CN105181478B - 一种应用于测试机场沥青道面抗高温变形性能测试的试验系统及方法 - Google Patents

一种应用于测试机场沥青道面抗高温变形性能测试的试验系统及方法 Download PDF

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Abstract

一种应用于测试机场沥青道面抗高温变形性能测试的试验系统及方法,它涉及一种试验系统及方法,具体涉及一种应用于测试机场沥青道面抗高温变形性能测试的试验系统及方法。本发明为了解决现有的机场沥青道面抗高温永久变形评价方法依赖于公路工程沥青混合料抗车辙性能评价方法,致使机场沥青道面材料试验在荷载偏低、单轮荷载及荷载作用形式不符合实际情况的条件下进行的问题。本发明包括电机、电机支撑座、主轴、多个导柱、上固定板、下固定板、胶轮支撑盘、料盘、托板、液压缸、压力传感器、胶轮、多个支撑轮、上轴承座、下轴承座、胶轮盘连接套和底板,上固定板、下固定板、托板、底板由上至下依次平行设置,多个导柱均布设置。本发明用于路桥建设领域。

Description

一种应用于测试机场沥青道面抗高温变形性能测试的试验系 统及方法
技术领域
本发明涉及一种试验系统及方法,具体涉及一种应用于测试机场沥青道面抗高温变形性能测试的试验系统及方法,属于路桥建设领域。
背景技术
机场道面轮辙的发生直接影响到机场的安全运营,2011年,首都国际机场多次出现了因机场道面高温变形较大而导致飞机受困跑道的安全事故,不仅给机场安全运营带来重大隐患,也造成了不良的社会影响。轮辙的出现大大增加了飞机轮胎、涡轮发动机和机身破坏的可能性,也增大了飞机滑跑时偏离轨道的概率。研究表明,雨天轮辙内积水可导致道面抗滑能力不足,飞机行驶时会产生滑水现象,引发飞机偏离跑道事故。美国联邦航空管理局的研究也表明,轮辙破坏是道面抗滑能力失效的一个重要原因。
20世纪40年代,军用飞机作为飞机的主要机型,最大起飞重量约为28吨,主起落架为单轴单轮构型,所以最初的机场跑道道面仅需考虑单轮载荷的重复作用,但是,随着航空业的发展,飞机载荷不断增大,以B747-100为代表的双轴双轮载荷称为当时飞机载荷的主要形式,近年来,各大飞机制造厂商均致力于大型民用客机的研制技术,A380、B787等新一代大飞机NGLA(New Generation Large Aircraft)不断问世,为了承受飞机的巨大重量,NGLA起落架构型与以往的机型相比有较大差别。例如A380-800飞机,最大起飞重量562吨,主起落架由两侧起落架和中起落架组成,其中侧起落架各6各轮子,中起落架各4各轮子,主起落架的轮子数目达20个,平均轮压高达1.5MPa。由此可见,随着航空运输业的不断发展,起落架的构型日趋复杂,覆盖范围广、轴载重、轴压高。飞机载荷的不断变化对机场材料和结构提出了更高、更苛刻的要求。
但是,当前,世界各国的研究人员采用了使用改性沥青、添加抗车辙剂、优化级配设计等一系列方法以防止机场沥青道面高温永久变形的发生,但仍未得到有效解决。究其原因在于当前机场沥青道面所采用混合料抗高温永久变形性能的评价仍普遍采用道路工程车辙试验方法。机场沥青道面的抗高温永久变形性能试验采用公路设计的标准轴载,接地压力为0.7Mpa,而目前机场道面设计采用的设计飞机法,是以经行道面的最大飞机作为设计荷载,而飞机机型的发展可以说明,以0.7Mpa为标准的机场沥青道面抗高温永久变形的评价方法难以体现飞机重载特点,且没有考虑飞机多轮组叠加效应对机场沥青道面的高温稳定性能的影响,也无法考虑飞机行驶速度、转弯等对沥青道面发生高温永久变形特性的影响。考虑飞机重载、多轮荷载及飞机行驶条件的沥青道面抗高温永久变形评价方法的缺失,造成机了场沥青道面抗高温永久变形性能试验评价方法无法反应出飞机荷载—道面共同作用的真实情况,严重阻碍机场沥青道面技术的进一步发展。因此亟需开发一种考虑飞机的多轮重载及飞机运行特点的沥青道面抗高温永久变形的试验方法,以安全、准确评价机场沥青道面的抗高温永久变形性能。
