CN107703016B - 一种路面超薄加铺层的冲击磨耗装置 - Google Patents

Abstract

一种路面超薄加铺层的冲击磨耗装置,在机架长度方向上设置有两根相互平行的滑杆，滑杆设置在水平滑动轨道内，水平滑动轨道固定在与磨耗支架相连接的横梁上，竖直滑动导杆和压力气缸的顶端固定在磨耗支架内顶部、底部固定在承压架顶部，压力气缸与可移动控制器电连接，承压架的下部两侧设置有可沿安装在磨耗支架上的导轨上下滑动的承压架滑动轮，承压架上设置有通过传动机构相连的压轮和滑移减速器，滑移减速器的输入轴与滑移电机的输出轴相连接，滑移电机与可移动控制器电连接，机架上磨耗支架下方设置有试件，机架一端设置有与磨耗支架相对的冲击装置，机架另一端设置有缓冲装置，本发明可推广应用到路用材料的试验设备或仪器领域。

Description

一种路面超薄加铺层的冲击磨耗装置

技术领域

本发明属于路用材料的试验设备或仪器领域，具体涉及到一种在冲击荷载作用下的路面超薄加铺层的冲击磨耗装置。

背景技术

随着我国经济和道路交通事业的迅速发展，汽车保有量的迅速提升，道路交通量不断提高，重交通和重载现象也日趋严重，导致原有的水泥或者沥青路面的表面层功能衰减很快(抗滑、噪音、平整度等性能的下降)，尤其是我国高等级公路绝大部分采用半刚性基层沥青路面结构，沥青面层不是主要承重层，而主要起到功能层作用，更容易造成表面层的磨耗，直接影响到汽车的行驶安全和舒适性。表面功能的衰减是路面表面层病害的一种形式，如抗滑、噪声、平整度等性能的下降。

超薄磨耗层是一种厚度为1.5cm～2.5cm厚的沥青混凝土路面表层。这种表层具有超长耐久、抗滑、降低噪音、减少水雾、抗车辙和抗磨耗等优良性能。它通常能够起到改善路面，尤其是沥青混凝土面层的抗滑性能、修复轻微车辙和裂缝等病害的作用，常用作用于旧路的功能性恢复、预防性养护措施或者作为新建公路表面功能层。采用超薄沥青混凝土面层是一种延长路面寿命、改善行驶质量、校正表面缺陷、提高安全特性(包括提高抗滑与排水)、减小噪音、增加路面强度等路面功能的有效措施，而超薄磨耗层的抗磨耗能力是直接影响到磨耗层各种能力的寿命的最主要的性质，磨耗层的抗磨耗能力越好，在行车荷载的作用下能够保持较长时间的优异的抗滑等性能，但是目前缺少一种行之有效的磨耗装置来评价超薄加铺层的抗磨耗能力。

因此，函需一种能够监控在冲击荷载作用下超薄加铺层的抗磨耗能力，模拟路面磨耗层在汽车荷载，尤其是刹车作用下的抗磨耗能力，为路面结构设计和功能层材料组成提供有力的试验依据，进一步优化路面结构设计，降低养护成本，延长其使用寿命，提高路面行车的舒适性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷,提供一种设计合理、结构简单、可以模拟超薄磨耗层在交通荷载作用下尤其是模拟汽车刹车作用下的冲击荷载对磨耗层的磨耗作用、评价超薄磨耗层的抗磨耗性能、进一步评价其耐久性能路面超薄加铺层的冲击磨耗装置。

解决上述技术问题采用的技术方案是：在机架长度方向上设置有两根相互平行的滑杆，滑杆设置在可沿滑杆来回滑动的水平滑动轨道内，水平滑动轨道固定在与磨耗支架相连接的横梁上，竖直滑动导杆和压力气缸的顶端固定在磨耗支架内顶部、底部固定在承压架顶部，压力气缸与可移动控制器电连接且与提供压力的气泵相连，承压架的下部两侧设置有可沿安装在磨耗支架上的导轨上下滑动的承压架滑动轮，承压架上设置有通过传动机构相连的压轮和滑移减速器，滑移减速器的输入轴通过联轴器与滑移电机的输出轴相连接，滑移电机与可移动控制器电连接，机架上磨耗支架下方设置有试件，机架一端的滑杆下方设置有与磨耗支架相对的冲击装置，机架另一端的滑杆下方设置有缓冲装置。

