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原文传递一种沥青混合料动水压力环境的车辙试验系统及试验方法

专利名称：	一种沥青混合料动水压力环境的车辙试验系统及试验方法
摘要：	本发明提供一种沥青混合料动水压力环境的车辙试验系统及试验方法，属于道路工程材料性能测试技术领域。该系统包括动水压力发生装置、车轮系统加载装置、沥青混合料试件固定装置和控温水浴装置四部分组成。通过外部伺服液压系统驱动活塞按预设频率和振幅沿竖直方向往复运动并形成动水压力环境，有效模拟实际沥青路面上车辆轮胎快速驶过所产生瞬时动水压力过程。通过设置直线轴承滑动套实现车轮接触压力恒定，采用位移传感器两端固定形式实时监测车辙深度，实现动水压力环境的沥青混合料车辙试验评价抗水损害性能。本发明实现了动水压力环境下车轮荷载作用于沥青混合料的过程，更真实模拟和定量评价车辆轮胎引起动水压力对沥青路面的具体影响。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	北京科技大学
发明人：	王文涛;汪林兵;杨海露;孙凤艳
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-19T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-25T00:00:00+0800
申请号：	CN201910208489.4
公开号：	CN109932260A
代理机构：	北京市广友专利事务所有限责任公司
代理人：	张仲波
分类号：	G01N3/36(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	100083 北京市海淀区学院路30号
主权项：	1.一种沥青混合料动水压力环境的车辙试验系统，其特征在于：包括动水压力发生装置、车轮系统加载装置、沥青混合料试件固定装置和控温水浴装置四部分，其中动水压力发生装置、车轮系统加载装置、沥青混合料试件固定装置和控温水浴装置按照从上至下的顺序连接并固定于系统框架(1)，动水压力发生装置、车轮系统加载装置和沥青混合料试件固定装置分别通过法兰盘(19)和螺栓(20)相互连接并组合为密封的动水压力环境仓(6)，系统框架(1)内还设置伺服液压站(5)和数据采集系统(9)。 2.根据权利要求1所述的沥青混合料动水压力环境的车辙试验系统，其特征在于：所述动水压力发生装置包括伺服液压作动器(2)、连杆(3)、导管(4)、伺服液压站(5)、活塞(22)和气阀(23)，其中伺服液压作动器(2)、连杆(3)、活塞(22)由上至下依次连接，活塞(22)底部设置凹槽并在轴线处设置气阀(23)，活塞(22)外部设置活塞滑轨套筒(21)，伺服液压作动器(2)与伺服液压站(5)通过导管(4)连接。 3.根据权利要求1所述的沥青混合料动水压力环境的车辙试验系统，其特征在于：所述车轮系统加载装置包括电动机(7)、曲柄摇杆机构(8)、配重块(25)、水平滑块(26)、水平滑轨(27)、竖直支撑杆(28)、位移传感器(29)、拉杆(30)、车轮固定架(31)、车轮固定盖(32)、车轮转轴(33)、车轮(34)、直线轴承滑动套(35)和轴承固定架(36)，其中电动机(7)、曲柄摇杆机构(8)、拉杆(30)从右至左依次连接；车轮(34)通过车轮转轴(33)配合车轮固定盖(32)与车轮固定架(31)连接成整体，车轮(34)通过直线轴承滑动套(35)与轴承固定架(36)滚动接触；配重块(25)、竖直支撑杆(28)、车轮固定架(31)由上至下依次连接，水平滑块(26)固定于轴承固定架(36)顶部并与水平滑轨(27)滑动接触，位移传感器(29)固定于水平滑块(26)和车轮固定架(31)之间。 4.根据权利要求1所述的沥青混合料动水压力环境的车辙试验系统，其特征在于：所述沥青混合料试件固定装置包括垫块(15)、沥青混合料试件(16)、聚乙烯夹具(17)、钢围压夹具(18)、法兰盘(19)、螺栓(20)和锁紧螺母(24)，其中沥青混合料试件(16)、聚乙烯夹具(17)、钢围压夹具(18)通过锁紧螺母(24)由里向外依次固定，配合垫块(15)与下部的推车底座(14)相连接。 5.根据权利要求1所述的沥青混合料动水压力环境的车辙试验系统，其特征在于：所述控温水浴装置包含控温水浴(10)、水管(11)、水泵(12)和水阀(13)，其中控温水浴(10)放置于系统框架(1)底层并通过水泵(12)和水管(11)连接至水阀(13)；控温水浴(10)内设电热丝。 6.根据权利要求1所述的沥青混合料动水压力环境的车辙试验系统，其特征在于：所述动水压力环境仓(6)的仓壁上固定动水压力传感器(37)，动水压力传感器(37)通过导线与数据采集系统(9)相连通。 7.根据权利要求2所述的沥青混合料动水压力环境的车辙试验系统，其特征在于：所述活塞(22)通过伺服液压站(5)提供动力，按照预设频率和振幅沿竖直方向往复运动并形成动水压力环境。 8.根据权利要求3所述的沥青混合料动水压力环境的车辙试验系统，其特征在于：所述直线轴承滑动套(35)固定于轴承固定架(36)上，轴承固定架(36)沿竖直方向自由滑动；电动机(7)通过曲柄摇杆机构(8)和拉杆(30)驱动车轮(34)沿水平方向来回碾压沥青混合料试件(16)顶部；水平滑块(26)和车轮固定架(31)之间设置位移传感器(29)，位移传感器(29)的中间活动部件监测车轮(34)沿竖直方向的位移。 9.采用权利要求1所述的沥青混合料动水压力环境的车辙试验系统试验的方法，其特征在于：包括以下步骤： S1：将两个旋转压实成型的沥青混合料试件(16)经切割和水浴养生后，依次由聚乙烯夹具(17)和钢围压夹具(18)包裹并拼接成整体，放置于动水压力环境仓的垫块(15)上，将车轮(34)轻放在沥青混合料试件(16)表面； S2：打开水泵(12)、水阀(13)和活塞(22)处的气阀(23)，将控温水浴(10)中的试验温度水注入动水压力环境仓直至活塞(22)处有水溢出时，关闭气阀(23)； S3：通过伺服液压站(5)驱使活塞(22)缓慢上下移动，随后控制活塞(22)停在平衡位置，打开气阀(23)直至有水溢出，再依次关闭气阀(23)、水阀(13)和水泵(12)； S4：依次打开电动机(7)和伺服液压站(5)，通过控制活塞(22)上下往复运动的频率和振幅，产生不同量级的动水压力环境；通过控制电动机(7)转速和车轮(34)配重，模拟车辆的不同车速和车载；位移传感器(29)和动水压力传感器(37)分别实时监测沥青混合料试件(16)表面所形成的车辙深度和动水压力环境仓内所产生的正负交替动水压力，从而实现动水压力环境下的车辙试验。 10.根据权利要求9所述的沥青混合料动水压力环境的车辙试验系统试验方法，其特征在于：所述S1中旋转压实成型的沥青混合料试件(16)的直径为150mm，切割距离为16mm；S2中注水温度0℃-100℃；S3中活塞(22)缓慢上下往复运动参数为频率0.5Hz、幅度10mm、持续时间1min；S4中活塞(22)上下往复运动的参数范围为频率0Hz～20Hz，幅度0mm～30mm，动水压力范围-0.1MPa～2MPa，车轮水平来回碾压范围0mm～270mm，加载频率为0Hz～2Hz，轮压为0MPa～1.4MPa。
所属类别：	发明专利