发明内容
本发明为解决现有的机场沥青道面抗高温永久变形评价方法依赖于公路工程沥青混合料抗车辙性能评价方法,致使机场沥青道面材料试验在荷载偏低、单轮荷载及荷载作用形式不符合实际情况的条件下进行的问题,进而提出一种应用于测试机场沥青道面抗高温变形性能测试的试验系统及方法。
本发明为解决上述问题采取的技术方案是:本发明所述系统包括电机、电机支撑座、主轴、多个导柱、上固定板、下固定板、胶轮支撑盘、料盘、托板、液压缸、压力传感器、胶轮、多个支撑轮、上轴承座、下轴承座、胶轮支撑盘连接套和底板,上固定板、下固定板、托板、底板由上至下依次平行设置,多个导柱均布设置,且每个导柱均由上至下依次穿过上固定板、下固定板、托板、底板,胶轮支撑盘、料盘由上至下依次设置在下固定板与托板之间,且料盘的下表面与托板的上表面连接,多个胶轮均布安装在胶轮支撑盘上,且运行时每个胶轮的下轮缘均与料盘的上表面接触,胶轮支撑盘边缘的上表面与下固定板的下表面之间设有多个支撑轮,上固定板上表面的中部嵌装有上轴承座,下固定板上表面的中部嵌装有下轴承座,电机通过电机支撑座安装在上轴承座上,主轴的下端插装在胶轮支撑盘上表面中部的胶轮支撑盘连接套内,主轴的上端由下至上依次穿过下轴承座、上轴承座与电机的转动轴连接,液压缸安装在底板的上表面上,液压缸的液压杆的上端通过压力传感器与托板的下表面连接。
本发明所述方法的具体步骤如下:
步骤一、摘除托板中心的对心螺栓以及三个固定螺栓,拧紧料盘下方八个顶起螺栓,在顶起螺栓上方分别有滚珠,当料盘被顶起后,滚珠可以在原位滚动;
步骤二、将料盘支撑架推到料盘处,调整调节支腿,使得料盘底面与与料盘支撑架板同高,关闭胶轮并推动料盘,使其在滚动轴承上运动,在料盘中涂抹机油并铺设一层废报纸,在侧壁上标记压实控制厚度H;
步骤三、将预先拌制好的混合料装入料盘,预整平及压实后将料盘推回仪器,安装对心螺栓和固定螺栓后,设置变频器及液压泵站的控制参数,对沥青混合料进行碾压,在混合料厚度达到H标记位置后停止碾压;
第四步、拆卸两排交错胶轮,将压实成型的试件放置≥48h;
第五步、控制液压泵站,缓慢托起托板和料盘,同时采用压力传感器测试托板和料盘的重量,记为G0
第六步、在液压泵站上设置施加压力,若液压泵站控制压力为G1,那么此时胶轮施加的压力为G1-G0,采用米格纸和复写纸标定轮胎的接地面积S,直到接地压强P=(G1-G0)/S达到试验要求为止,对液压泵站设置此时的G1
第七步、对变频器进行加载频率F设置,开启液压泵站,使轮胎达到规定的接地压力P;调整加载频率F,使得计数器显示值达到规定的转速要求,对变频器设置此时的加载频率F;
第八步、开启液压泵站、变频器及冷却水泵进行试验,采用数据采集卡和Labview编制的采集软件实时收集压力G和LVDT传感器的位移Z,同时收集计数器测得的转数N,测试时间T可自由控制;
第九步、绘制Z-6N曲线,寻找混合料变形稳定阶段,取时间间隔为xmin的一段,作用次数为Nx,变形量分别为Zt和Zt+x计算动稳定度DS=6Nx/(Zt+x-Zt)。
本发明的有益效果是:本发明是基于机场道面几何尺寸与飞机荷载实测及数值仿真结果进行相似性设计,试验设备的设计使模拟沥青道面与机场沥青道面具有相似的受力特性,且发明考虑到了飞机多轮叠加效应及慢速转弯对沥青道面抗高温永久变形性能的影响,更为科学、准确评价机场沥青道面的抗高温永久变形特性,发明可直接应用于我国机场飞行区沥青道面结构及材料的抗高温性能评价,弥补了机场道面结构及材料设计与性能评价的不足,保障机场沥青道面高温下安全服役,可推动我国民航机场基础设施建设的发展。
