阅读说明：本技术 一种基于车轮荷载的基层材料冲刷试验装置 (Base material washout test device based on wheel load ) 是由 郑木莲 李宜锋 孙志强 刘兆平 张春海 孙洪福 于 2019-09-27 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于车轮荷载的基层材料冲刷试验装置,立柱竖立固定于试验基座上,水槽位于试验基座上,立柱的顶部设置有滑动导轨,滑动平台位于所述滑动导轨上,变速电机的输出轴通过曲柄连杆与滑动平台相连接,液压升降装置位于滑动平台上,顶板固定于液压升降装置的输出轴上,顶板上设置有配重块,连接杆的上端固定于顶板上,连接杆的下端固定于固定板上,试验轮连接于固定板的底部,试件位于水槽内,试验轮位于试件上,水槽内注有水,且水槽内的水漫过所述试件,控制系统与液压升降装置的控制端及变速电机的控制端相连接,该装置能够更好的模拟道路实际的冲刷情况。(The invention discloses a base material scouring test device based on wheel load, wherein an upright post is vertically fixed on a test base, a water tank is positioned on the test base, the top of the upright post is provided with a sliding guide rail, a sliding platform is positioned on the sliding guide rail, an output shaft of a variable speed motor is connected with the sliding platform through a crank connecting rod, a hydraulic lifting device is positioned on the sliding platform, a top plate is fixed on the output shaft of the hydraulic lifting device, the top plate is provided with a balancing weight, the upper end of the connecting rod is fixed on the top plate, the lower end of the connecting rod is fixed on a fixing plate, a test wheel is connected with the bottom of the fixing plate, a test piece is positioned in the water tank, and the water in the water tank overflows the test piece, and the control system is connected with the control end of the hydraulic lifting device and the control end of the variable speed motor, so that the device can better simulate the actual road scouring condition.)

一种基于车轮荷载的基层材料冲刷试验装置

技术领域

本发明属于道路基层材料试验测试装置领域，涉及一种基于车轮荷载的基层材料冲刷试验装置。

背景技术

在道路使用过程中，路表水通过裂缝等通道进入到道路的面层与基层之间的缝隙中，如果水分不能及时排走，会逐渐聚集在交界面中。在行车荷载的作用下，积水会产生动水冲击和泵吸作用，将基层材料冲散，并将脱落的颗粒冲走。在重复的冲击和抽吸作用下，会造成板底脱空，进而造成面层开裂、松散等病害。

为评价基层材料的抗冲刷性能，国内外给出了多种测试方法和测试装置，其中在我国现行基层材料试验规程中推荐采用MTS试验机进行基层材料冲刷试验，但MTS试验机价格高昂、操作复杂，难以在实验室中得到推广使用。而采用旋转刷等方法，又不能很好地模拟道路实际的冲刷情况。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种基于车轮荷载的基层材料冲刷试验装置，该装置能够更好的模拟道路实际的冲刷情况。

为达到上述目的，本发明所述的基于车轮荷载的基层材料冲刷试验装置包括立柱、试验基座、水槽、滑动平台、变速电机、曲柄连杆、液压升降装置、顶板、连接杆、固定板、试验轮及控制系统；

立柱竖立固定于试验基座上，水槽位于试验基座上，立柱的顶部设置有滑动导轨，滑动平台位于所述滑动导轨上，变速电机的输出轴通过曲柄连杆与滑动平台相连接，液压升降装置位于滑动平台上，顶板固定于液压升降装置的输出轴上，顶板上设置有配重块，连接杆的上端固定于顶板上，连接杆的下端固定于固定板上，试验轮连接于固定板的底部，试件位于水槽内，试验轮位于试件上，水槽内注有水，且水槽内的水漫过所述试件，控制系统与液压升降装置的控制端及变速电机的控制端相连接。

水槽内设置有试模，其中，所述试模包括底板、固定侧模及独立侧模，其中，固定侧模固定于底板上，独立侧模位于底板上，且独立侧模通过螺栓与固定侧模相连接，固定侧模与独立侧模组成筒状结构，试件位于所述筒状结构内。

底板通过铁棒固定于水槽的内部。

控制系统包括控制面板、用于控制变速电机转速的变速旋钮、用于控制液压升降装置的升降按钮、用于显示试验轮行走次数的显示屏及用于设定试验轮行走次数的设置按钮；控制面板与变速旋钮、升降按钮、设置按钮、变速电机及液压升降装置相连接。

