地模擬上述過(guò)程。本實(shí)用新型的思路是，提供一種通過(guò)控制水流運(yùn)動(dòng)來(lái)模擬沖刷、栗吸等作用的試驗(yàn)裝置。
[0026]如圖1所示，一種道路抗沖刷性能試驗(yàn)裝置，包括沖刷桶12，沖刷桶12中放置有試件14，并在沖刷桶12中填充有水，水面超出試件14頂面；試件14的上方設(shè)置有可沿靠近或遠(yuǎn)離試件14頂面方向運(yùn)動(dòng)的沖刷板11，沖刷板11往復(fù)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)水流運(yùn)動(dòng)，水流運(yùn)動(dòng)對(duì)試件14表面造成沖刷。
[0027]本實(shí)用新型的主體結(jié)構(gòu)包括一個(gè)裝有試件14的沖刷桶12。沖刷桶12中有沒(méi)過(guò)試件14頂面的水，為沖刷提供條件；試件14的側(cè)面與沖刷桶12之間不留間隙或留有較小的間隙，盡可能減小水流對(duì)試件14側(cè)面沖刷給試驗(yàn)結(jié)果造成的影響。本發(fā)明中設(shè)置了沖刷板11結(jié)構(gòu)，沖刷板11整體沒(méi)入術(shù)中，沖刷板11在水中上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)水流運(yùn)動(dòng)；當(dāng)沖刷板11的運(yùn)動(dòng)頻率很高時(shí)，水流運(yùn)動(dòng)是劇烈的，這樣就能在試件14表面形成多方向、多角度、多類(lèi)型的沖刷效果，盡可能地接近自然條件下道路材料面臨的實(shí)際情況。當(dāng)沖刷板11靠近試件14表面時(shí)，沖刷板11對(duì)沖刷板11和試件14之間的水流擠壓，使二者之間的水流快速逃逸，在試件14表面產(chǎn)生沖刷作用；而當(dāng)沖刷板11快速朝著遠(yuǎn)離試件14表面的方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，沖刷板11兩側(cè)的水流的流速不足以快速填充沖刷板11和試件14表面之間產(chǎn)生的空間，因此沖刷板11向上移動(dòng)時(shí)，會(huì)在沖刷板11底部產(chǎn)生栗吸作用，對(duì)試件14表面的材料產(chǎn)生剝離作用。由此本裝置能通過(guò)一個(gè)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)多種模擬效果，實(shí)驗(yàn)效果更好。為了在試驗(yàn)過(guò)程中保證栗吸效果，需要使沖刷板11的運(yùn)動(dòng)方向與水平面保持垂直，并且沖刷板11與沖刷桶12之間的間隙不能過(guò)大。
[0028]更優(yōu)地，沖刷桶12中填充的水注滿沖刷桶12，在沖刷桶12的頂部設(shè)置有中部帶有通孔的橡膠蓋，這種設(shè)置可減少?zèng)_刷過(guò)程中水的損失量，保證沖刷板11始終能全部沒(méi)入水中，減少水的補(bǔ)充量。
[0029]如圖1所示，為了使沖刷效果更佳，更好地模擬沖刷，那么就要保持沖刷板11運(yùn)動(dòng)的規(guī)律性和高速。因此本方案中設(shè)置了一套驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括一個(gè)固定架9，固定架9的內(nèi)部具有一個(gè)封閉的內(nèi)腔，內(nèi)腔的外部環(huán)繞內(nèi)腔設(shè)置有環(huán)形的容納腔，容納腔中設(shè)置有繞組支架6，繞組支架6上纏繞有繞組7，容納腔的外部通過(guò)軛鐵5密封，屏蔽繞組7通電后向外部產(chǎn)生的磁場(chǎng)；所述的內(nèi)腔中活動(dòng)式設(shè)置有一個(gè)銜鐵4，銜鐵4底部通過(guò)穿出內(nèi)腔的導(dǎo)桿10與所述的沖刷板11連接；在內(nèi)腔中的頂部設(shè)置有彈簧8。
[0030]本方案中繞組7中流經(jīng)的是交流電，而銜