本发明设计了可拆卸试验轮组,实现飞机起落架构型的模拟,为了模拟飞机起落架构型特点,在胶轮支撑盘上装有12个胶轮,每侧6轮的初始轮径比和轴径比可满足A380飞机起落架构型的模拟,中间两组胶轮的间距可调节,可模拟任意双轮飞机的起落架构型参数。轴数在1~3范围可调整,轮数在0~6范围可调整。
本发明设计了组合式料盘,实现了任意厘米道面结构和材料厚度的模拟,为了满足不同厚度沥青混合料的抗轮辙性能测试,料盘设计成组合料盘,由一个1cm、两个2cm、一个5cm、一个10cm厚的圈框拼成高度为20cm的料盘,圈框的组合与笼屉相似,可拆卸组合成0~20cm任意整cm厚的料盘,该厚度可实现机场道面结构组合的模拟。
本发明设计了料盘滑动装置,便于料盘的滑动,为了实现料盘在托板上滑动,二者之间设有8处滚珠,滚珠下设有顶丝,需要滑动料盘前可拧紧顶丝,使滚珠凸起。电机、液压泵站和恒温室基本参数为:电机和变频器组合可实现0~50HZ频率的旋转加载。液压泵站和液压缸可对沥青混合料施加0~5t荷载。为了在标准试验温度下进行试验,将设备置入恒温室,恒温室的恒温区间为-35~70℃,控温精度为±1℃。
附图说明
图1是本发明所述系统的整体结构示意图,图2是胶轮支撑盘的俯视图,图3是托板的俯视图,图4是料盘支撑架的主视图,图5是本发明线路连接图,图6是叠加受理测试结构示意图,图7是本发明试验结果示意图。
具体实施方式
具体实施方式一:结合图1至图4说明本实施方式,本实施方式所述一种应用于测试机场沥青道面抗高温变形性能测试的试验系统包括电机1、电机支撑座2、主轴3、多个导柱4、上固定板5、下固定板7、胶轮支撑盘8、料盘9、托板10、液压缸11、压力传感器12、胶轮15、多个支撑轮17、上轴承座20、下轴承座21、胶轮支撑盘连接套22和底板23,上固定板5、下固定板7、托板10、底板23由上至下依次平行设置,多个导柱4均布设置,且每个导柱4均由上至下依次穿过上固定板5、下固定板7、托板10、底板23,胶轮支撑盘8、料盘9由上至下依次设置在下固定板7与托板10之间,且料盘9的下表面与托板10的上表面连接,多个胶轮15均布安装在胶轮支撑盘8上,且运行时每个胶轮15的下轮缘均与料盘9的上表面接触,胶轮支撑盘8边缘的上表面与下固定板7的下表面之间设有多个支撑轮17,上固定板5上表面的中部嵌装有上轴承座20,下固定板7上表面的中部嵌装有下轴承座21,电机1通过电机支撑座2安装在上轴承座20上,主轴3的下端插装在胶轮支撑盘8上表面中部的胶轮支撑盘连接套22内,主轴3的上端由下至上依次穿过下轴承座21、上轴承座20与电机1的转动轴连接,液压缸11安装在底板23的上表面上,液压缸11的液压杆的上端通过压力传感器12与托板10的下表面连接。
本实施方式基于相似理论设计了模拟轮胎及模拟道面的尺寸,为了使混合料的受力更为真实模拟机场沥青道面的受力条件,采用相似性理论设计了所述胶轮和所述料盘的尺寸,胶轮的接地尺寸为长和宽分别为56mm和36mm,料盘外径为650mm,内径为150mm,形成了宽度为500mm的环道。
本实施方式还设计了试验仪器的基本构成,实现了系统的变压力、变速调节,实现了试验轮的旋转,模拟了飞机转弯过程的扭剪力,试验仪的控制部分主要包括液压泵站和变频器。液压泵站接出液压端口与液压缸11相连接,一方面控制托板10上的料盘9升降速度,另一方面通过升起料盘与胶轮支撑盘8上的胶轮15接触,在仪器内部形成反力,实现对料盘内混合料的加载,在混合料产生变形时,导套13沿导柱4带动料盘上升,控制仪器的恒定加载,调整液压泵站实现压力调节;电机1下方的变速器2与主轴3相连,通过变频器控制变速器整实现主轴的变速调节,使仪器在特定的运行速度下完成混合料的轮辙试验。同时,试验轮的旋转运行,可模拟飞机转弯过程中的扭剪力,对沥青混合料进行最不利受力下的轮辙试验,可保证沥青道面的高温安全。在试验过程中计数器16会实时记录每分钟圆盘的平均转数,压力传感器12实时监测荷载变化,高精度LVDT14实时采集料盘上升位移,作为混合料的轮辙变形,将压力传感器和LVDT传感器连接到电脑采集软件进行数据采集。计数器16连接到自带显示器35采集数据,所有控制与采集部分接电源36。
