CN104198266A - 一种公路路面材料抗冲刷试验设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种公路路面材料抗冲刷试验设备，包括挤压机构、托盘机构、箱体、驱动机构和支架，所述箱体设置在支架中，所述托盘机构通过箱体与支架相连接，所述支架上部设置挤压机构，所述挤压机构与驱动机构相连接。本发明通过凸轮不断的下压传动杆，使得不断的压缩弹簧不断的释放弹力挤压路基，由于橡胶板上设置多个孔槽，其能够模仿车轮不断的挤压路基材料，在其调压弹簧的作用下其产生恒定的压力，在挤压时在路基材料缝隙中产生水流，冲刷路基材料，通过控制器控制挤压时间，在极短的时间内模拟真实环境中的数万次挤压，在试验完毕后观察路基材料损坏情况，通过对比试验以此来获得最佳工艺配比的路基材料；本发明值得推广与应用。

Description

一种公路路面材料抗冲刷试验设备

技术领域

本发明属于道路基层材料试验装置技术领域，具体涉及一种公路路面材料抗冲刷试验设备。

技术背景

随着社会文明的进步与发展，道路网迅速的扩张，交通量也呈几何倍数增长，尤其是在货物运输中的车辆超载超限现象严重，对道路基层易造成冲刷破坏，即“唧泥”现象，在行车的过程中由于质量较重的车辆在载荷的作用下，对有水的路面进行碾压产生高强水流，冲刷路基顶层，使得部分物料脱离整体，产生缝隙进而在不断的碾压下将路基掏空，加速了对公路结构的损害，因此需要对路基的建设提出更高的建设标准。

目前，为了验证设计的公路路基是否能够耐得住挤压或者挤压的时间，国内外主要采用振动台和旋转刷进行冲压试验，而旋转刷主要采用钢刷旋转实验材料进行磨刷，并通过磨损量的多少来衡量他们抗冲刷能力的强弱，但是其多为干刷且钢刷的磨损量不易观察，或在其中加入水但是其依然不能克服磨损量不易观察的弊端；而振动台法多采用将待检测工件放入在装满水的金属器皿中，然后开启振动，表面看来其振动是有规律的，但是细微观察发现其无规律可循，不能确定每次承受的压力以及承受压力的次数。

在对比文件CN 201876409 U中公开了一种道路材料冲刷试验仪，由加热器、主水箱、回水箱、齿轮箱、回水罩、主电机、水泵、滑块连杆、喷嘴回转支架、滑块、回转轴、导轨、感应开关、防护罩、喷嘴、试件、试件夹具和电气控制柜组成，在主水箱内安装有加热器，上方设置有齿轮箱，主电机通过曲柄连杆机构带动滑块在导轨上左右运动，在滑块上面固定有角度可以旋转的喷嘴，喷嘴对面的试件夹具内固定测试材料。首先启动水泵电机从喷嘴喷出压力可以调节的高压水，当主电机连续运转时滑块在导轨上左右运动，带动从喷嘴喷出的高压水在试件表面反复冲刷；其虽然起到了一定的实际模拟，但是其并未真正模拟汽车碾压路面时，由于碾压在路面挤压路面时的缝隙中产生高压水流，而本装置的水流只在表面，因此其测量的数据还是不够真实，且其结构复杂，因此需要一种能够真实模拟道路反应真实数据的试验装置。

发明内容

本发明的主要目的是提供稳定的挤压力，模拟真实的唧泥现象，为路基的建设提供最佳的工艺配比，保证路基最大寿命的使用，实现物料的最佳使用状态的试验装置。

为了实现上述目的本发明采用的技术方案：一种公路路面材料抗冲刷试验设备，包括挤压机构、托盘机构、箱体、驱动机构和支架，所述箱体设置在支架中，所述托盘机构通过箱体与支架相连接，所述支架上部设置挤压机构，所述挤压机构与驱动机构相连接。

所述托盘机构包括托盘、下调支杆模块，所述下调支杆模块设置在箱体上，所述下调支杆模块上部为托盘，所述下调支杆模块包括螺杆、螺纹管和锁紧螺母，所述螺杆与箱体固定连接，所述螺纹管上部与托盘固定连接，所述锁紧螺母设置在螺杆上。

所述挤压机构包括压板、压杆、调压弹簧、橡胶板、调压螺母、支杆、传动杆，所述橡胶板设置在压板上，所述压板上部为压杆，所述压杆上依次设置调压螺母，所述调压螺母上部设置调压弹簧，所述压杆上端与传动杆通过销轴连接，所述支杆下部与支架固定连接，所述支杆上端与传动杆通过销轴连接。