本发明的冲击装置为：冲击支架底部设置在机架上，冲击支架顶部设置有冲击气缸，冲击气缸与提供压力的气泵相连，冲击气缸的端部设置有冲击传感器，冲击传感器和冲击气缸与可移动控制器电连接。

本发明的试件为：试模可拆卸固定设置在机架上，试模内设置有下磨耗层，下磨耗层上设置有超薄加铺层，所述的试模内模长度为300～500mm、宽度为300～500mm、高度为50～80mm。

本发明的压轮为胶轮，压轮直径为500～800mm，宽度为300～500mm。

本发明的压力气缸的最大载荷为10KN。

本发明的传动机构为链轮链条传动机构或者皮带传动机构。

本发明具有以下有益效果：

利用冲击荷载、垂直压力和胶轮较为真实的模拟汽车行车荷载，尤其是刹车时候的荷载，通过设定垂直压力、冲击荷载和滑移率，来对超薄磨耗层进行冲击磨耗，达到一定的次数之后，可以通过磨耗层的损坏程度，即磨损掉落的材料质量占磨耗层总质量的百分比和磨耗的深度、面积来评价磨耗层的抗磨耗能力，从而可以根据实验结果优化超薄磨耗层的设计，较为有效的评价磨耗层的抗磨耗性能，进而对磨耗层进行对比优选，从而提高路面的整体性能及耐久性，可推广应用到路用材料的试验设备或仪器领域。

附图说明

图1是本发明一个实施例的结构示意图。

图2是图1的左视图。

图中：1、机架；2、试模；3、磨耗支架；4、传动机构；5、缓冲装置；6、滑杆；7、竖直滑动导杆；8、压力气缸；9、承压架；10、冲击传感器；11、冲击支架；12、冲击气缸；13、导轨；14、承压架滑动轮；15、压轮；16、水平滑动轨道；17、滑移电机；18、滑移率减速器；19、横梁；20、超薄加铺层；21、下磨耗层；22、可移动控制器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。

实施例1

在图1、2中，本发明一种路面超薄加铺层的冲击磨耗装置,在机架1长度方向上安装有两根相互平行的滑杆6，滑杆6安装在可沿滑杆6来回滑动的水平滑动轨道16内，水平滑动轨道16固定在横梁19上，横梁19与磨耗支架3固定连接，磨耗支架3与横梁19可整体在水平滑动轨道16的带动下沿着滑杆6来回滑动，磨耗支架3内顶部固定连接安装有竖直滑动导杆7和压力气缸8，竖直滑动导杆7另一端和压力气缸8自由端固定连接安装在承压架9的顶部，压力气缸8与提供压力的气泵相连，本实施例的压力气缸8的最大载荷为10KN，在压力气缸8的作用下竖直滑动导杆7可上下伸缩，压力气缸8与可移动控制器22电连接，可移动控制器22为市场销售产品，承压架9的下部两侧对称固定安装有承压架滑动轮14，承压架滑动轮14可沿安装在磨耗支架侧壁上的导轨13上下滑动，当压力气缸8作用时，带动竖直滑动导杆7上下伸缩，从而推动整个承压架9沿着导轨13上下滑动，对试件施加预定的压力，承压架9上固定连接安装有通过传动机构4相连的压轮15和滑移减速器18，滑移减速器18的输入轴通过联轴器与滑移电机17的输出轴相连接，滑移电机17与可移动控制器22电连接，本实施例的压轮15为胶轮，压轮15直径为650mm，宽度为400mm，胶轮能够更好的模拟车辆轮胎在路面行驶的效果，本发明的压轮15应设计的具有一定宽度，方便后期测试构造深度和摆式仪摆值。

进一步地，本实施例的传动机构4可以为链轮链条传动机构或者皮带传动机构，滑移率减速器18通过传动机构4控制压轮15的滑移率，机架上磨耗支架3下方设置有试件，进一步地，本实施例的试件由试模2、下磨耗层21、超薄加铺层20连接构成，试模2通过螺栓可拆卸固定安装在机架1上，试模2内安装有下磨耗层21，下磨耗层21上安装有超薄加铺层22，本发明的下磨耗层提前制备，下磨耗层可以是水泥混凝土，也可以是沥青混合料，水泥混凝土需要养生7d或28d，所述的试模2内模长度为400mm、宽度为400mm、高度为65mm。