具体实施方式二:结合图1至图4说明本实施方式,本实施方式所述一种应用于测试机场沥青道面抗高温变形性能测试的试验系统的每个导柱4的上端均设有固定螺母19,且每个固定螺母19均位于上固定板5的上方。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三:结合图1至图4说明本实施方式,本实施方式所述一种应用于测试机场沥青道面抗高温变形性能测试的试验系统的每个导柱4的上部均套装有粗隔套6,且每个粗隔套6均位于上固定板5与下固定板7之间,上固定板5与下固定板7之间还设有多个细隔套18。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式四:结合图1至图4说明本实施方式,本实施方式所述一种应用于测试机场沥青道面抗高温变形性能测试的试验系统还包括计数器16,计数器16安装在一个支撑轮17上。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式五:结合图1至图4说明本实施方式,本实施方式所述一种应用于测试机场沥青道面抗高温变形性能测试的试验系统还包括LVDT传感器14,LVDT传感器14设置在一个导柱4的外侧壁上,且LVDT传感器14位于料盘9的一侧。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式六:结合图1至图4说明本实施方式,本实施方式所述一种应用于测试机场沥青道面抗高温变形性能测试的试验系统的每个导柱4的外侧壁与托板10的连接处均设有导套13。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式七:结合图1至图4说明本实施方式,本实施方式所述一种应用于测试机场沥青道面抗高温变形性能测试的试验系统的胶轮支撑盘8的上表面上呈一字型设有两排交错碾压轮24,且两排交错碾压轮24以胶轮支撑盘8圆心为对称点对称,胶轮支撑盘8的上表面设有两个调整垫片25,两个调整垫片25以胶轮支撑盘8圆心为对称点对称。
本实施方式的技术效果是:如此设置,设计了模拟沥青道面的成型装置,实现了现场压路机的模拟,胶轮支撑盘8上安装有两排交错压实的碾压轮24,通过压力调节和变速控制,模拟现场压路机碾压进行混合料的成型。组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式八:结合图1至图4说明本实施方式,本实施方式所述一种应用于测试机场沥青道面抗高温变形性能测试的试验系统的托板10的上表面均布设有三个固定螺栓26,托板10上表面的几何中心设有对心螺栓27,托板10的上表面设有两排滚珠28,两排滚珠28以托板10的几何中心为对称点对称。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式九:结合图1至图4说明本实施方式,本实施方式所述一种应用于测试机场沥青道面抗高温变形性能测试的试验系统的料盘9通过料盘支撑架设置在托板10的上表面上,所述料盘支撑架包括料盘支撑板33、两个调节支腿32、四个支腿30、四个脚轮31和多个滚动轴承29,多个滚动轴承29均布设置在料盘支撑板33的上表面上,料盘支撑板33一端的下表面并排设有两个支腿30,料盘支撑板33中部的下表面并排设有两个支腿30,每个支腿30的下端分别设有一个胶轮31,料盘支撑板33另一端的下表面并排设有两个调节支腿32,料盘9放置在滚动轴承29上。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式十:结合图1至图4说明本实施方式,本实施方式所述一种应用于测试机场沥青道面抗高温变形性能测试的方法是通过如下步骤实现的:
步骤一、摘除托板10中心的对心螺栓27以及三个固定螺栓26,拧紧料盘9下方八个顶起螺栓,在顶起螺栓上方分别有滚珠28,当料盘9被顶起后,滚珠28可以在原位滚动;
步骤二、将料盘支撑架推到料盘9处,调整调节支腿32,使得料盘9底面与与料盘支撑架板33同高,关闭胶轮31并推动料盘9,使其在滚动轴承29上运动,在料盘9中涂抹机油并铺设一层废报纸,在侧壁上标记压实控制厚度H;
步骤三、将预先拌制好的混合料装入料盘9,预整平及压实后将料盘9推回仪器,安装对心螺栓和固定螺栓后,设置变频器及液压泵站的控制参数,对沥青混合料进行碾压,在混合料厚度达到H标记位置后停止碾压;
第四步、拆卸两排交错胶轮,将压实成型的试件放置≥48h;
第五步、控制液压泵站,缓慢托起托板和料盘,同时采用压力传感器测试托板和料盘的重量,记为G0
第六步、在液压泵站上设置施加压力,若液压泵站控制压力为G1,那么此时胶轮施加的压力为G1-G0,采用米格纸和复写纸标定轮胎的接地面积S,直到接地压强P=(G1-G0)/S达到试验要求为止,对液压泵站设置此时的G1
第七步、对变频器进行加载频率F设置,开启液压泵站,使轮胎达到规定的接地压力P;调整加载频率F,使得计数器显示值达到规定的转速要求,对变频器设置此时的加载频率F;
第八步、开启液压泵站、变频器及冷却水泵进行试验,采用数据采集卡和Labview编制的采集软件实时收集压力G和LVDT传感器的位移Z,同时收集计数器测得的转数N,测试时间T可自由控制;
第九步、绘制Z-6N曲线,寻找混合料变形稳定阶段,取时间间隔为xmin的一段,作用次数为Nx,变形量分别为Zt和Zt+x计算动稳定度DS=6Nx/(Zt+x-Zt)。
本实施方式中动稳定度DS代表了单位变形量的轮载作用次数,DS越大,沥青道面抗高温永久变形性能越好,反之越差。此时的DS既考虑了飞机多轮荷载的叠加效应,又可以在任意飞机重载下进行试验,同时环形荷载的设计考虑了飞机慢速转弯时的扭剪作用,这是对沥青道面高温变形影响的最不利荷载,更安全和科学地测试了机场沥青混合料的抗高温永久变形性能。
实施例一:
为了证明该系统可以体现多轮荷载下机场沥青道面受力叠加作用,在模拟道面内部植入了光纤光栅应变传感器,测试模拟道面不同位置的变形特点。具体过程如下:
(1)按质量分数称取121.5份的10-20mm集料,14.1份的5-10mm集料,39.5份的3-5mm集料,87.6份的0-3mm集料,19.7份的矿粉,及12.1份沥青,拌制沥青混合料;
(2)在料盘内部的盘底布置3个光纤光栅水平应变传感器(H1、H2和H3),传感器H2布设在外侧轮的轮迹中心,传感器H1布设在两并排轮的中间,传感器H3布设在两并排轮的外侧,H1和H3分别与H2等距布设,相距H2均为5.5cm;
(3)摊铺拌制沥青混合料,碾压好后,将三个传感器连接到光纤光栅解调仪上进行监测;
(4)轮胎接地压力1.47MPa,温度25℃,运行线速度为7.5km/h,对光纤光栅应变传感器输出信号进行采集。
图6为三个光纤光栅传感器输出响应,可以看出,传感器H1测得的最大应变响应峰值为75×10-6,传感器H3最大应变响应峰值仅为31.88×10-6,两轮之间的最大应变响应为两轮外侧最大应变响应的2.35倍以上,说明多轮荷载使得模拟道面内部的应变出现了显著的叠加效应。