所述驱动机构包括凸轮、变速箱、驱动电机和控制器，所述凸轮设置在支架上部，所述凸轮通过变速箱与驱动电机相连接，所述驱动电机与控制器相连接。

所述调压弹簧为蝶型弹簧。

所述支架为上部为面板，所述面板侧边设置支撑立板，所述支撑立板下部为底座。

所述橡胶板为多孔槽橡胶板。

在实际应用中为了真实的模仿现实的唧泥现象，根据国家标准规定，将本发明的冲刷频率调为10Hz，调压弹簧提供的向下压力保证冲击力峰值为0.5MPa，然后将路基材料放置在托盘中，并将多孔槽橡胶板与其相接触；加满清水，然后通过控制器设定30分钟时间，使得其开始进行挤压，在试验结束后观察路基材料的损坏情况，对不同的路基材料进行模拟试验，最终得到工料配比最佳且耐用的路基材料，避免了因为仪器不准确从而获得不正确的试验数值，得到不合适的工艺配方，从而将不合适的配方应用在公路建设上，造成道路质量下降，由于道路建设的投资往往是十分巨大的，道路质量不行必将给国家造成巨大的损失，而本发明很好的解决了这个问题，克服了现有技术的不足。

本发明采用上部为面板，中部设置支撑立板，下部设置质量配重底座的支架，使得其在上部有足够的空间面积设置驱动机构与挤压机构的部分构件，并保证了其能够提供足够的应力支撑，同时也为箱体的设置提供了空间；在上部面板与底座之间的空间内设置箱体，在其中箱体下部设置托盘机构，使得其能够在其中起到支撑作用，同时采用螺杆与螺纹管配合的设计使得托盘的高度可以自由的升降，同时在其上设置锁紧螺母使得其能够将托盘的高度固定；在托盘上方的对应位置，设置驱动机构的压板，其在下落后能够与托盘相互压紧，在压板下表面设置多孔槽橡胶板，在上表面设置压杆，并在压杆上设置一段螺纹，使得其能够设置调节螺母，增大或减小调压弹簧的压力，进而调节压板在下落时产生的压力；在压杆上部通过与支杆组成了杠杆结构，通过传动杆末端的凸轮实现其不断的下压与抬起的过程，进而实现了压板的抬起与下压的过程，凸轮通过凸轮架设置在支架上部，凸轮可通过齿轮或链条或皮带与变速箱相连接，变速箱与驱动电机相连接，通过变速箱可以控制凸轮的转速进而实现对压板频率的控制；在驱动电机后部设置控制器使得其能够控制驱动电机的输入频率进而控制驱动电机的转速，同时设置时间开关可以实现规定时间段内的试验。

本发明将获得的路基切块放置在托盘上，此刻上压板处于放松状态，然后调节托盘下部的螺杆与螺纹管使得托盘上升或下降，在路基切块的上表面与压板上设置的橡胶板相接触，然后通过锁紧螺母将其锁紧，在箱体内加水使得其能够淹没路基材料上表面，然后通过控制器开启驱动电机使其提供动力，在结合变速箱后获得平稳的凸轮转速，使得其能够提供固定的频率。

本发明通过凸轮不断的下压传动杆，使得其不断的上下移动，进而使得压杆不停的压缩弹簧并上下移动，使得不断的压缩弹簧不断的释放弹力挤压路基，由于橡胶板上设置多个孔槽，其能够模仿车轮，其不断的挤压路基材料，在其调压弹簧的作用下其产生恒定的压力，在挤压时在路基材料缝隙中产生水流，冲刷路基材料，通过控制器控制挤压时间，在极短的时间内模拟真实环境中的数万次挤压，在试验完毕后观察路基材料损坏情况，以及损坏的质量，通过分析试验以此来获得最佳工艺配比的路基材料；本发明结构简单、操作简便，值得推广与应用。

附图说明

图1为本发明侧面结构示意图；

图2为本发明正面结构示意图；

图3为本发明局部结构放大图结构示意图；

1-底座 2-箱体 3-螺杆 4-锁紧螺母 5-螺纹管 6-托盘 7-路基材料 8-橡胶板 9-压板 10-调压螺母 11-调压弹簧 12-压杆 13-传动杆 14-支杆 15-凸轮 16-变速箱 17-支撑立板 18-驱动电机 19-控制器 20-面板。

具体实施方式

下面根据图1-3所示，结合实施例进行阐述：

具体实施例一：

一种公路路面材料抗冲刷试验设备，包括挤压机构、托盘机构、箱体2、驱动机构和支架，所述箱体2设置在支架中，所述托盘机构通过箱体2与支架相连接，所述支架上部设置挤压机构，所述挤压机构与驱动机构相连接。