试件为长方体结构，且试件的长度、宽度及高度分别为40cm、10cm及10cm。

控制系统通过导线与液压升降装置的控制端及变速电机的控制端相连接。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的基于车轮荷载的基层材料冲刷试验装置在具体操作时，当液压升降装置加载时，将顶板向上顶起，通过连接杆和固定板将试验轮向上提起；当液压升降装置卸载时，试验轮缓慢向下移动，当变速电机运转时，通过曲柄连杆带动滑动平台在滑动导轨上移动，进而带动试验轮在试件顶面左右行走，从而模拟道路实际的冲刷情况，结构简单，操作方便，实用性极强。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中的安放试模5后的水槽2的俯视图。

其中，1为试验基座、2为水槽、3为试件、4为试验轮、5为试模、6为铁棒、7为变速电机、8为固定板、9为立柱、10为滑动平台、11为连接杆、12为顶板、13为液压升降装置、14为配重块、15为曲柄连杆、16为滑动导轨、17为导线、18为控制系统、19为变速旋钮、20为升降按钮、21为显示屏、22为设置按钮、23为固定侧模、24为独立侧模、25为螺栓。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参考图1，本发明所述基于车轮荷载的基层材料冲刷试验装置包括立柱9、试验基座1、水槽2、滑动平台10、变速电机7、曲柄连杆15、液压升降装置13、顶板12、连接杆11、固定板8、试验轮4及控制系统18；立柱9竖立固定于试验基座1上，水槽2位于试验基座1上，立柱9的顶部设置有滑动导轨16，滑动平台10位于所述滑动导轨16上，变速电机7的输出轴通过曲柄连杆15与滑动平台10相连接，液压升降装置13位于滑动平台10上，顶板12固定于液压升降装置13的输出轴上，顶板12上设置有配重块14，连接杆11的上端固定于顶板12上，连接杆11的下端固定于固定板8上，试验轮4连接于固定板8的底部，试件3位于水槽2内，试验轮4位于试件3上，水槽2内注有水，且水槽2内的水漫过所述试件3，控制系统18与液压升降装置13的控制端及变速电机7的控制端相连接。

参考图2，水槽2内设置有试模5，其中，所述试模5包括底板、固定侧模23及独立侧模24，其中，固定侧模23固定于底板上，独立侧模24位于底板上，且独立侧模24通过螺栓25与固定侧模23相连接，固定侧模23与独立侧模24组成筒状结构，试件3位于所述筒状结构内；底板通过铁棒6固定于水槽2的内部。

控制系统18包括控制面板、用于控制变速电机7转速的变速旋钮19、用于控制液压升降装置13的升降按钮20、用于显示试验轮4行走次数的显示屏21及用于设定试验轮4行走次数的设置按钮22；控制面板与变速旋钮19、升降按钮20、设置按钮22、变速电机7及液压升降装置13相连接。

试件3为长方体结构，且试件3的长度、宽度及高度分别为40cm、10cm及10cm；控制系统18通过导线17与液压升降装置13的控制端及变速电机7的控制端相连接。

当液压升降装置13加载时，将顶板12向上顶起，通过连接杆11和固定板8将试验轮4向上提起；当液压升降装置13卸载时，试验轮4缓慢向下移动；当变速电机7运转时，通过曲柄连杆15带动滑动平台10在滑动导轨16上移动，进而带动试验轮4在试件3顶面左右行走。

本发明的具体工作过程为：

1)调整顶板12上的配重块14，使试验轮4作用在试件3顶面的荷载达到试验要求；

2)将达到养生龄期的试件3浸水24h，24h后将饱水的试件3取出，用干毛巾将试件3表面的水分擦干，称取试件3的质量m₀；

3)将试件3放置于底板上，再将独立侧模24通过螺栓25与固定侧模23相连接；

4)开启控制系统18，将试验轮4升高，然后将未盛水的水槽2放置到试验基座1上；

5)将盛放有试件3的试模5整体安放到水槽2中，通过铁棒6将试模5固定在水槽2中；

6)向水槽2中注水，使水面漫过试件3顶面2cm；

7)使试验轮4缓慢降下，并落在试件3顶面上；

8)设置试验轮4的行走次数及行走速度，然后进行试验，使滑动平台10在滑动导轨16上左右来回移动，带动试验轮4在试件3顶面上来回行走，从而对试件3的顶面进行冲刷；

9)当试验轮4行走次数达到设定次数时，试验结束，将试验轮4升高，拔出铁棒6，然后将盛放有试件3的试模5从水槽2中取出；

10)将水槽2中的水倒入到水桶中，并静置24h，然后倒掉上层清水，再将下层浊液放入烘箱中烘干，得试件3经过冲刷后损失的质量m₁；

11)计算试件3的冲刷质量损失率γ＝m₁/m₀，以冲刷质量损失率评价基层材料抗冲刷性能，其中，冲刷质量损失率越大，则试件3的抗冲刷性能就越差。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在发明的权利要求范围当中。