实施例二:
为了说明本试验系统的测试效果,进行了模拟道面的永久变形试验。具体试验过程如下:
(1)按质量分数称取121.5份的10-20mm集料,14.1份的5-10mm集料,39.5份的3-5mm集料,87.6份的0-3mm集料,19.7份的矿粉,及12.1份沥青,拌制沥青混合料;
(2)多轮轮辙试验条件为:模拟A380飞机荷载,轮胎接地压力1.47MPa,温度60℃,运行线速度为7.5km/h;公路车辙试验的试验条件为:轮胎接地压力0.7MPa,温度60℃,采用标准车辙仪进行试验;
(3)采用该设备对沥青混合料抗高温永久变形性能进行评价。
图7是多轮轮辙试验结果和公路车辙试验结果。可以看出多轮轮辙试验明显加快了沥青混合料的高温变形速度,其中单轮荷载下的动稳定度DS1仅为141次/mm,四轮荷载下的动稳定度DS4为109次/mm。可以说明,多轮轮辙试验相对标准车辙试验结果更偏安全,更有利于机场道面的高温安全保障。

Claims (10)

1.一种应用于测试机场沥青道面抗高温变形性能测试的试验系统,其特征在于:所述一种应用于测试机场沥青道面抗高温变形性能测试的试验系统包括电机(1)、电机支撑座(2)、主轴(3)、多个导柱(4)、上固定板(5)、下固定板(7)、胶轮支撑盘(8)、料盘(9)、托板(10)、液压缸(11)、压力传感器(12)、胶轮(15)、多个支撑轮(17)、上轴承座(20)、下轴承座(21)、胶轮支撑盘连接套(22)和底板(23),上固定板(5)、下固定板(7)、托板(10)、底板(23)由上至下依次平行设置,多个导柱(4)均布设置,且每个导柱(4)均由上至下依次穿过上固定板(5)、下固定板(7)、托板(10)、底板(23),胶轮支撑盘(8)、料盘(9)由上至下依次设置在下固定板(7)与托板(10)之间,且料盘(9)的下表面与托板(10)的上表面连接,多个胶轮(15)均布安装在胶轮支撑盘(8)上,且运行时每个胶轮(15)的下轮缘均与料盘(9)的上表面接触,胶轮支撑盘(8)边缘的上表面与下固定板(7)的下表面之间设有多个支撑轮(17),上固定板(5)上表面的中部嵌装有上轴承座(20),下固定板(7)上表面的中部嵌装有下轴承座(21),电机(1)通过电机支撑座(2)安装在上轴承座(20)上,主轴(3)的下端插装在胶轮支撑盘(8)上表面中部的胶轮支撑盘连接套(22)内,主轴(3)的上端由下至上依次穿过下轴承座(21)、上轴承座(20)与电机(1)的转动轴连接,液压缸(11)安装在底板(23)的上表面上,液压缸(11)的液压杆的上端通过压力传感器(12)与托板(10)的下表面连接。
2.根据权利要求1所述一种应用于测试机场沥青道面抗高温变形性能测试的试验系统,其特征在于:每个导柱(4)的上端均设有固定螺母(19),且每个固定螺母(19)均位于上固定板(5)的上方。
3.根据权利要求2所述一种应用于测试机场沥青道面抗高温变形性能测试的试验系统,其特征在于:每个导柱(4)的上部均套装有粗隔套(6),且每个粗隔套(6)均位于上固定板(5)与下固定板(7)之间,上固定板(5)与下固定板(7)之间还设有多个细隔套(18)。
4.根据权利要求3所述一种应用于测试机场沥青道面抗高温变形性能测试的试验系统,其特征在于:所述一种应用于测试机场沥青道面抗高温变形性能测试的试验系统还包括计数器(16),计数器(16)安装在一个支撑轮(17)上。
5.根据权利要求4所述一种应用于测试机场沥青道面抗高温变形性能测试的试验系统,其特征在于:所述一种应用于测试机场沥青道面抗高温变形性能测试的试验系统还包括LVDT传感器(14),LVDT传感器(14)设置在一个导柱(4)的外侧壁上,且LVDT传感器(14)位于料盘(9)的一侧。