所述托盘机构包括托盘6、下调支杆模块，所述下调支杆模块设置在箱体2上，所述下调支杆模块上部为托盘6，所述下调支杆模块包括螺杆3、螺纹管5和锁紧螺母4，所述螺杆3与箱体2固定连接，所述螺纹管5上部与托盘6固定连接，所述锁紧螺母4设置在螺杆3上。

所述挤压机构包括压板9、压杆12、调压弹簧11、橡胶板8、调压螺母10、支杆14、传动杆13，所述橡胶板8设置在压板12上，所述压板9上部为压杆12，所述压杆12上依次设置调压螺母10，所述调压螺母10上部设置调压弹簧11，所述压杆12上端与传动杆13通过销轴连接，所述支杆14下部与支架固定连接，所述支杆14上端与传动杆13通过销轴连接。

所述驱动机构包括凸轮15、变速箱16、驱动电机18和控制器19，所述凸轮15设置在支架上部，所述凸轮15通过变速箱16与驱动电机18相连接，所述驱动电机18与控制器19相连接。

所述调压弹簧10为蝶型弹簧。

所述支架为上部为面板20，所述面板20侧边设置支撑立板17，所述支撑立板17下部为底座1。

所述橡胶板8为多孔槽橡胶板。

具体实施例二：

一种公路路面材料抗冲刷试验设备，包括挤压机构、托盘机构、箱体2、驱动机构和支架，所述箱体2设置在支架中，所述托盘机构通过箱体2与支架相连接，所述支架上部设置挤压机构，所述挤压机构与驱动机构相连接。

所述托盘机构包括托盘6、下调支杆模块，所述下调支杆模块设置在箱体2上，所述下调支杆模块上部为托盘6，所述下调支杆模块包括螺杆3、螺纹管5和锁紧螺母4，所述螺杆3与箱体2固定连接，所述螺纹管5上部与托盘6固定连接，所述锁紧螺母4设置在螺杆3上。

所述挤压机构包括压板9、压杆12、调压弹簧11、橡胶板8、调压螺母10、支杆14、传动杆13，所述橡胶板8设置在压板12上，所述压板9上部为压杆12，所述压杆12上依次设置调压螺母10，所述调压螺母10上部设置调压弹簧11，所述压杆12上端与传动杆13通过销轴连接，所述支杆14下部与支架固定连接，所述支杆14上端与传动杆13通过销轴连接。

所述驱动机构包括凸轮15、变速箱16、驱动电机18和控制器19，所述凸轮15设置在支架上部，所述凸轮15通过变速箱16与驱动电机18相连接，所述驱动电机18与控制器19相连接。

所述橡胶板8为多空槽橡胶板。

具体实施例三：

一种公路路面材料抗冲刷试验设备，包括挤压机构、托盘机构、箱体2、驱动机构和支架，所述箱体2设置在支架中，所述托盘机构通过箱体2与支架相连接，所述支架上部设置挤压机构，所述挤压机构与驱动机构相连接。

所述托盘机构包括托盘6、下调支杆模块，所述下调支杆模块设置在箱体2上，所述下调支杆模块上部为托盘6，所述下调支杆模块包括螺杆3、螺纹管5和锁紧螺母4，所述螺杆3与箱体2固定连接，所述螺纹管5上部与托盘6固定连接，所述锁紧螺母4设置在螺杆3上。

所述挤压机构包括压板9、压杆12、调压弹簧11、橡胶板8、调压螺母10、支杆14、传动杆13，所述橡胶板8设置在压板12上，所述压板9上部为压杆12，所述压杆12上依次设置调压螺母10，所述调压螺母10上部设置调压弹簧11，所述压杆12上端与传动杆13通过销轴连接，所述支杆14下部与支架固定连接，所述支杆14上端与传动杆13通过销轴连接。

所述驱动机构包括凸轮15、变速箱16、驱动电机18和控制器19，所述凸轮15设置在支架上部，所述凸轮15通过变速箱16与驱动电机18相连接，所述驱动电机18与控制器19相连接。

在实际应用中为了真实的模仿现实的唧泥现象，根据国家标准规定，将本发明的冲刷频率调为10Hz，调压弹簧提供的向下压力保证冲击力峰值为0.5MPa，然后将路基材料放置在托盘中，并将多孔槽橡胶板与其相接触；加满清水，然后通过控制器设定30分钟时间，使得其开始进行挤压，在试验结束后观察路基材料的损坏情况，对不同的路基材料进行模拟试验，最终得到工料配比最佳且耐用的路基材料，避免了因为仪器不准确从而获得不正确的试验数值，得到不合适的工艺配方，从而将不合适的配方应用在公路建设上，造成道路质量下降，由于道路建设的投资往往是十分巨大的，道路质量不行必将给国家造成巨大的损失，而本发明很好的解决了这个问题，克服了现有技术的不足。