机架1一端的滑杆6下方固定安装有与磨耗支架3相对的冲击装置，本实施例的冲击装置由冲击支架11、冲击气缸12、冲击传感器10连接构成，冲击支架11底部用螺纹连接紧固件固定连接安装在机架1上，机架顶部固定连接安装有冲击气缸12，冲击气缸12与提供压力的气泵相连，冲击气缸12的端部设置有冲击传感器10，冲击传感器10和冲击气缸12与可移动控制器电22连接，机架1另一端的滑杆6下方设置有缓冲装置5，缓冲装置5减缓冲击装置对磨耗支架3施加的推力，避免磨耗支架3直接与机架1相碰撞，损毁本装置。

实施例2

在上述实施例1中，本实施例的压轮15直径为500mm，宽度为300mm，试模2内模长度为300mm、宽度为300mm、高度为50mm，其余各零部件以及零部件的连接关系与实施例1完全相同。

实施例3

在上述实施例1中，本实施例的压轮15直径为800mm，宽度为500mm，试模2内模长度为500mm、宽度为500mm、高度为80mm，其余各零部件以及零部件的连接关系与实施例1完全相同。

本发明的工作原理如下：

使用本发明的装置时，需要提前拆下试模2，在试模2内部制备下磨耗层21和超薄加铺层22，称取超薄加铺层22的重量为m1，下磨耗层21和超薄加铺层22总重量为m2，待试件达到养生规定的时间之后，通过螺栓安装在机架1上，然后将磨耗支架3移动至试件正上方，接通可移动控制器22的电源，按需求量通过调节垂直压力输入装置、冲击载荷输入装置、滑移率控制器，输入需求大小的垂直压力、冲击载荷、滑移率，通过可移动控制器22控制压轮15和试件表面的垂直距离，一般要求压轮15低于超薄磨耗层22的高度2mm左右，观测数据，按下可移动控制器22的冲击按钮，冲击气缸12根据设定值启动冲击，作用于磨耗支架3上，使磨耗支架3上的压轮15对下磨耗层21进行冲击磨耗，直至撞击在缓冲装置5上，完成一次冲击磨耗实验，其中，滑移率是通过滑移电机17和滑移率减速器18来控制，冲击传感器10对产生的冲击载荷进行实时记录对比，垂直压力由压力气缸8产生并作用于承压架9，使承压架9通过安装在磨耗支架3上的导轨13上下滑动，进而作用于压轮15上，通过进行一定次数的冲击磨耗，取下试件，称取磨耗之后的下磨耗层21和超薄加铺层22的总重量m3，通过计算(m2‐m3)/m1得到磨耗损失质量百分率结合滑移率、垂直压力、冲击载荷和磨耗次数来辅助综合评价磨耗层的抗磨耗能力。

Claims (2)

1.一种路面超薄加铺层的冲击磨耗装置,竖直滑动导杆和压力气缸的顶端固定在磨耗支架内顶部、底部固定在承压架顶部，压力气缸与可移动控制器电连接且与提供压力的气泵相连，承压架上设置有通过传动机构相连的压轮和滑移减速器，滑移减速器的输入轴通过联轴器与滑移电机的输出轴相连接，滑移电机与可移动控制器电连接，机架上磨耗支架下方设置有试件，其特征在于：在机架长度方向上设置有两根相互平行的滑杆，滑杆设置在可沿滑杆来回滑动的水平滑动轨道内，水平滑动轨道固定在与磨耗支架相连接的横梁上，承压架的下部两侧设置有可沿安装在磨耗支架上的导轨上下滑动的承压架滑动轮，机架一端的滑杆下方设置有与磨耗支架相对的冲击装置，机架另一端的滑杆下方设置有缓冲装置；

所述的冲击装置为：冲击支架底部设置在机架上，冲击支架顶部设置有冲击气缸，冲击气缸与提供压力的气泵相连，冲击气缸的端部设置有冲击传感器，冲击传感器和冲击气缸与可移动控制器电连接；

所述的试件为：试模可拆卸固定设置在机架上，试模内设置有下磨耗层，下磨耗层上设置有超薄加铺层，所述的试模内模长度为300～500mm、宽度为300～500mm、高度为50～80mm；

所述的压轮为胶轮，压轮直径为500～800mm，宽度为300～500mm。

2.根据权利要求1所述的一种路面超薄加铺层的冲击磨耗装置，其特征在于：所述的传动机构为链轮链条传动机构或者皮带传动机构。

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