6.根据权利要求5所述一种应用于测试机场沥青道面抗高温变形性能测试的试验系统,其特征在于:每个导柱(4)的外侧壁与托板(10)的连接处均设有导套(13)。
7.根据权利要求6所述一种应用于测试机场沥青道面抗高温变形性能测试的试验系统,其特征在于:胶轮支撑盘(8)的上表面上呈一字型设有两排交错碾压轮(24),且两排交错碾压轮(24)以胶轮支撑盘(8)圆心为对称点对称,胶轮支撑盘(8)的上表面设有两个调整垫片(25),两个调整垫片(25)以胶轮支撑盘(8)圆心为对称点对称。
8.根据权利要求7所述一种应用于测试机场沥青道面抗高温变形性能测试的试验系统,其特征在于:托板(10)的上表面均布设有三个固定螺栓(26),托板(10)上表面的几何中心设有对心螺栓(27),托板(10)的上表面设有两排滚珠(28),两排滚珠(28)以托板(10)的几何中心为对称点对称。
9.根据权利要求8所述一种应用于测试机场沥青道面抗高温变形性能测试的试验系统,其特征在于:料盘(9)通过料盘支撑架设置在托板(10)的上表面上,所述料盘支撑架包括料盘支撑板(33)、两个调节支腿(32)、四个支腿(30)、四个胶轮(31)和多个滚动轴承(29),多个滚动轴承(29)均布设置在料盘支撑板(33)的上表面上,料盘支撑板(33)一端的下表面并排设有两个支腿(30),料盘支撑板(33)中部的下表面并排设有两个支腿(30),每个支腿(30)的下端分别设有一个胶轮(31),料盘支撑板(33)另一端的下表面并排设有两个调节支腿(32),料盘(9)放置在滚动轴承(29)上。
10.一种利用权利要求9所述的应用于测试机场沥青道面抗高温变形性能测试的试验系统进行机场沥青道面抗高温变形性能测试的方法,其特征在于:所述一种应用于测试机场沥青道面抗高温变形性能测试的方法是通过如下步骤实现的:
步骤一、摘除托板(10)中心的对心螺栓(27)以及三个固定螺栓(26),拧紧料盘(9)下方八个顶起螺栓,在顶起螺栓上方分别有滚珠(28),当料盘(9)被顶起后,滚珠(28)可以在原位滚动;
步骤二、将料盘支撑架推到料盘(9)处,调整调节支腿(32),使得料盘(9)底面与与料盘支撑架板(33)同高,关闭胶轮(31)并推动料盘(9),使其在滚动轴承(29)上运动,在料盘(9)中涂抹机油并铺设一层废报纸,在侧壁上标记压实控制厚度H;
步骤三、将预先拌制好的混合料装入料盘(9),预整平及压实后将料盘(9)推回仪器,安装对心螺栓和固定螺栓后,设置变频器及液压泵站的控制参数,对沥青混合料进行碾压,在混合料厚度达到H标记位置后停止碾压;
第四步、拆卸两排交错胶轮,将压实成型的试件放置≥48h;
第五步、控制液压泵站,缓慢托起托板和料盘,同时采用压力传感器测试托板和料盘的重量,记为G0
第六步、在液压泵站上设置施加压力,若液压泵站控制压力为G1,那么此时胶轮施加的压力为G1-G0,采用米格纸和复写纸标定轮胎的接地面积S,直到接地压强P=(G1-G0)/S达到试验要求为止,对液压泵站设置此时的G1
第七步、对变频器进行加载频率F设置,开启液压泵站,使轮胎达到规定的接地压力P;调整加载频率F,使得计数器显示值达到规定的转速要求,对变频器设置此时的加载频率F;
第八步、开启液压泵站、变频器及冷却水泵进行试验,采用数据采集卡和Labview编制的采集软件实时收集压力G和LVDT传感器的位移Z,同时收集计数器测得的转数N,测试时间T可自由控制;
第九步、绘制Z-6N曲线,寻找混合料变形稳定阶段,取时间间隔为xmin的一段,作用次数为Nx,变形量分别为Zt和Zt+x计算动稳定度DS=6Nx/(Zt+x-Zt)。
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