本发明采用上部为面板，中部设置支撑立板，下部设置质量配重底座的支架，使得其在上部有足够的空间面积设置驱动机构与挤压机构的部分构件，并保证了其能够提供足够的应力支撑，同时也为箱体的设置提供了空间；在上部面板与底座之间的空间内设置箱体，在其中箱体下部设置托盘机构，使得其能够在其中起到支撑作用，同时采用螺杆与螺纹管配合的设计使得托盘的高度可以自由的升降，同时在其上设置锁紧螺母使得其能够将托盘的高度固定；在托盘上方的对应位置，设置驱动机构的压板，其在下落后能够与托盘相互压紧，在压板下表面设置多孔槽橡胶板，在上表面设置压杆，并在压杆上设置一段螺纹，使得其能够设置调节螺母，增大或减小调压弹簧的压力，进而调节压板在下落时产生的压力；在压杆上部通过与支杆组成了杠杆结构，通过传动杆末端的凸轮实现其不断的下压与抬起的过程，进而实现了压板的抬起与下压的过程，凸轮通过凸轮架设置在支架上部，凸轮可通过齿轮或链条或皮带与变速箱相连接，变速箱与驱动电机相连接，通过变速箱可以控制凸轮的转速进而实现对压板频率的控制；在驱动电机后部设置控制器使得其能够控制驱动电机的输入频率进而控制驱动电机的转速，同时设置时间开关可以实现规定时间段内的试验。

本发明将获得的路基切块放置在托盘上，此刻上压板处于放松状态，然后调节托盘下部的螺杆与螺纹管使得托盘上升或下降，在路基切块的上表面与压板上设置的橡胶板相接触，然后通过锁紧螺母将其锁紧，在箱体内加水使得其能够淹没路基材料上表面，然后通过控制器开启驱动电机使其提供动力，在结合变速箱后获得平稳的凸轮转速，使得其能够提供固定的频率。

本发明通过凸轮不断的下压传动杆，使得其不断的上下移动，进而使得压杆不停的压缩弹簧并上下移动，使得不断的压缩弹簧不断的释放弹力挤压路基，由于橡胶板上设置多个孔槽，其能够模仿车轮，其不断的挤压路基材料，在其调压弹簧的作用下其产生恒定的压力，在挤压时在路基材料缝隙中产生水流，冲刷路基材料，通过控制器控制挤压时间，在极短的时间内模拟真实环境中的数万次挤压，在试验完毕后观察路基材料损坏情况，以及损坏的质量，通过分析试验以此来获得最佳工艺配比的路基材料；本发明结构简单、操作简便，值得推广与应用。

Claims (7)

1.一种公路路面材料抗冲刷试验设备，其特征在于：包括挤压机构、托盘机构、箱体、驱动机构和支架，所述箱体设置在支架中，所述托盘机构通过箱体与支架相连接，所述支架上部设置挤压机构，所述挤压机构与驱动机构相连接。

2.根据权利要求1所述的公路路面材料抗冲刷试验设备，其特征在于：所述托盘机构包括托盘、下调支杆模块，所述下调支杆模块设置在箱体上，所述下调支杆模块上部为托盘，所述下调支杆模块包括螺杆、螺纹管和锁紧螺母，所述螺杆与箱体固定连接，所述螺纹管上部与托盘固定连接，所述锁紧螺母设置在螺杆上。

3.根据权利要求1所述的公路路面材料抗冲刷试验设备，其特征在于：所述挤压机构包括压板、压杆、调压弹簧、橡胶板、调压螺母、支杆、传动杆，所述橡胶板设置在压板上，所述压板上部为压杆，所述压杆上依次设置调压螺母，所述调压螺母上部设置调压弹簧，所述压杆上端与传动杆通过销轴连接，所述支杆下部与支架固定连接，所述支杆上端与传动杆通过销轴连接。

4.根据权利要求1所述的公路路面材料抗冲刷试验设备，其特征在于：所述驱动机构包括凸轮、变速箱、驱动电机和控制器，所述凸轮设置在支架上部，所述凸轮通过变速箱与驱动电机相连接，所述驱动电机与控制器相连接。

5.根据权利要求3所述的公路路面材料抗冲刷试验设备，其特征在于：所述调压弹簧为蝶型弹簧。

6.根据权利要求1或3所述的公路路面材料抗冲刷试验设备，其特征在于：所述支架为上部为面板，所述面板侧边设置支撑立板，所述支撑立板下部为底座。

7.根据权利要求3所述的公路路面材料抗冲刷试验设备，其特征在于：所述橡胶板为多孔槽橡胶板。